一種連續制備亞硝酸酯的方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供了一種連續制備亞硝酸酯的方法及裝置，以亞硝酸鹽溶液、醇溶液為主原料、無機鹽溶液為輔助原料，將無機鹽溶液和水分別通入雙極膜電滲析器中電離，得到無機酸溶液和堿溶液；堿溶液濃縮回收；無機酸溶液通入酯化反應器中，與亞硝酸鹽溶液和醇溶液一起發生酯化反應，得到含亞硝酸酯的反應混合液，含亞硝酸酯的反應混合液通過氣液分離器或液液分離器，得到亞硝酸酯、母液；亞硝酸酯作為目標產物收集；醇作為原料回收，循環使用；母液回收醇后的無機鹽溶液回收，循環使用。本方法不會產生廢氣和廢液，產生的堿液可以回收工業利用，產生的其他副產物可以在反應體系中完全回收利用，生產工藝環保，反應溫度低，反應過程安全，無隱患。

【技術實現步驟摘要】
一種連續制備亞硝酸酯的方法及裝置
本專利技術屬于化工領域，涉及亞硝酸酯，具體涉及一種連續制備亞硝酸酯的方法及裝置。
技術介紹
亞硝酸酯是合成疊氮化鈉、草酸酯、乙二醇、高純亞硝酸鹽等產品的重要原料，常用的生產方法是用亞硝酸鈉與硫酸反應生成亞硝酸，在反應體系中再與醇反應生成亞硝酸酯，這種方法會產生大量的副產物硫酸鈉廢水，用常規方法處理非常難，而且能耗高，污染大。現有技術中公開了用氨氧化法合成亞硝酸酯用于制造草酸二乙酯、疊氮化鈉等產品的方法，該方法能耗低、無高鹽廢水，但設備投資大、生產比亞硝酸鈉-硫酸法風險大，而且產生二氧化氮廢氣需處理。如何降低污染、降低能耗、消除安全隱患一直以來是生產使用亞硝酸酯企業關注和研究的難題。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本申請提供一種連續制備亞硝酸酯的方法及裝置，解決現有技術中亞硝酸酯制備過程中產生大量無機鹽廢水、尾氣污染以及存在重大安全隱患的問題。為了解決上述技術問題，本申請采用如下技術方案予以實現：一種連續制備亞硝酸酯的方法，該方法以亞硝酸鹽溶液、醇溶液和無機鹽溶液為原料，將無機鹽和水分別通入雙極膜電滲析器中電離，得到無機酸溶液和堿溶液；堿溶液濃縮回收；無機酸溶液通入酯化反應器中，與亞硝酸鹽溶液和醇溶液一起發生酯化反應，得到含亞硝酸酯的反應混合液，含亞硝酸酯的反應混合液通過氣液分離或液液分離，得到亞硝酸酯、醇溶液和殘留的無機鹽溶液；亞硝酸酯作為目標產物收集；醇溶液作為原料回收，循環使用；殘留的無機鹽溶液作為原料回收，循環使用。本專利技術還具有如下區別技術特征：所述的雙極膜電滲析器運行時，電滲析溫度控制在室溫～60℃，電流密度控制在5～150mA/cm2，跨膜電壓為0.5V～2.5V。所述的酯化反應器中酯化反應的溫度控制在室溫～60℃。所述的亞硝酸鹽、醇和無機鹽的摩爾比為1：(1.05～20)：(1.1～1.5)。所述的無機鹽溶液為硫酸鈉、硫酸鉀、氯化鈉、氯化鉀、硝酸鈉、硝酸鉀溶液，無機鹽溶液的質量濃度為1～35％。所述的亞硝酸鹽為亞硝酸鈉或亞硝酸鉀，亞硝酸鹽溶液的質量濃度為1～35％。所述的醇為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、正丁醇、2-異丁醇、叔丁醇、或異戊醇，醇溶液的質量濃度為5％～100％。所述的氣液分離的溫度控制在20℃～50℃范圍內。一種如上所述的方法所采用的連續制備亞硝酸酯的裝置，包括雙極膜電滲析器，雙極膜電滲析器的入口分別與水罐和無機鹽溶液儲罐相連，雙極膜電滲析器的出口分別與殘留的無機鹽溶液收集罐、堿溶液濃縮工段和無機酸溶液暫存罐相連；殘留無機鹽溶液收集罐通過無機鹽溶液配料釜與無機鹽溶液儲罐相連；無機酸溶液暫存罐與酯化反應器相連，酯化反應器上還連接有醇高位槽和亞硝酸鹽溶液高位槽；酯化反應器上連接有氣體酯收集工段和醇鹽水分離器用于分離氣體酯；醇鹽水分離器與無機鹽配料釜相連，醇鹽水分離器還與醇高位槽相連；酯化反應器上還連接有液液分離器，液液分離器與醇鹽水分離器和醇酯分離器相連用于分離液體酯，醇酯分離器上設置有液體酯收集工段，醇酯分離器還與醇高位槽相連。所述的液液分離器為斜隔板式油水分離器或離心式油水分離器。本專利技術與現有技術相比，有益的技術效果是：本專利技術的方法不會產生廢氣和廢液，產生的堿液可以回收工業利用，產生的母液可以在反應體系中完全回收利用，生產工藝環保，反應溫度低，反應過程安全，無隱患。本專利技術的亞硝酸酯的制備方法，以亞硝酸鈉、醇為主要原料，無機鹽為輔助原料，通過連續生產的工藝徹底避免了亞硝酸鈉-硫酸法生產過程中產生大量無機鹽廢水的問題，而且產生純度較高的堿，降低了生產成本，工藝可連續化。與氨氧化法比較設備投資小、消除了安全隱患，避免了跑、冒、滴、漏的問題，工藝過程簡單，非常容易在工業上廣泛推廣，具有操作簡單，環境友好，生產安全，低能耗的特點，將會推動亞硝酸酯生產使用行業發生革命性的進步。附圖說明圖1是本專利技術的整體流程示意圖。圖2是本專利技術的裝置連接關系示意圖。圖中各個標號的含義為：1-雙極膜電滲析器，2-水罐，3-無機鹽溶液儲罐，4-殘留無機鹽溶液收集罐，5-堿溶液濃縮工段，6-無機酸溶液暫存罐，7-酯化反應器，8-醇高位槽，9-亞硝酸鹽溶液高位槽，10-氣體酯收集工段，11-醇鹽水分離器，12-液液分離器，13-醇酯分離器，14-液體酯收集工段，15-無機鹽配料釜。以下結合附圖和實施例對本專利技術的具體內容作進一步詳細地說明。具體實施方式將水、一定濃度的無機鹽水溶液分別從雙極膜電滲析器入口a、入口b泵送入電滲析器，由直流電源給雙極膜電滲析器供給一定電壓的電流。無機鹽溶液從陰陽膜組成的中間室通過，在直流電場的作用下，陽離子(M+)通過陽膜到陽膜和雙極膜陰面構成的鄰室中去，與來自雙極性膜中間層水分裂的(OH—)離子一起生成堿MOH，而陰離子X—通過陰膜到陰膜和雙極膜陽面構成的鄰室中去，與來自雙極膜中間層水分裂成的(H+)離子一起生成HX，進入酯化反應器與同樣進入酯化反應器的亞硝酸鹽、醇反應生成亞硝酸酯；生成的堿MOH可濃縮或直接用于工廠其它工段，生成的稀無機鹽溶液再套用配制濃無機鹽溶液。其中：無機鹽水溶液的濃度為1～35％，醇的濃度5～100％，亞硝酸鹽的濃度為1～30％，亞硝酸鹽與醇、無機鹽的摩爾比為1:(1.05～20)：(1.1～1.5)范圍內。電滲析池溫度為室溫～60℃，電滲析器電流密度控制在5～150mA/cm2，跨膜電壓為0.5V～2.5V范圍內；遵從上述技術方案，以下給出本專利技術的具體實施例，需要說明的是本專利技術并不局限于以下具體實施例，凡在本申請技術方案基礎上做的等同變換均落入本專利技術的保護范圍。下面結合實施例對本專利技術做進一步詳細說明。下述實施例中所述的份數、濃度和百分比等，如無特殊說明，均指的是質量濃度。實施例1：本實施例給出一種連續制備亞硝酸酯的裝置，如圖2所示，包括雙極膜電滲析器1，雙極膜電滲析器1的入口分別與水罐2和無機鹽溶液儲罐3相連，雙極膜電滲析器1的出口分別與殘留的無機鹽溶液收集罐4、堿溶液濃縮工段5和無機酸溶液暫存罐6相連；殘留無機鹽溶液收集罐4通過無機鹽溶液配料釜15與無機鹽溶液儲罐3相連；無機酸溶液暫存罐6與酯化反應器7相連，酯化反應器7上還連接有醇高位槽8和亞硝酸鹽溶液高位槽9；酯化反應器7上連接有氣體酯收集工段10和醇鹽水分離器11；醇鹽水分離器11與無機鹽溶液配料釜15相連，醇鹽水分離器還與醇高位槽8相連；酯化反應器7上還連接有液液分離器12，液液分離器12與醇鹽水分離器11和醇酯分離器13相連用于分離液體酯，醇酯分離器13上設置有液體酯收集工段14，醇酯分離器13還與醇高位槽8相連。雙極膜電滲析器1中的模塊為現有市面上可以買到的產品，下述實施例均采用實施例1中的裝置來進行連續化反應。酯化反應器7在用于酯化反應的同時還用于分離氣體酯和母液，母液進醇鹽水分離器11，分出的醇的水溶液進入醇高位槽8中回收再用，液液分離器12用于分離醇的鹽水溶液和酯粗品，醇的鹽水溶液進入醇鹽水分離器11中回收，酯粗品還需要醇酯分離器13進行分離，得到醇和目標產品液體酯，醇進入醇高位槽8中回收再用，液體酯作為產品回收。實施例2：本實施例給出一種連續制備亞硝酸甲酯的方法，該方法采用實施例1中的裝置，結合圖1和圖2，其中，雙極膜電滲析器由多個模塊組成，所有的陽本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種連續制備亞硝酸酯的方法，其特征在于：該方法以亞硝酸鹽溶液、醇溶液和無機鹽溶液為原料，將無機鹽溶液和水分別通入雙極膜電滲析器中電離，得到無機酸溶液和堿溶液；堿溶液濃縮回收；無機酸溶液通入酯化反應器中，與亞硝酸鹽溶液和醇溶液一起發生酯化反應，得到含亞硝酸酯的反應混合液，含亞硝酸酯的反應混合液通過氣液分離或液液分離，得到亞硝酸酯、醇溶液和殘留的無機鹽溶液；亞硝酸酯作為目標產物收集；醇溶液作為原料回收，循環使用；殘留的無機鹽溶液作為原料回收，循環使用。

【技術特征摘要】
1.一種連續制備亞硝酸酯的方法，其特征在于：該方法以亞硝酸鹽溶液、醇溶液和無機鹽溶液為原料，將無機鹽溶液和水分別通入雙極膜電滲析器中電離，得到無機酸溶液和堿溶液；堿溶液濃縮回收；無機酸溶液通入酯化反應器中，與亞硝酸鹽溶液和醇溶液一起發生酯化反應，得到含亞硝酸酯的反應混合液，含亞硝酸酯的反應混合液通過氣液分離或液液分離，得到亞硝酸酯、醇溶液和殘留的無機鹽溶液；亞硝酸酯作為目標產物收集；醇溶液作為原料回收，循環使用；殘留的無機鹽溶液作為原料回收，循環使用；所述的雙極膜電滲析器運行時，電滲析溫度控制在室溫～60℃，電流密度控制在5～150mA/cm2，跨膜電壓為0.5V～2.5V；所述的酯化反應器中酯化反應的溫度控制在室溫～60℃。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于：所述的亞硝酸鹽、醇和無機鹽的摩爾比為1：(1.05～20)：(1.1～1.5)。3.如權利要求1所述的方法，其特征在于：所述的無機鹽溶液為硫酸鈉、硫酸鉀、氯化鈉、氯化鉀、硝酸鈉、硝酸鉀溶液，無機鹽溶液的質量濃度為1～35％。4.如權利要求1所述的方法，其特征在于：所述的亞硝酸鹽為亞硝酸鈉或亞硝酸鉀，亞硝酸鹽溶液的質量濃度為1～35％。5.如權利要求1所述的方法，其特征在于：所述的醇為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、正丁醇、2-異丁醇、叔丁醇或...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉湛，劉林學，郝光順，張明英，李建民，
申請(專利權)人：山東朗恒化學有限公司，青島雪潔助劑有限公司，
類型：發明
國別省市：山東;37