CN114181026B - 一种降低二硝基苯废药能量的方法及二硝基苯废药乳液 - Google Patents

一种降低二硝基苯废药能量的方法及二硝基苯废药乳液 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种降低二硝基苯废药能量的方法，包括以下步骤：S1.将二硝基苯废药中加入一定比例的不混溶的溶剂，然后加热融化；S2.然后向上述体系中加入一定比例的改性乳化剂，搅拌混合均匀，得到二硝基苯乳化溶液。本发明的方法通过向二硝基苯废药中加入水的同时，加入改性乳化剂作为表面活性剂，充分搅拌混合后，形成乳化状的混合溶液，该溶液最高在4小时内，其乳化状态未发生明显改变，仍呈均一的液体。这种含有二硝基苯废药的乳化液，因含有大量水，其蕴含的能量显著降低，安全稳定性更高，同时，均一的二硝基苯乳化水溶液进入焚烧炉燃烧时，放热更加温和、均衡，保证了焚烧过程的安全性。

Description

一种降低二硝基苯废药能量的方法及二硝基苯废药乳液
技术领域
本发明涉及二硝基苯废药处理技术领域，具体而言，涉及一种降低二硝基苯废药能量的方法及二硝基苯废药乳液。
背景技术
在二硝基苯生产过程中，会产生不合格的二硝基苯废药，其中主要成分为硝基苯和邻(对、间)二硝基苯，以及少量的其他有机物，只能作为报废处理。二硝基苯废药由于含有两个硝基，属于含能化合物，具有炸药的爆炸特性。含能炸药的传统销毁方法一般是在露天环境下，采用焚烧方法处置，由于这种方法产生大量废气污染环境，目前已经禁止采用。采用焚烧炉焚烧有机废物的技术已经成熟，能够有效地处理焚烧产生的废气，不会造成环境污染，但这种方法主要是处理含有机化合物的水溶液，或者能量较低的有机物。报废的二硝基苯废药属于含能化合物，如果直接进入焚烧炉焚烧，可能会出现爆燃或爆轰现象，造成安全事故，这就需要降低二硝基苯废药的能量，使其进入焚烧炉后能安全燃烧。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降低二硝基苯废药能量的方法，其可显著降低二硝基苯废药蕴含的能量，安全稳定性更高，保证了二硝基苯废药进入焚烧炉后焚烧过程中的安全性。
本发明的实施例通过以下技术方案实现：
一种降低二硝基苯废药能量的方法，包括以下步骤：
S1.将二硝基苯废药中加入一定比例的不混溶的溶剂，然后加热融化；
S2.然后向上述体系中加入一定比例的改性乳化剂，搅拌混合均匀，得到二硝基苯乳化溶液。
进一步地，所述不混溶的溶剂为水。
进一步地，所述二硝基苯废药与不混溶的溶剂的质量比为1:2～10。
进一步地，所述改性乳化剂的质量为二硝基苯废药与不混溶的溶剂总质量的1％～2％。
二硝基苯废药具有较高的能量，为避免出现爆燃或爆轰现象，不能直接进入焚烧炉进行焚烧，由于二硝基苯废药不溶于水，本发明向二硝基苯废药中加入水的同时，加入改性乳化剂作为表面活性剂，充分搅拌混合后，形成乳化状的混合溶液，该溶液在4小时内，其乳化状态未发生明显改变，仍呈均一的乳化液体。这种含有二硝基苯废药的乳化液，因含有大量水，其蕴含的能量显著降低，安全稳定性更高，同时，均一的二硝基苯乳化水溶液进入焚烧炉燃烧时，放热更加温和、均衡，保证了焚烧过程的安全性。其中不混溶的溶剂除了水之外，还可用二硝基苯生产废水代替。
进一步地，所述改性乳化剂为以微晶纤维素、壳聚糖和蒙脱石与表面活性剂的共混物；所述改性乳化剂的制备方法为：
(1)将微晶纤维素、高碘酸钠和氯化钠加入水中共混，离心，干燥后加入溶解后的壳聚糖，再离心，干燥；
(2)将蒙脱石粉末和表面活性剂共混，在高速搅拌器下搅拌混合成型，然后加入到步骤(1)中，继续高速搅拌，
(3)搅拌完成后，将上述混合物水浴加热，使其充分反应，以形成交联泡沫凝胶，最后，将交联泡沫凝胶进行真空冷冻干燥，得到改性乳化剂。
进一步地，步骤(1)中，所述微晶纤维素、高碘酸钠和氯化钠的质量比为1:1～2：1～2。
进一步地，步骤(1)中，在室温黑暗环境中，搅拌5-10h；步骤(3)中，于50-80℃水浴加热1-2h，并冷冻干燥48-72h。
进一步地，步骤(1)中，将壳聚糖溶解于氢氧化钠、异丙醇和水的共混物中，搅拌并使其在室温下溶胀1-2h。
进一步地，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸、季铵化物、烷基葡糖苷或卵磷脂中的一种或几种。
本发明改性乳化剂具有良好的保水性能和再膨胀性能，能够将二硝基苯废药及水分子更多地吸收进改性乳化剂中；当向二硝基苯废药中加入改性乳化剂后，泡沫凝胶的孔隙结构打开，二硝基苯废药及水分子迅速进入。经长时间吸收后，泡沫凝胶的吸收率可达120g/g，并且能保持其基本形态的完整，这可归因于体系中胺基与环氧基团的开环反应及其强大的网络结构；尤其是加入离子表面活性剂后，使得凝胶链中离子吸附作用的加持，从而使凝胶内部的网络结构更稳定，具有更稳定的吸收效果；当反应系统中加入蒙脱石后，由于蒙脱石层间具有空间限域效应，使得离子表面活性剂和纤维素可形成稳定地交织效果，因此可稳定地将二硝基苯废药吸收于交织的网格之中，并在离子作用效果下，使得自由基会被带有电荷的蒙脱石晶层所稳定，移动性受限，因此使二硝基苯废药及水分子被吸收后稳定地存在于改性乳化剂中，并形成稳定地二硝基苯废药乳化液，其乳化状态不会发生明显改变，仍呈均一的乳化液体；乳化状的二硝基苯乳化水溶液，使得其蕴含的能量显著降低，安全稳定性更高，同时，均一的二硝基苯乳化水溶液进入焚烧炉燃烧时，放热更加温和、均衡，保证了焚烧过程的安全性。
一种由上述方法制备得到的二硝基苯废药乳液。
本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
1、本发明向二硝基苯废药中加入水的同时，加入改性乳化剂作为表面活性剂，充分搅拌混合后，形成乳化状的混合溶液，该溶液最高在4小时内，其乳化状态未发生明显改变，仍呈均一的液体。这种含有二硝基苯废药的乳化液，因含有大量水，其蕴含的能量显著降低，安全稳定性更高，同时，均一的二硝基苯乳化水溶液进入焚烧炉燃烧时，放热更加温和、均衡，保证了焚烧过程的安全性。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
一种降低二硝基苯废药能量的方法，包括以下步骤：将100g二硝基苯废药中加入900g水，然后加热到80℃；然后加入5g改性乳化剂，400n/min转速下搅拌1小时，形成均一的二硝基苯废药乳液，且静置2小时无明显的分层现象；且焚烧过程中，无任何爆燃或爆轰现象，焚烧过程安全。
所述改性乳化剂的制备方法为：(1)将10g微晶纤维素、12g高碘酸钠和10g氯化钠加入500mL去离子水中，在室温30℃黑暗环境中轻轻搅拌8h，离心，干燥；
(2)将1g壳聚糖溶解于1g氢氧化钠、40g异丙醇和20g水中，搅拌并使其在室温下溶胀1h。
(3)将(1)和(2)共混，在室温下再反应12h，离心，用无水乙醇多次洗涤，干燥；
(4)将10g蒙脱石粉末和30g十二烷基苯磺酸钠共混，在高速搅拌器下搅拌混合成型，然后加入到步骤(3)中，继续高速搅拌，搅拌完成后，将上述混合物于50℃水浴加热1h，使其充分反应，以形成交联泡沫凝胶，最后，将交联泡沫凝胶进行真空冷冻干燥48h，得到改性乳化剂。
实施例2
一种降低二硝基苯废药能量的方法，包括以下步骤：将200g二硝基苯废药中加入800g水，然后加热到80℃；然后加入10g改性乳化剂，300n/min转速下搅拌1小时，形成均一的二硝基苯废药乳液，且静置3小时无明显的分层现象；且焚烧过程中，无任何爆燃或爆轰现象，焚烧过程安全。
所述改性乳化剂的制备方法为：(1)将10g微晶纤维素、15g高碘酸钠和10g氯化钠加入500mL去离子水中，在室温30℃黑暗环境中轻轻搅拌10h，离心，干燥；
(2)将5g壳聚糖溶解于5g氢氧化钠、50g异丙醇和40g水中，搅拌并使其在室温下溶胀2h。
(3)将(1)和(2)共混，在室温下再反应12h，离心，用无水乙醇多次洗涤，干燥；
(4)将15g蒙脱石粉末和20g硬脂酸共混，在高速搅拌器下搅拌混合成型，然后加入到步骤(3)中，继续高速搅拌，搅拌完成后，将上述混合物于60℃水浴加热2h，使其充分反应，以形成交联泡沫凝胶，最后，将交联泡沫凝胶进行真空冷冻干燥72h，得到改性乳化剂。
实施例3
一种降低二硝基苯废药能量的方法，包括以下步骤：将200g二硝基苯废药中加入800g水，然后加热到90℃；然后加入15g改性乳化剂，500n/min转速下搅拌1小时，形成均一的二硝基苯废药乳液，且静置3小时无明显的分层现象；且焚烧过程中，无任何爆燃或爆轰现象，焚烧过程安全。
所述改性乳化剂的制备方法为：(1)将15g微晶纤维素、20g高碘酸钠和15g氯化钠加入500mL去离子水中，在室温30℃黑暗环境中轻轻搅拌5h，离心，干燥；
(2)将3g壳聚糖溶解于5g氢氧化钠、30g异丙醇和40g水中，搅拌并使其在室温下溶胀1-2h。
(3)将(1)和(2)共混，在室温下再反应12h，离心，用无水乙醇多次洗涤，干燥；
(4)将15g蒙脱石粉末和40g季铵盐共混，在高速搅拌器下搅拌混合成型，然后加入到步骤(3)中，继续高速搅拌，搅拌完成后，将上述混合物于70℃水浴加热1.5h，使其充分反应，以形成交联泡沫凝胶，最后，将交联泡沫凝胶进行真空冷冻干燥50h，得到改性乳化剂。
实施例4
一种降低二硝基苯废药能量的方法，包括以下步骤：将300g二硝基苯废药中加入700g水，然后加热到80℃；然后加入10g改性乳化剂，400n/min转速下搅拌1小时，形成均一的二硝基苯废药乳液，且静置3小时无明显的分层现象；且焚烧过程中，无任何爆燃或爆轰现象，焚烧过程安全。
所述改性乳化剂的制备方法为：(1)将10g微晶纤维素、12g高碘酸钠和10g氯化钠加入500mL去离子水中，在室温30℃黑暗环境中轻轻搅拌8h，离心，干燥；
(2)将3g壳聚糖溶解于3g氢氧化钠、50g异丙醇和50g水中，搅拌并使其在室温下溶胀1h。
(3)将(1)和(2)共混，在室温下再反应12h，离心，用无水乙醇多次洗涤，干燥；
(4)将10g蒙脱石粉末和30g烷基葡糖苷共混，在高速搅拌器下搅拌混合成型，然后加入到步骤(3)中，继续高速搅拌，搅拌完成后，将上述混合物于65℃水浴加热1h，使其充分反应，以形成交联泡沫凝胶，最后，将交联泡沫凝胶进行真空冷冻干燥60h，得到改性乳化剂。
实施例5
一种降低二硝基苯废药能量的方法，包括以下步骤：将100g二硝基苯废药中加入800g水，然后加热到90℃；然后加入15g改性乳化剂，400n/min转速下搅拌1小时，形成均一的二硝基苯废药乳液，且静置2小时无明显的分层现象；且焚烧过程中，无任何爆燃或爆轰现象，焚烧过程安全。
所述改性乳化剂的制备方法为：(1)将10g微晶纤维素、12g高碘酸钠和10g氯化钠加入500mL去离子水中，在室温30℃黑暗环境中轻轻搅拌8h，离心，干燥；
(2)将1g壳聚糖溶解于1g氢氧化钠、40g异丙醇和20g水中，搅拌并使其在室温下溶胀2h。
(3)将(1)和(2)共混，在室温下再反应12h，离心，用无水乙醇多次洗涤，干燥；
(4)将10g蒙脱石粉末和30g卵磷脂共混，在高速搅拌器下搅拌混合成型，然后加入到步骤(3)中，继续高速搅拌，搅拌完成后，将上述混合物于60℃水浴加热1h，使其充分反应，以形成交联泡沫凝胶，最后，将交联泡沫凝胶进行真空冷冻干燥50h，得到改性乳化剂。
实施例6
一种降低二硝基苯废药能量的方法，包括以下步骤：将200g二硝基苯废药中加入700g水，然后加热到80℃；然后加入15g改性乳化剂，400n/min转速下搅拌1小时，形成均一的二硝基苯废药乳液，且静置4小时无明显的分层现象；且焚烧过程中，无任何爆燃或爆轰现象，焚烧过程安全。
所述改性乳化剂的制备方法为：(1)将10g微晶纤维素、12g高碘酸钠和10g氯化钠加入500mL去离子水中，在室温30℃黑暗环境中轻轻搅拌8h，离心，干燥；
(2)将2g壳聚糖溶解于2g氢氧化钠、50g异丙醇和30g水中，搅拌并使其在室温下溶胀2h。
(3)将(1)和(2)共混，在室温下再反应12h，离心，用无水乙醇多次洗涤，干燥；
(4)将10g蒙脱石粉末和30g十二烷基苯磺酸钠共混，在高速搅拌器下搅拌混合成型，然后加入到步骤(3)中，继续高速搅拌，搅拌完成后，将上述混合物于60℃水浴加热1.5h，使其充分反应，以形成交联泡沫凝胶，最后，将交联泡沫凝胶进行真空冷冻干燥60h，得到改性乳化剂。
对比例1
本对比例与实施例6的区别在于：乳化剂为氯酸钠和硝酸钠，最终所得的二硝基苯乳化溶液在静置30分钟内即出现了明显的分层现象；且焚烧过程中，出现爆燃及爆轰现象。
对比例2
本对比例与实施例6的区别在于：乳化剂为聚乙二醇，最终所得的二硝基苯乳化溶液在静置30分钟内即出现了明显的分层现象；且焚烧过程中，出现爆燃及爆轰现象。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种降低二硝基苯废药能量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将二硝基苯废药中加入一定比例的不混溶的溶剂，然后加热融化；
S2.然后向上述体系中加入一定比例的改性乳化剂，搅拌混合均匀，得到二硝基苯乳化溶液；
所述改性乳化剂的制备方法为：
(1)将微晶纤维素、高碘酸钠和氯化钠加入水中共混，离心，干燥后加入溶解后的壳聚糖，再离心，干燥；
(2)将蒙脱石粉末和表面活性剂共混，在高速搅拌器下搅拌混合成型，然后加入到步骤(1)中，继续高速搅拌，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸、季铵化物、烷基葡糖苷或卵磷脂中的一种或几种；
(3)搅拌完成后，将上述混合物水浴加热，使其充分反应，以形成交联泡沫凝胶，最后，将交联泡沫凝胶进行真空冷冻干燥，得到改性乳化剂。
2.根据权利要求1所述的降低二硝基苯废药能量的方法，其特征在于，所述二硝基苯废药与不混溶的溶剂的质量比为1:2～10。
3.根据权利要求2所述的降低二硝基苯废药能量的方法，其特征在于，所述改性乳化剂的质量为二硝基苯废药与不混溶的溶剂总质量的1％～2％。
4.根据权利要求1所述的降低二硝基苯废药能量的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述微晶纤维素、高碘酸钠和氯化钠的质量比为1:1～2：1～2。
5.根据权利要求1所述的降低二硝基苯废药能量的方法，其特征在于，步骤(1)中，在室温黑暗环境中，搅拌5-10h；步骤(3)中，于50-80℃水浴加热1-2h，并冷冻干燥48-72h。
6.根据权利要求1所述的降低二硝基苯废药能量的方法，其特征在于，步骤(1)中，将壳聚糖溶解于氢氧化钠、异丙醇和水的共混物中，搅拌并使其在室温下溶胀1-2h。
7.一种由权利要求1-6任一项所述的方法制备得到的二硝基苯废药乳液。
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