水合肼又称水合联氨,是一种发烟状的、有特殊氨臭味的无色透明油状液体,因其具有很强的还原性,被广泛的应用于精细有机合成领域,是重要的化工原料和中间体。目前,已经工业化的水合肼生产方式有四种,而我国普遍采用的是尿素法。该方法工艺成熟,设备简单,但却因为所得粗肼浓度低、生产过程副产大量无机盐而带来了精制能耗高,固液分离操作复杂,设备投资大等问题。其中,粗肼精制过程能耗高的问题一直是制约尿素法的瓶颈。本文建立了可靠的肼浓度气相色谱分析方法,测定了常压下肼-水二元体系,以及氯化钠表观质量分率分别为0.05,0.10,0.15时肼-水-氯化钠三元体系的汽液相平衡数据,并分别采用NRTL和Electrolyte NRTL模型对实验数据进行关联,得到了N2H4-H20分子间,N2H4-(Na+,Cl-)分子-离子间相互作用能量参数与温度间的关系。研究发现,对于肼-水体系,Na+、C1-的存在导致平衡温度升高,平衡汽相中肼浓度增大。这些平衡数据的测定也为相关的化工流程模拟计算机反应器设计等提供了基础数据。利用Aspen Plus模拟软件对尿素法生产的精制工艺过程进行了模拟,研究了采用热泵技术的精馏、蒸发过程集成的节能工艺。节能工艺将精馏塔塔顶蒸汽压缩成高温位蒸汽后分别用于塔釜再沸器和前置蒸发工段的供热,实现了热泵技术、精馏过程和蒸发过程的集成。模拟计算结果表明,与传统工艺相比,热泵-精馏-蒸发集成工艺可以节省88.83%的操作能耗,即每年可减少标准煤20187.25吨,相当于可以减少50266.62吨的二氧化碳排放。