CN106178889A - 一种叠氮化钠合成尾气中亚硝酸乙酯的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种叠氮化钠合成尾气中亚硝酸乙酯的处理方法，属于尾气处理技术领域，该方法包括将亚硝酸乙酯气流通入含有尿素、氢离子以及硝酸盐的吸收液中。本发明的方法成本低，反应温和，可以极大降低尾气中亚硝酸乙酯的浓度，处理效率达99.1%；本发明的方法能够有效保护环境，具有很好的经济效益和社会效益。

Description

一种叠氮化钠合成尾气中亚硝酸乙酯的处理方法
技术领域
本发明属于尾气处理技术领域，尤其涉及一种叠氮化钠合成尾气中亚硝酸乙酯的处理方法。
背景技术
叠氮化钠是一种精细化工产品，广泛应用于医药、农药、汽车、军事、生物等领域。叠氮化钠的合成最常用的方法是采用水合肼、氢氧化钠与亚硝酸乙酯反应。
亚硝酸乙酯是沸点仅有17℃的极易挥发物质，属于易燃易爆气体，对人体具有很强的毒性，在空气中还可转变为氮氧化物，环境危害严重。
叠氮化钠合成过程中，受反应原理限制，通常会有大量亚硝酸乙酯残余，在后处理过程中形成含亚硝酸乙酯的尾气。如不进行处理，会成为极大的安全隐患。通常，尾气中的亚硝酸乙酯可以采用冷凝、醇吸收或者氢氧化钠破坏的方法进行处理。冷凝法受亚硝酸乙酯物理性质及设备原因限制，很难做到完全收集，醇吸收的方法因为亚硝酸乙酯的挥发性也不能很好的将其从尾气中处理干净，而通过氢氧化钠破坏的方法由于亚硝酸乙酯与氢氧化钠反应较慢，也很难达到理想的处理效果。这导致在叠氮化钠合成过程中，有大量亚硝酸乙酯随尾气进入环境中。发明人通过实验发现，冷凝法的对叠氮化钠合成尾气中的亚硝酸乙酯收集率在90％左右，醇吸收法收集率约86％，氢氧化钠破坏法的处理效率仅有50％。
发明名称为“脱除CO偶联制草酸酯尾气中亚硝酸酯的方法”，申请号为
“201210575718.4”的中国专利申请公开了“在固定床反应器中，使CO偶联制草酸酯中产生的含有亚硝酸酯的尾气与氨在含铜催化剂的作用下接触”的技术方案，发明名称“脱除排放气中亚硝酸烷基酯和氮氧化物气体的方法”，申请号为“200610028186.7”的中国专利申请公开了“两步法吸收亚硝酸烷基酯的方法，第一步通过烷基醇吸收，未吸收的部分再通过第二部在负载型催化剂条件下与还原性气体反应生成N2”上述两篇专利申请均采用金属成分作为催化剂，其反应温度高达150℃以上，较高的温度极大的提高了亚硝酸酯的脱除成本，不利于企业经济效益并且造成热能资源的浪费。
综上所述，在叠氮化钠合成过程中，需要一种能够对尾气中亚硝酸乙酯进行很好治理的处理方法。
发明内容
本发明针对叠氮化钠合成过程中的尾气，提供了一种叠氮化钠合成尾气中亚硝酸乙酯的处理方法，该方法成本低，反应条件温和，可以极大降低尾气中亚硝酸乙酯的浓度，处理效率达99.1％。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种叠氮化钠合成尾气中亚硝酸乙酯的，将所述尾气通入含有尿素、氢离子以及硝酸盐的吸收液中进行反应，其中硝酸盐为催化剂。
具体反应方程式如下：
本发明还具有以下附加技术特征：
优选的，为方便处理液的回收，硝酸盐选用硝酸铵，发明人通过实验发现，硝酸盐中，硝酸铵的催化效果最好。
优选的，所述氢离子由无机酸提供。
优选的，所述无机酸为盐酸、硫酸或磷酸或其任意组合。
优选的，所述尾气是通过含有吸收液的两级吸收装置进行处理。
优选的，所述尾气在通过两级吸收装置处理之前还通过含有水合肼和氢氧化钠的溶液进行处理。
优选的，所述混合溶液中还包括乙醇。
进一步的，所述水合肼与氢氧化钠的摩尔比为1：(1-1.1)。
优选的，所述尿素与氢离子摩尔比为1:(1-1.05)；进一步的，为1:(1.03-1.05)。
优选的，所述吸收液中，尿素的质量百分比浓度为10％-30％；进一步的，为20％。
优选的，所述吸收液温度为30-60℃，进一步的为40-50℃。
进一步的，上述方法具体步骤为：
(1)将叠氮化钠合成中的亚硝酸乙酯尾气通过两级吸收装置进行处理；
(2)上述(1)中两级吸收装置所用吸收液均为尿素与无机酸的混合物，催化剂为硝酸铵。
本发明的有益效果为：本发明的方法不需要较高的反应温度，反应条件温和，在30-60℃即可，极大的降低了尾气脱除成本，节约了社会热能资源；本发明的方法可以极大降低尾气中亚硝酸乙酯的浓度，处理效率达99.1％；本发明的方法能够有效保护环境，具有很好的经济效益和社会效益；另外，本发明的副产品为铵盐，具有一定的经济价值，可以作为另一个产品进行销售。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。以下结合具体实例，对本发明进行详细说明。
以下实施例中所提到的百分含量均为质量百分含量。
实施例1
将125g(2mol)质量分数为80％水合肼的水溶液和81.6g(2.04mol)固体氢氧化钠加入250mL乙醇中，50℃下以30g/小时的速度缓慢通入亚硝酸乙酯，反应时间8小时。将产生的尾气不冷凝直接通入吸收液温度为40℃的两级吸收瓶，两级吸收液组成为300g(5mol)尿素+588.7g(1.5mol)31％盐酸+5g硝酸铵+606.3g水配置成的20％尿素酸性溶液，吸收装置未吸收的尾气中的亚硝酸乙酯用300mL-5℃无水乙醇吸收。反应结束后用气相色谱法检测无水乙醇中吸收的亚硝酸乙酯，计算出尾气中亚硝酸乙酯在吸收液中的转化率为99.5％。
实施例2
将冷却至-5℃的125g(2mol)80％水合肼、275g(2.2mol)32％液碱与172.5g亚硝酸乙酯加入高压反应釜中，15-17℃反应10小时，通过压力调节阀限制釜内压力≤0.2Mpa，尾气不冷凝直接通入吸收液温度为40℃的两级吸收瓶，两级吸收液组成为300g(5mol)尿素+588.7g(1.5mol)31％盐酸+5g硝酸铵+606.3g水配置成的20％尿素酸性溶液，吸收装置未吸收的尾气中的亚硝酸乙酯用300mL-5℃无水乙醇吸收。反应结束后用气相色谱法检测无水乙醇中吸收的亚硝酸乙酯，尾气中亚硝酸乙酯的转化率为99.4％。
实施例3
将-10℃的75g(1mol)亚硝酸乙酯加入150g 80％乙醇水溶液中，35℃水浴加热1小时，将产生的亚硝酸乙酯气体不冷凝直接通入吸收液温度为40℃的两级吸收瓶，两级吸收液组成为300g(5mol)尿素+588.7g(1.5mol)31％盐酸+5g硝酸铵+606.3g水配置成的20％尿素酸性溶液，吸收装置未吸收的尾气中的亚硝酸乙酯用300mL-5℃无水乙醇吸收。反应结束后用气相色谱法检测无水乙醇中吸收的亚硝酸乙酯，尾气中亚硝酸乙酯的转化率为99.1％。
实施例4
将312.5g(5mol)质量分数为80％水合肼的水溶液和204g(5.1mol)固体氢氧化钠加入625mL乙醇中，50℃下以75g/小时的速度缓慢通入亚硝酸乙酯，反应时间8小时。将产生的尾气不冷凝直接通入吸收液温度为40℃的两级吸收瓶，两级吸收液组成为30g(0.5mol)尿素+62.4g(0.52mol)31％盐酸+0.5g硝酸铵+57.1g水配置成的20％尿素酸性溶液。反应完成后，一级吸收瓶中的溶液pH＝7。
将一级吸收瓶中的吸收液减压脱水至完全干燥，得26.8g固体，通过凯氏定氮法得到的固体，测定其氮含量为26.03％，推定其成分为99.5％是氯化铵。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种叠氮化钠合成尾气中亚硝酸乙酯的处理方法，其特征在于，将所述尾气通入含有尿素、氢离子以及硝酸盐的吸收液中进行反应。
2.根据权利要求1所述的叠氮化钠合成尾气中亚硝酸乙酯的处理方法，其特征在于，所述硝酸盐为硝酸铵。
3.根据权利要求1所述的叠氮化钠合成尾气中亚硝酸乙酯的处理方法，其特征在于，所述氢离子由无机酸提供。
4.根据权利要求3所述的叠氮化钠合成尾气中亚硝酸乙酯的处理方法，其特征在于，所述无机酸为盐酸、硫酸或磷酸或其任意组合。
5.根据权利要求1所述的叠氮化钠合成尾气中亚硝酸乙酯的处理方法，其特征在于，所述尾气是通过含有所述吸收液的两级吸收装置进行处理。
6.根据权利要求5所述的叠氮化钠合成尾气中亚硝酸乙酯的处理方法，其特征在于，所述尾气在通过两级吸收装置处理之前还通过含有水合肼和氢氧化钠的溶液进行处理。
7.根据权利要求1所述的叠氮化钠合成尾气中亚硝酸乙酯的处理方法，其特征在于，所述尿素与氢离子摩尔比为1:（1-1.05）。
8.根据权利要求1所述的叠氮化钠合成尾气中亚硝酸乙酯的处理方法，其特征在于，所述吸收液中，尿素的质量百分比浓度为10%-30%。
9.根据权利要求1所述的叠氮化钠合成尾气中亚硝酸乙酯的处理方法，其特征在于，所述吸收液温度为30-60℃。
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