一种连续制备亚硝酸酯的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种连续制备亚硝酸酯的方法及装置，以亚硝酸盐溶液、醇溶液为主原料、无机盐溶液为辅助原料，将无机盐溶液和水分别通入双极膜电渗析器中电离，得到无机酸溶液和碱溶液；碱溶液浓缩回收；无机酸溶液通入酯化反应器中，与亚硝酸盐溶液和醇溶液一起发生酯化反应，得到含亚硝酸酯的反应混合液，含亚硝酸酯的反应混合液通过气液分离器或液液分离器，得到亚硝酸酯、母液；亚硝酸酯作为目标产物收集；醇作为原料回收，循环使用；母液回收醇后的无机盐溶液回收，循环使用。本方法不会产生废气和废液，产生的碱液可以回收工业利用，产生的其他副产物可以在反应体系中完全回收利用，生产工艺环保，反应温度低，反应过程安全，无隐患。

【技术实现步骤摘要】
一种连续制备亚硝酸酯的方法及装置
本专利技术属于化工领域，涉及亚硝酸酯，具体涉及一种连续制备亚硝酸酯的方法及装置。
技术介绍
亚硝酸酯是合成叠氮化钠、草酸酯、乙二醇、高纯亚硝酸盐等产品的重要原料，常用的生产方法是用亚硝酸钠与硫酸反应生成亚硝酸，在反应体系中再与醇反应生成亚硝酸酯，这种方法会产生大量的副产物硫酸钠废水，用常规方法处理非常难，而且能耗高，污染大。现有技术中公开了用氨氧化法合成亚硝酸酯用于制造草酸二乙酯、叠氮化钠等产品的方法，该方法能耗低、无高盐废水，但设备投资大、生产比亚硝酸钠-硫酸法风险大，而且产生二氧化氮废气需处理。如何降低污染、降低能耗、消除安全隐患一直以来是生产使用亚硝酸酯企业关注和研究的难题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本申请提供一种连续制备亚硝酸酯的方法及装置，解决现有技术中亚硝酸酯制备过程中产生大量无机盐废水、尾气污染以及存在重大安全隐患的问题。为了解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案予以实现：一种连续制备亚硝酸酯的方法，该方法以亚硝酸盐溶液、醇溶液和无机盐溶液为原料，将无机盐和水分别通入双极膜电渗析器中电离，得到无机酸溶液和碱溶液；碱溶液浓缩回收；无机酸溶液通入酯化反应器中，与亚硝酸盐溶液和醇溶液一起发生酯化反应，得到含亚硝酸酯的反应混合液，含亚硝酸酯的反应混合液通过气液分离或液液分离，得到亚硝酸酯、醇溶液和残留的无机盐溶液；亚硝酸酯作为目标产物收集；醇溶液作为原料回收，循环使用；残留的无机盐溶液作为原料回收，循环使用。本专利技术还具有如下区别技术特征：所述的双极膜电渗析器运行时，电渗析温度控制在室温～60℃，电流密度控制在5～150mA/cm2，跨膜电压为0.5V～2.5V。所述的酯化反应器中酯化反应的温度控制在室温～60℃。所述的亚硝酸盐、醇和无机盐的摩尔比为1：(1.05～20)：(1.1～1.5)。所述的无机盐溶液为硫酸钠、硫酸钾、氯化钠、氯化钾、硝酸钠、硝酸钾溶液，无机盐溶液的质量浓度为1～35％。所述的亚硝酸盐为亚硝酸钠或亚硝酸钾，亚硝酸盐溶液的质量浓度为1～35％。所述的醇为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、2-异丁醇、叔丁醇、或异戊醇，醇溶液的质量浓度为5％～100％。所述的气液分离的温度控制在20℃～50℃范围内。一种如上所述的方法所采用的连续制备亚硝酸酯的装置，包括双极膜电渗析器，双极膜电渗析器的入口分别与水罐和无机盐溶液储罐相连，双极膜电渗析器的出口分别与残留的无机盐溶液收集罐、碱溶液浓缩工段和无机酸溶液暂存罐相连；残留无机盐溶液收集罐通过无机盐溶液配料釜与无机盐溶液储罐相连；无机酸溶液暂存罐与酯化反应器相连，酯化反应器上还连接有醇高位槽和亚硝酸盐溶液高位槽；酯化反应器上连接有气体酯收集工段和醇盐水分离器用于分离气体酯；醇盐水分离器与无机盐配料釜相连，醇盐水分离器还与醇高位槽相连；酯化反应器上还连接有液液分离器，液液分离器与醇盐水分离器和醇酯分离器相连用于分离液体酯，醇酯分离器上设置有液体酯收集工段，醇酯分离器还与醇高位槽相连。所述的液液分离器为斜隔板式油水分离器或离心式油水分离器。本专利技术与现有技术相比，有益的技术效果是：本专利技术的方法不会产生废气和废液，产生的碱液可以回收工业利用，产生的母液可以在反应体系中完全回收利用，生产工艺环保，反应温度低，反应过程安全，无隐患。本专利技术的亚硝酸酯的制备方法，以亚硝酸钠、醇为主要原料，无机盐为辅助原料，通过连续生产的工艺彻底避免了亚硝酸钠-硫酸法生产过程中产生大量无机盐废水的问题，而且产生纯度较高的碱，降低了生产成本，工艺可连续化。与氨氧化法比较设备投资小、消除了安全隐患，避免了跑、冒、滴、漏的问题，工艺过程简单，非常容易在工业上广泛推广，具有操作简单，环境友好，生产安全，低能耗的特点，将会推动亚硝酸酯生产使用行业发生革命性的进步。附图说明图1是本专利技术的整体流程示意图。图2是本专利技术的装置连接关系示意图。图中各个标号的含义为：1-双极膜电渗析器，2-水罐，3-无机盐溶液储罐，4-残留无机盐溶液收集罐，5-碱溶液浓缩工段，6-无机酸溶液暂存罐，7-酯化反应器，8-醇高位槽，9-亚硝酸盐溶液高位槽，10-气体酯收集工段，11-醇盐水分离器，12-液液分离器，13-醇酯分离器，14-液体酯收集工段，15-无机盐配料釜。以下结合附图和实施例对本专利技术的具体内容作进一步详细地说明。具体实施方式将水、一定浓度的无机盐水溶液分别从双极膜电渗析器入口a、入口b泵送入电渗析器，由直流电源给双极膜电渗析器供给一定电压的电流。无机盐溶液从阴阳膜组成的中间室通过，在直流电场的作用下，阳离子(M+)通过阳膜到阳膜和双极膜阴面构成的邻室中去，与来自双极性膜中间层水分裂的(OH—)离子一起生成碱MOH，而阴离子X—通过阴膜到阴膜和双极膜阳面构成的邻室中去，与来自双极膜中间层水分裂成的(H+)离子一起生成HX，进入酯化反应器与同样进入酯化反应器的亚硝酸盐、醇反应生成亚硝酸酯；生成的碱MOH可浓缩或直接用于工厂其它工段，生成的稀无机盐溶液再套用配制浓无机盐溶液。其中：无机盐水溶液的浓度为1～35％，醇的浓度5～100％，亚硝酸盐的浓度为1～30％，亚硝酸盐与醇、无机盐的摩尔比为1:(1.05～20)：(1.1～1.5)范围内。电渗析池温度为室温～60℃，电渗析器电流密度控制在5～150mA/cm2，跨膜电压为0.5V～2.5V范围内；遵从上述技术方案，以下给出本专利技术的具体实施例，需要说明的是本专利技术并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本专利技术的保护范围。下面结合实施例对本专利技术做进一步详细说明。下述实施例中所述的份数、浓度和百分比等，如无特殊说明，均指的是质量浓度。实施例1：本实施例给出一种连续制备亚硝酸酯的装置，如图2所示，包括双极膜电渗析器1，双极膜电渗析器1的入口分别与水罐2和无机盐溶液储罐3相连，双极膜电渗析器1的出口分别与残留的无机盐溶液收集罐4、碱溶液浓缩工段5和无机酸溶液暂存罐6相连；残留无机盐溶液收集罐4通过无机盐溶液配料釜15与无机盐溶液储罐3相连；无机酸溶液暂存罐6与酯化反应器7相连，酯化反应器7上还连接有醇高位槽8和亚硝酸盐溶液高位槽9；酯化反应器7上连接有气体酯收集工段10和醇盐水分离器11；醇盐水分离器11与无机盐溶液配料釜15相连，醇盐水分离器还与醇高位槽8相连；酯化反应器7上还连接有液液分离器12，液液分离器12与醇盐水分离器11和醇酯分离器13相连用于分离液体酯，醇酯分离器13上设置有液体酯收集工段14，醇酯分离器13还与醇高位槽8相连。双极膜电渗析器1中的模块为现有市面上可以买到的产品，下述实施例均采用实施例1中的装置来进行连续化反应。酯化反应器7在用于酯化反应的同时还用于分离气体酯和母液，母液进醇盐水分离器11，分出的醇的水溶液进入醇高位槽8中回收再用，液液分离器12用于分离醇的盐水溶液和酯粗品，醇的盐水溶液进入醇盐水分离器11中回收，酯粗品还需要醇酯分离器13进行分离，得到醇和目标产品液体酯，醇进入醇高位槽8中回收再用，液体酯作为产品回收。实施例2：本实施例给出一种连续制备亚硝酸甲酯的方法，该方法采用实施例1中的装置，结合图1和图2，其中，双极膜电渗析器由多个模块组成，所有的阳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续制备亚硝酸酯的方法，其特征在于：该方法以亚硝酸盐溶液、醇溶液和无机盐溶液为原料，将无机盐溶液和水分别通入双极膜电渗析器中电离，得到无机酸溶液和碱溶液；碱溶液浓缩回收；无机酸溶液通入酯化反应器中，与亚硝酸盐溶液和醇溶液一起发生酯化反应，得到含亚硝酸酯的反应混合液，含亚硝酸酯的反应混合液通过气液分离或液液分离，得到亚硝酸酯、醇溶液和残留的无机盐溶液；亚硝酸酯作为目标产物收集；醇溶液作为原料回收，循环使用；残留的无机盐溶液作为原料回收，循环使用。

【技术特征摘要】
1.一种连续制备亚硝酸酯的方法，其特征在于：该方法以亚硝酸盐溶液、醇溶液和无机盐溶液为原料，将无机盐溶液和水分别通入双极膜电渗析器中电离，得到无机酸溶液和碱溶液；碱溶液浓缩回收；无机酸溶液通入酯化反应器中，与亚硝酸盐溶液和醇溶液一起发生酯化反应，得到含亚硝酸酯的反应混合液，含亚硝酸酯的反应混合液通过气液分离或液液分离，得到亚硝酸酯、醇溶液和残留的无机盐溶液；亚硝酸酯作为目标产物收集；醇溶液作为原料回收，循环使用；残留的无机盐溶液作为原料回收，循环使用；所述的双极膜电渗析器运行时，电渗析温度控制在室温～60℃，电流密度控制在5～150mA/cm2，跨膜电压为0.5V～2.5V；所述的酯化反应器中酯化反应的温度控制在室温～60℃。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的亚硝酸盐、醇和无机盐的摩尔比为1：(1.05～20)：(1.1～1.5)。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的无机盐溶液为硫酸钠、硫酸钾、氯化钠、氯化钾、硝酸钠、硝酸钾溶液，无机盐溶液的质量浓度为1～35％。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的亚硝酸盐为亚硝酸钠或亚硝酸钾，亚硝酸盐溶液的质量浓度为1～35％。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的醇为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、2-异丁醇、叔丁醇或...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘湛，刘林学，郝光顺，张明英，李建民，
申请(专利权)人：山东朗恒化学有限公司，青岛雪洁助剂有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37