一种重氮化反应过程中氮氧化物气体的回收利用方法技术

本发明专利技术属于工业废气处理领域，涉及一种重氮化反应过程中氮氧化物气体的回收利用方法。该方法包括：将重氮化试剂反应产生的NO

【技术实现步骤摘要】
一种重氮化反应过程中氮氧化物气体的回收利用方法


[0001]本专利技术涉及气体处理领域，具体地，涉及一种重氮化反应过程中氮氧化物气体的回收利用方法。

技术介绍

[0002]重氮化反应是一种传统的化学反应，其反应生成的重氮盐可以广泛应用于多酚检验、生物医药、食品安全以及偶氮染料前体等领域。
[0003]目前，用于工业生产的重氮化试剂主要为亚硝酸钠。对于一些碱性较强的芳伯胺重氮盐的制备，因其在大规模、连续化生产过程中，通常会利用反应产生的热量提高反应温度，加快反应速度，从而缩短反应时间。这就使得在反应过程中会有大量的亚硝酸钠分解生成NO
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废气。这些气体对人体和自然环境都会造成很大的危害。例如：氮氧化物会造成人体呼吸道损伤甚至使其产生癌变；氮氧化物可以发生光化学反应，形成光化学烟雾等污染等。
[0004]因此，在工业生产过程中，逐渐产生了处理含NO
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废气的几类技术：液体吸收法、固体吸附法、催化还原法、光催化氧化法以及生化法。这几种方法都有各自的特点和应用范围。但是，经这些方法处理后的氮氧化物气体一般都转化为无毒无害气体排入大气中，无法实现废气的循环利用。因而，如何将重氮化反应过程中产生的大量NO
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气体吸收利用依然是当前值得关注的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种重氮化反应过程中氮氧化物气体回收利用的方法。该方法以浓硫酸作为吸收液对反应生成的NO
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气体进行吸收，将吸收反应后的吸收液重新作为一种重氮化试剂用于重氮化反应。该方法不会产生二次污染，废气处理成本低，装置简便并能实现废气循环利用。
[0006]本专利技术的技术方案如下：一种重氮化反应过程中氮氧化物气体的回收利用方法，包括如下步骤：（1）将重氮化试剂反应产生的NO
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气体，利用负压装置将其通入到装有浓硫酸的吸收装置中，直至吸收液中的亚硝基硫酸含量为60 wt%~96 wt%；（2）将芳伯胺置于硫酸溶液中，搅拌形成悬浊液，将步骤（1）所得吸收液滴加到悬浊液中反应，制备得到重氮盐溶液。
[0007]进一步的，重氮化试剂可以采用亚硝酸钠溶液、亚硝基硫酸溶液以及亚硝酸异戊酯等中任意一种。
[0008]进一步的，在所述吸收装置上设置尾气处理装置，可以起到完全去除NO
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气体的目的。
[0009]进一步的，步骤（1）中，浓硫酸的温度为20℃~60℃，优选50℃。
[0010]进一步的，芳伯胺与吸收液中的亚硝基硫酸的摩尔比为1：1.1~1.3。
[0011]进一步的，芳伯胺为选自硝基苯胺、多氯苯胺、硝基甲苯胺以及氨基苯磺酸中任意一种。
[0012]进一步的，步骤（2）中，硫酸溶液的浓度为25 wt%~75 wt%。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的优点是：（1）该方法装置简便，成本低，能够完全吸收NO
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气体，并且避免了吸收液的二次污染；（2）将NO
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气体吸收转换为一定含量的亚硝基硫酸溶液，可作为重氮化试剂。实现了废气循环利用，即解决了环境问题，又提高了经济效益。
附图说明
[0014]图1为亚硝基硫酸的紫外特征峰。
[0015]图2为NO
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气体吸收装置示意图。
[0016]图3为间硝基苯胺重氮盐的液相图。
[0017]图4为3,5
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二氯苯胺重氮盐的液相图。
[0018]图5为2
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甲基
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硝基苯胺重氮盐的液相图。
[0019]图6为对硝基苯胺重氮盐的液相图。
具体实施方式
[0020]下面结合具体实例对本专利技术做进一步说明；以下是专利技术人给出的实施例，需要说明的是，这些实施例是较优的例子，主要用于理解本专利技术，但本专利技术不限于实施例。
[0021]结合图2，反应系统中的亚硝酸钠溶液发生重氮化反应产生的NO
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气体，通过负压装置通入到吸收系统中的浓硫酸中，经反应吸收得到含有亚硝基硫酸的吸收液，多余的NO
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气体经尾气处理系统中的浓硫酸进一步吸收，达到完全去除NO
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气体的目的。含有亚硝基硫酸的吸收液再用于与芳伯胺反应生成重氮盐。
[0022]实施例1（1）NO
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气体的吸收：在250 mL的二口烧瓶中加入88 mL的69 wt%的硫酸，再加入11.8 g间硝基苯胺，搅拌形成悬浊液；将23 g的36 wt%的亚硝酸钠溶液缓慢滴加到二口烧瓶中。将滴加过程中产生的NO
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气体利用负压装置通入到装有5 mL浓硫酸的吸收瓶中。浓硫酸温度保持在20℃。重复吸收NO
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气体五次，直至吸收瓶中的浓硫酸全部转变为固体。将吸收瓶中固体加热溶解，然后取10 μL样品溶于少量的浓硫酸后，转入到50 mL容量瓶，继续用浓硫酸稀释，定容，利用紫外可见分光光谱仪测得其浓度为222 mg/L，其紫外特征峰如图1。经计算，所测吸收液中亚硝基硫酸的质量分数为62%。
[0023]（2）吸收液的再利用：在250 mL三口烧瓶中加入22 mL的69 wt%的硫酸，再加入1.24 g间硝基苯胺，常温下搅拌0.5 h；取1.03 mL上述加热溶解后的吸收液缓慢加入，滴加完毕后继续反应10 min，得到重氮盐溶液。利用高效液相色谱仪对其进行分析，如图3所示，间硝基苯胺重氮盐的紫外吸收峰在2.675 min处，峰面积百分比为97.44%。
[0024]（3）重氮盐溶液的水解应用：在另一个250 mL的三口烧瓶中加入20 mL的62 wt%的硫酸，加热至125℃。将上述重氮盐溶液缓慢滴加至该烧瓶内，滴加完毕后，继续反应50 min。将反应液静置冷却后，用二氯甲烷进行萃取，旋蒸、干燥后得到产物间硝基苯酚1.19 g。纯度为98%，产率为95%。
[0025]实施例2（1）NO
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气体的吸收：在250 mL的二口烧瓶中加入88 mL的69 wt%的硫酸，再加入13.9 g的3,5
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二氯苯胺，搅拌形成悬浊液；将23 g的36 wt%的亚硝酸钠溶液缓慢滴加到二口烧瓶中。将滴加过程中产生的NO
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气体利用负压装置通入到装有5 mL浓硫酸的吸收瓶中。浓硫酸温度保持在30℃。重复吸收NO
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气体五次，直至吸收瓶中的浓硫酸全部转变为固体。将吸收瓶中固体加热溶解，配样，利用紫外可见分光光谱仪测得其浓度为246 mg/L。经计算，所测吸收液中亚硝基硫酸的质量分数为76%。
[0026]（2）吸收液的再利用：在250 mL三口烧瓶中加入22 mL的69 wt%的硫酸，再加入1.46 g 3,5
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二氯苯胺，60℃下搅拌0.5 h；取0.93 mL所述吸收液缓慢加入，滴加完毕后继续反应10 min，得到重氮盐溶液。利用高效液相色谱仪对其进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重氮化反应过程中氮氧化物气体的回收利用方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将重氮化试剂反应产生的NO
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气体，将其通入到装有浓硫酸的吸收装置中，直至吸收液中的亚硝基硫酸含量为60 wt%~96 wt%；（2）将芳伯胺置于硫酸溶液中，搅拌形成悬浊液，将步骤（1）所得吸收液滴加到悬浊液中反应，制备得到重氮盐溶液。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，重氮化试剂采用亚硝酸钠溶液、亚硝基硫酸溶液和亚硝酸异戊酯中任意一种。3.如权利要求1所述的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡春，杜成义，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：