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磺酰氯的应用

发布日期:2019/12/17 7:57:49

背景及概述[1]

磺酰氯是一种常见的氯化剂之一。由于该原料具有便宜易得、条件温和、副产物少、纯度高、收率较高等优点,因而广泛用于如芳香族化合物的氯化、羧酸的氯化及其它各种有机化合物的氯化。磺酰氯为腐蚀物品。遇水放出有毒氯化氢及硫化物气体。受热产生有毒硫化物和氯化物烟雾。库房通风低温干燥。与碱类、食品添加剂分开存放。磺酰氯作为氯化剂的主要反应式如下:

尾气回收[1]

磺酰氯作为氯化剂时,反应中会产生等摩尔的二氧化硫和氯化氢,因此,磺酰氯作为氯化剂的尾气主要含有二氧化硫和氯化氢的混合气体,还含有少量的磺酰氯、水分和有机物。磺酰氯作为氯化剂产生的混合尾气对环境和人体危害很大,如氯化氢能形成的酸雾,严重污染环境,腐蚀设备和建筑物;氯化氢对人体有很强的刺激性,能腐蚀皮肤和黏膜,致使声音嘶哑,眼角膜混浊,严重者出现肺水肿以致死亡。尾气中的二氧化硫是大气的主要污染物之一,可以导致酸雨污染。二氧化硫对金属,特别是对钢结构的腐蚀,给国民经济带来很大的损失。二氧化硫进入人体呼吸道后,因其易溶于水,故大部分被阻滞在上呼吸道,在湿润的黏膜上生成具有腐蚀性的亚硫酸、硫酸和硫酸盐,有强烈刺激。二氧化硫被吸收进入血液,对全身产生毒副作用,它能破坏酶的活力,从而影响蛋白质的代谢。对硫酰氯作为氯化剂的尾气进行回收和利用,既可以减少有害气体的排放造成的环境污染,又可以使工业废气得到综合利用。             

目前工业上主要采用以下三种方法对酰氯氯化反应尾气进行处理。

种方法:专利CN103752125A利用氯化氢和二氧化硫沸点的差异,通 过压缩尾气使二氧化硫液化进入液化槽,再通过气液分离器分离出氯化氢,经 吸收塔吸收制备工业盐酸。该方法不仅能耗高,而且对设备的抗腐蚀性提出了 很高的要求。

第二种方法:专利CN103111181A通过水吸收尾气中的氯化氢,再将剩余 的二氧化硫气体通过氨水制备亚硫酸氢铵和亚硫酸氢铵混合溶液直接用作还 原剂。该方法制备的工业盐酸中往往会含有二氧化硫和亚硫酸,为进一步的工 业化应用受到一定的限制。吸收二氧化硫气体的废水含盐量高,不利于后续生 化处理,同时也造成了大量的资源浪费。

第三种方法:专利CN1408463A通过水吸收化工副产品中二氧化硫、氯化 氢气等有害混合气体中的氯化氢气体,制备得到工业盐酸,再通入氯气与三氯 化磷,制备符合工业标准的三氯氧磷和氯化亚砜化工产品。该方法的缺点是反 应后的尾气中含有氯气,需要用碱液进行进一步的处理。

在目前环保要求日益提高的社会环境下,上述对磺酰氯氯化反应尾气的传 统的处理方法均存在一定的局限性,不能完全满足现代工业化应用的要求。

CN201510363205.0提供一种磺酰氯氯化反应尾气的回收方法,该方法使尾气 中的氯化氢和极少量磺酰氯全部转化为二氧化硫,回收得到的二氧化硫应用于 磺酰氯的生产,实现了工业废气的综合利用,不仅减少有害尾气的排放造成的 环境污染,而且提高了企业的经济效益。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:

一种磺酰氯氯化反应尾气的回收方法,其步骤包括:

将磺酰氯氯化反应尾气通过温度为20-80℃的亚硫酸氢盐吸收液,停留 5-60分钟;

然后再将磺酰氯氯化反应尾气通过质量浓度为98%的浓硫酸溶液,停留 5-60分钟,可吸收尾气中的水分。

最后将磺酰氯氯化反应尾气通过温度为10-40℃的石蜡,可吸收尾气中的 有机物。

与现有技术相比,本发明的有益效果在于:

(1)本发明磺酰氯氯化反应尾气的回收方法,将磺酰氯氯化反应尾气中 的氯化氢气体和磺酰氯完全转成为二氧化硫气体并将其回收,减少了有害尾气 的排放造成的环境污染。

(2)本发明的磺酰氯氯化反应尾气的回收方法,减少了氯化氢气体与二 氧化硫气体的分离过程,降低了回收成本。而且利用浓硫酸和石蜡进一步吸收, 除去尾气中少量的水分和有机物,大大提高了二氧化硫的纯度,二氧化硫的纯 度达到99%以上,从而提升了二氧化硫的回收利用的经济价值。

(3)本发明的磺酰氯氯化反应尾气的回收方法简单、实用,易操作,成本低,可应用于工业生产中。

应用 [2]

用于制备氯磺化聚乙烯:

氯磺化聚乙烯是聚乙烯经过氯化和氯磺化反应制得的特种合成橡胶。由于结构的饱和性和氯磺酰基的存在,因此具有良好的可交联性,且硫化胶的耐候性、耐臭氧性、耐油性、耐化学药品性、耐磨性、抗辐射性、阻燃性和气密性优良,色泽稳定性好,被广泛应用于汽车橡胶零配件、阻燃电线电缆、屋面防水和橡胶坝、化工设备防腐衬里、制鞋和涂料等领域。

CN201710108667.7提供一种可显著改进产品性能,特别是拉伸强度的方法。

为实现本发明的发明目的,发明人提供如下技术方案:

一种使用磺酰氯和助催化剂以气固相法制备氯磺化聚乙烯的方法,包括下述步骤:

(1)将防粘结剂和助催化剂吡啶或喹啉预先充分混合形成粉状混合物加入反应器中,然后加入氯化聚乙烯粉末和引发剂;其中,防粘结剂用量为氯化聚乙烯粉末质量的5~16%;引发剂的用量为氯化聚乙烯粉末质量的0.3~1.5%;助催化剂的用量为氯化聚乙烯粉末质量 的0.5~2%;所述的反应器采用搪瓷双锥反应器,外带水浴夹套,其内部带有耐酸性粉末过滤袋;

(2)开启双锥反应器转动(8~15转/min),并在一定的夹套水温下转动5~10分钟,物料均匀受热后,反应器抽真空(至反应器内压力为-0.1~-0.05MPa)后充入氮气(至反应器内压力 升至0.05MPa),然后泄掉压力并再次抽真空,向反应器通入汽化的磺酰氯气体,磺酰氯的汽化温度控制在80~90℃;气体管线需要加装保温至80℃,防止磺酰氯气体冷凝;控制反应温度≤ 80℃,通入磺酰氯气体的总量为参与氯磺化反应所需理论量的 2~5倍,反应时间 1~2小时,反应结束后将反应废气(主要包括HCl、磺酰氯气体和N2)排至废气 处理系统,将反应产物至净化水中反复洗涤至洗涤水pH>6,然后将物料脱水干燥,得到氯磺化聚乙烯粉末;前期的抽真空、充氮气置换,以保证反应系统中极低的氧含量。

主要参考资料

[1] CN201510363205.0 一种磺酰氯氯化反应尾气的回收方法

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