CN105289242B

CN105289242B - 用于氯化氢气体的缓释中和方法

Info

Publication number: CN105289242B
Application number: CN201510620050.4A
Authority: CN
Inventors: 李定山
Original assignee: CHONGQING CHANGFENG CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: CHONGQING CHANGFENG CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2015-09-25
Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2019-03-08
Anticipated expiration: 2035-09-25
Also published as: CN105289242A

Abstract

本专利公开了用于氯化氢气体的缓释中和方法，其操作步骤如下：一、在中和池中放置水和多个缓释球，缓释球的由中心处至外层依次为碳酸钠颗粒、缓释层、氢氧化钠颗粒层和外壳；二、将氯化氢气体从中和池的底部通入水中；三、测定中和池内的pH，pH呈酸性时，再加缓释球，中和完成。本发明要解决的技术问题是提供一种减少二氧化碳排放量、环保且保证溶液呈中性的用于氯化氢气体的缓释中和方法。

Description

用于氯化氢气体的缓释中和方法

技术领域

本发明涉及化工领域，具体涉及一种用于氯化氢气体的缓释中和方法。

背景技术

二苯甲酮为白色有光泽的棱形结晶。似玫瑰香、甜味，1G溶于7.5ml乙醇、6ml乙醚，溶于氯仿，不溶于水，相对密度(d504)1.0869，熔点48.5℃，沸点305.4℃，折光率(n45.2D)1.5975，闪点138℃，有刺激性。分子式：C₁₃H₁₀O，结构式；分子量：182；物化性能：比重： 1.098（g/cm³,20℃），沸点：306℃，不溶于水，溶于乙醇、苯、氯仿等许多有机溶剂。用途：紫外线吸收剂，有机合成原料及医药中间体、香料定香剂。

现有的二苯甲酮合成路线有光气法、苯甲酰氯法、二氧化碳法、一氧化碳法、苯甲酸(或苯甲酸酐)法、四氯化碳法、催化氧化法、脱羧法等。其中光气法以光气和苯为原料，以路易斯酸为催化剂，进行Friedel-Crafts 反应, 经水解、分层处理、精制等制备出二苯甲酮。该方法具有产品质量高，反应收率较高，工艺条件温和，不需用特殊试剂及原料易得等优点。现有的光气法制备光气的原料主要为三氯化铝、苯和光气，经过光化、水解、碱洗、水-苯蒸馏、蒸馏得到；光化：取三氯化铝1份和1份光气在光化釜中光化；水解：在温度30℃以下水解；碱洗：加入碳酸钠碱洗，得到物料相；水－苯蒸馏：得到粗品；再经过蒸馏精馏后得到成品；其中苯的分子式为C₆H₆，结构式，分子量为78；物化性质：密度：0.879（g/cm³ 20℃），沸点：80.4℃；基本化工原料，不溶于水，溶于乙醇、乙醚、汽油等许多有机溶剂，在一定条件下，分子中氢被置换而产生卤化、磺化反应，也能与氯起加成反应，苯为易燃、易爆炸物质；爆炸极限：与空气混合1.5～8％（体积比）。

无水三氯化铝分子式：AlCl₃，分子量：133.5，物化性质：密度2.41（g/cm³ 20℃）溶解度：69.9（g/100gH₂O 20℃）溶于水，生成AlCl₃·6H₂O，也能溶于乙醇、醚，溶解时放出大量热，AlCl₃有强烈加合作用，生成二聚分子（AlCl₃）₂，三氯化铝可作有机合成的催化剂也可用于处理润滑油和制造蒽醌等；外观：淡黄色、黄色或略带灰色的颗粒或粉末，不应有大于10mm的块状物。

光气的分子式为COCl₂；结构式为，分子量为98.92，物化性能：

比重D、1.441，沸点为8.2℃，常温下为无色气体，有烂苹果味，具有窒息性，属剧毒物质，在空气中的允许浓度为0.5mg/m³，光气易溶于三氯化砷及冰醋酸、氯仿、甲苯、氯苯等有机溶剂中，几乎不溶于水；常温下为无色气体，有烂苹果味，具有窒息性，属剧毒物质，在空气中的允许浓度为0.5mg/m³，光气易溶于三氯化砷及冰醋酸、氯仿、甲苯、氯苯等有机溶剂中，几乎不溶于水。

生产的原理为：苯在三氯化铝作催化剂的条件下与光气发生酰基化反应，生成二苯甲酮－三氯化铝络合物，经水解、碱洗、蒸馏、结片即得产品，反应的机理及化学反应方程式为：（1）光化反应：苯在三氯化铝作催化剂条件下与光气反应生成二苯甲酮－三氯化铝络合物：

。

（2）水解反应：二苯甲酮·三氯化铝络合物遇水分解生成二苯甲酮：

。

生产过程可能发生的副反应是苯甲酰氯和三氯化铝反应生成苯甲酰氯·三氯化铝络合物，遇水水解生成苯甲酸等副产物，影响二苯甲酮产品质量及收率。

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在生产的过程中会有氯化氢气体产生，氯化氢气体，是一种无色非可燃性气体，有极刺激气味，比重大于空气，具有腐蚀性，因此，产生的尾气需要处理。在处理的过程中，通常是将氯化氢气体先通入水中吸收后，在以碱中和。现有的碱中和，通常是中和池内放置有中和溶液，例如氢氧化钠和碳酸钠，用以与氯化氢气体反应中和。而氢氧化钠由于其碱性过强，反应的过程中会存在反应不完全的现象，因此，通常反应后的溶液pH要么呈酸性需要再加碱中和，要么呈碱性，需要重新加酸中和，因此，操作难度较大，而过酸或过碱的溶液排放均对环境有害；碳酸钠与氯化氢气体反应生成盐，因此，即使加入过量，也呈中性，但是，碳酸钠反应的过程中会产生二氧化碳气体，而二氧化碳是温室气体，目前世界环境逐渐变暖的情况下，提倡减少温室气体的排放量，因此需在生产的过程中尽量减少二氧化碳的排放量，保持环保。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种减少二氧化碳排放量、环保且保证溶液呈中性的用于氯化氢气体的缓释中和方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：用于氯化氢气体的缓释中和方法，其操作步骤如下：

一、在中和池中放置水和多个缓释球，缓释球的由中心处至外层依次为碳酸钠颗粒、缓释层、氢氧化钠颗粒层和外壳；

二、将氯化氢气体从中和池的底部通入水中；

三、测定中和池内的pH，pH呈酸性时，再加缓释球，中和完成。

采用本发明技术方案的用于氯化氢气体的缓释中和方法，缓释球可采用机械的方式缓释，也可采用缓释膜的方式缓释，例如，淀粉膜、半透膜等。缓释球的内层为碳酸钠颗粒，外层为氢氧化钠颗粒，将其放置于水中后，首先氢氧化钠先于水接触，再将氯化氢气体从中和池的底部通入水中，氯化氢气体首先与氢氧化钠反应生成氯化钠和水，然后再反应的过程中逐渐缓释碳酸钠颗粒，此时，大部分的氯化氢气体已与氢氧化钠反应，仅剩余少量的氯化氢气体与缓慢释放的碳酸钠颗粒反应生成氯化钠和二氧化碳气体和水；测定中和池内的pH，当呈酸性时，说明缓释球加入量过少，可再加入少量缓释球，再反应，中和完成，加入缓释球时需注意，一定是加入少于单纯氯化氢气体与氢氧化钠反应的量，以确保氢氧化钠与氯化氢的部分反应，而不是完全反应，从而保证仍需要与碳酸钠反应。

本发明的有益效果是：与现有的仅用碳酸钠与氯化氢气体反应的方式相比，利用缓释技术，首先与氢氧化钠反应，再与缓慢释放的碳酸钠反应，相比而言，二氧化碳的排放量大大降低，环保且能保证溶液呈中性。

进一步，所述的缓释球包括中心球和外层球，碳酸钠颗粒装于中心球内，中心球的球壁设有内通孔，中心球外包覆有与中心球外壁转动连接的转动球，转动球的球壁设有与内通孔可相通的连接孔；外层球的球壁也设有多个外通孔，外层球包裹于转动球外，且氢氧化钠颗粒装于外层球的球壁与转动球球壁之间。中心球与转动球转动连接，中心球的球壁内通孔与转动球的连接孔在转动的过程中，会出现相通，也会出现相错的情况，从而即可实现碳酸钠颗粒缓慢释放，结构简单。

进一步，所述的中心球球壁上设有支杆，支杆的两端穿过转动球的球壁、外层球的球壁固定于中心池的池壁，转动球与外层球固定连接，转动球与支杆转动连接。支杆用于固定中心球，外层球转动的同时带动转动球围绕支杆转动，从而可保证内通孔与连接孔可相通。

进一步，在步骤二中，将氯化氢气体通入中和池的水中后，搅拌中和池内的液体。搅拌可带动液体产生波浪，即可产生动力，从而可推进外层球转动，进而转动转动球，实现缓释，不必重新加动力，操作方便。

进一步，所述的搅拌为同向搅拌。同向搅拌保证推力方向一致，避免方向杂乱，使得外层球由于多方的推力，转动方向杂乱，而无法带动转动球转动，从而无法使得内通孔与连接通孔相通。

进一步，所述的搅拌为在中和池的侧壁横向设置同向搅拌的搅拌桨。搅拌桨实现同向搅拌，结构简单，操作方便。

进一步，所述的支杆从中和池的顶部至底部设置有三层，每根支杆上设置有多个缓释球，且支管与缓释球的中心球固定连接。三层支杆上连接多个缓释球，使得氯化氢气体的再从底部向上逸出的过程中均能反应，保证反应完全。

附图说明

图1为本发明用于氯化氢气体的缓释中和方法实施例中中和池的示意图；

图2是缓释球的示意图。

图中：中心池1、中心球2、转动球3、外层球4、内通孔5、连接孔6、外通孔7、支杆8、搅拌桨9、氢氧化钠颗粒10、碳酸钠颗粒11。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明用于氯化氢气体的缓释中和方法，其操作步骤如下：

缓释球包括中心球2和外层球4，中心球2用不锈钢材质制成，碳酸钠颗粒11装于中心球2内，中心球2的球壁设有六个内通孔5，中心球2外包覆有与中心球2外壁转动连接的转动球3，即转动球3与中心球2接触，转动球3也用不锈钢材质，转动球3的球壁设有与内通孔5可相通的六个连接孔6；外层球4的球壁也设有多个外通孔7，外层球4包裹于转动球3外，且氢氧化钠颗粒10装于外层球4的球壁与转动球3球壁之间；中心池1从上部至下部设有三层支杆8，每层有三个支杆8，每个支杆8的两端连接于中心池1的两侧侧壁，每个支杆8上设有三个缓释球，中心球2与支杆8螺栓连接，支杆8均穿过转动球3的球壁、外层球4的球壁，转动球3与外层球4固定连接，转动球3与支杆8转动连接；中和池的侧壁横向设置同向搅拌的搅拌桨9。

具体操作时，操作步骤为：

一、在中和池中安装支杆8和缓释球，然后向中和池中加入水；

二、将氯化氢气体从中和池的底部通入水中，同时开启搅拌桨9，搅拌桨9顺时针转动，此时氯化氢气体部分融入水中成为盐酸，水则通过外通孔7进入外层球4中，将氢氧化钠颗粒10溶解，并释放出，部分氯化氢与氢氧化钠反应，此时，搅拌桨9搅拌溶液，形成动力，推动外层球4转动，转动的过程中，带动转动球3转动，转动的过程中，连接孔6与内通孔5相通，从而，水进入中心球2内，将碳酸钠缓慢释放出，与剩余的氯化氢反应；反应时，在中和池的顶部增加收集气体的收集袋，收集袋起初为真空状态，反应完成后，二氧化碳气体充入收集袋内，测定收集的二氧化碳气体。

三、测定中和池内的pH，pH为6.1，再在中和池内架设一层支杆8和缓释球，反应过后，再测定pH为7，中和完成。

当然，若采用半透膜包括碳酸钠颗粒11，直接放入中和池内，也可实现缓释。

对比例：直接在中和池内加入碳酸钠溶液，同样用收集袋收集二氧化碳气体，通入相同量的氯化氢气体，测定二氧化碳气体的产生量。

本发明的实施例产生的二氧化碳气体量是对比例产生二氧化碳气体量的10%。

由此可见，本发明可明显减少二氧化碳的产生量。

对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims

1.用于氯化氢气体的缓释中和方法，其特征在于：其操作步骤如下：

一、在中和池中放置水和多个缓释球，缓释球由中心处至外层依次为碳酸钠颗粒、缓释层、氢氧化钠颗粒层和外壳；所述的缓释球包括中心球和外层球，碳酸钠颗粒装于中心球内，中心球的球壁设有内通孔，中心球外包覆有与中心球外壁转动连接的转动球，转动球的球壁设有与内通孔可相通的连接孔；外层球的球壁也设有多个外通孔，外层球包裹于转动球外，且氢氧化钠颗粒装于外层球的球壁与转动球球壁之间；

二、将氯化氢气体从中和池的底部通入水中；

三、缓释球的加入量少于单纯氯化氢气体与氢氧化钠反应的量，测定中和池内的pH，pH呈酸性时，再加缓释球，中和完成。

2.根据权利要求1所述的用于氯化氢气体的缓释中和方法，其特征在于：所述的中心球球壁上设有支杆，支杆的两端穿过转动球的球壁、外层球的球壁固定于中心池的池壁，转动球与外层球固定连接，转动球与支杆转动连接。

3.根据权利要求2所述的用于氯化氢气体的缓释中和方法，其特征在于：在步骤二中，将氯化氢气体通入中和池的水中后，搅拌中和池内的液体。

4.根据权利要求3所述的用于氯化氢气体的缓释中和方法，其特征在于：所述的搅拌为同向搅拌。

5.根据权利要求4所述的用于氯化氢气体的缓释中和方法，其特征在于：所述的搅拌为在中和池的侧壁横向设置同向搅拌的搅拌桨。

6.根据权利要求5所述的用于氯化氢气体的缓释中和方法，其特征在于：所述的支杆从中和池的顶部至底部设置有三层，每根支杆上设置有多个缓释球，且支杆与缓释球的中心球固定连接。