一种还原稀硝酸到亚硝酸的方法技术

本发明专利技术涉及一种还原稀硝酸到亚硝酸的方法，煤制乙二醇过程中，会产生大量的稀硝酸废液，经NaOH中和后排放，污染水资源。一种还原稀硝酸到亚硝酸的方法，常压下于固定床反应器中连续进行反应。在催化作用下，N2气氛，30-100℃将稀硝酸还原至亚硝酸。亚硝酸可以进一步参与到煤制乙二醇的过程中去。此过程不仅能提高经济效益，还能降低对水资源的污染。

【技术实现步骤摘要】
一种还原稀硝酸到亚硝酸的方法
本专利技术属于煤化工领域，具体地说是将煤化工过程中产生的稀硝酸废液还原到亚硝酸，亚硝酸进一步参与反应，减少废液排放。
技术介绍
乙二醇是一种重要的化工原料，主要用作溶剂、防冻剂以及合成聚酯树脂等的原料。目前，乙二醇主要采用环氧乙烷直接水合法制备。由于环氧乙烷的制备是以乙烯为原料，大量生产主要依赖于石油资源。而我国总的能源特征为富煤、有气、少油，因此将煤高效转化为乙二醇等化工原料，减少化工原料对石油资源的依赖，有利于优化能源、资源结构，具有重要的意义。在煤制乙二醇过程中，会产生大量的稀硝酸废液。目前的处理方法为，加入计量的NaOH中和，然后将含有大量硝酸钠的废液直接排放，造成水资源的污染。因为虽然硝酸盐本身对人体没有危害，但硝酸盐摄入人体后在还原性细菌的作用下部分被还原成亚硝酸盐。亚硝酸盐容易与血液中的血红蛋白反应形成高铁血红蛋白，从而影响血液对氧的传输能力。因此，如何将稀硝酸废液合理利用，是煤制乙二醇过程中，关乎民生饮水安全的重要工程。将稀硝酸还原为亚硝酸，亚硝酸可以进一步参与到煤制乙二醇的过程中去，不仅能变废为宝，提高经济效益，而且能有效降低含有硝酸钠废液的排放，减少对水资源的污染。
技术实现思路
一种还原稀硝酸到亚硝酸的方法，常压下于固定床反应器中连续进行反应，在催化作用下，在N2气氛下，30-100℃将稀硝酸还原到亚硝酸。生成的亚硝酸可以进一步参与到煤制乙醇的过程中去。因此将稀硝酸还原到亚硝酸不仅能提高经济效益，而且能减少废液排放对水资源的污染。所述稀硝酸的浓度为1-5wt%。所述催化剂为具有氧化还原性质的金属氧化物CeO2、ZrO2、Co3O4、MoO3、MnO2、V2O5中的一种或二种以上。反应器采用固定床反应器，所述具有氧化还原性质的金属氧化物，使用前经过压片、粉碎、过筛处理，选择粒径为20-30目的颗粒，使用前，300-600℃H2还原2-10h。处于还原态的氧化物还原稀硝酸到亚硝酸，而自身被氧化。因此需要一定时间间隔后，将气路由N2切换为H2，将催化剂重新还原再生。所述稀硝酸还原到亚硝酸的优化反应温度为50-80℃。本专利技术采用连续式反应，使用固定床反应装置，减少催化剂和产物的分离步骤。整个反应过程在常压N2或者H2下进行，大大降低了对设备的要求，具有很大的工业应用前景。附图说明图1固定床反应器装置。其中，1.氢气瓶；2.氮气瓶；3.三通阀；4.稀硝酸进料泵；5.还原反应塔；6.亚硝酸储液罐；7.废气吸收罐。具体实施方式如图1所示，其为本专利技术的工艺流程图；所述的稀硝酸还原到亚硝酸反应在固定床反应装置上进行，将粒径为20-30目具有氧化性质的金属氧化物催化剂加入到玻璃管式反应器中，催化剂的上部填充氧化硅小球（预热原料），下部填充不锈钢丝（支撑催化剂层）。氢气气氛下，将催化剂300-600℃还原2-10h；氮气气氛下，将反应装置加热到一定温度，用计量泵加入稀硝酸溶液。其中所述的反应温度为30-100℃，优化反应温度为50-80℃，压力为常压。离子液体色谱分析流出液中硝酸和亚硝酸的含量，并计算硝酸的转化率和亚硝酸的选择性。以下通过实例来对本专利技术予以进一步的说明（实例中所用试剂为分析纯），需要注意的是，下面的实施例仅用作举例说明，本
技术实现思路
并不局限于此。实施例1将粒径为20-30目的5gCeO2催化剂装入直径为15mm的玻璃管反应器中，氢气气氛下，400℃还原5h。而后切换成氮气气氛，用计量泵加入1wt%稀硝酸反应液，反应温度为40℃，WHSV为1.2h-1，在常压氮气氛下进行还原反应。硝酸的转化率为90%，亚硝酸的选择性为95%。实施例2将粒径为20-30目的5gZrO2催化剂装入直径为15mm的玻璃管反应器中，氢气气氛下，450℃还原8h。而后切换成氮气气氛，用计量泵加入2wt%稀硝酸反应液，反应温度为60℃，WHSV为1.5h-1，在常压氮气氛下进行还原反应。硝酸的转化率为88%，亚硝酸的选择性为97%。实施例3将粒径为20-30目的5gMoO3催化剂装入直径为15mm的玻璃管反应器中，氢气气氛下，390℃还原4h。而后切换成氮气气氛，用计量泵加入2wt%稀硝酸反应液，反应温度为100℃，WHSV为2.0h-1，在常压氮气氛下进行还原反应。硝酸的转化率为96%，亚硝酸的选择性为90%。实施例4将粒径为20-30目的5gV2O5催化剂装入直径为15mm的玻璃管反应器中，氢气气氛下，550℃还原10h。而后切换成氮气气氛，用计量泵加入5wt%稀硝酸反应液，反应温度为70℃，WHSV为2.5h-1，在常压氮气氛下进行还原反应。硝酸的转化率为85%，亚硝酸的选择性为92%。实施例5将粒径为20-30目的5gMnO2催化剂装入直径为15mm的玻璃管反应器中，氢气气氛下，500℃还原2h。而后切换成氮气气氛，用计量泵加入2wt%稀硝酸反应液，反应温度为50℃，WHSV为1.8h-1，在常压氮气氛下进行还原反应。硝酸的转化率为94%，亚硝酸的选择性为99%。实施例6将粒径为20-30目的5gCo3O4催化剂装入直径为15mm的玻璃管反应器中，氢气气氛下，300℃还原10h。而后切换成氮气气氛，用计量泵加入3wt%稀硝酸反应液，反应温度为55℃，WHSV为1.0h-1，在常压氮气氛下进行还原反应。硝酸的转化率为90%，亚硝酸的选择性为95%。本专利技术开发了一种还原稀硝酸到亚硝酸的方法，采用固定床反应器，催化剂与产物容易分离，操作简单，反应条件可控，在煤制乙二醇工业过程废液处理环节有重要的应用前景。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种还原稀硝酸到亚硝酸的方法，其特征在于：常压下于固定床反应器中连续进行反应，在催化作用下，N2气氛，30‑100℃将稀硝酸还原到亚硝酸。

【技术特征摘要】
1.一种还原稀硝酸到亚硝酸的方法，其特征在于：常压下于固定床反应器中连续进行反应，在催化剂催化作用下，N2气氛，30-100℃将稀硝酸还原到亚硝酸；所述催化剂为具有氧化还原性质的金属氧化物CeO2、ZrO2、Co3O4、MoO3、MnO2、V2O5中的一种或二种以上；具有氧化还原性质的金属氧化物，使用...

【专利技术属性】
技术研发人员：马继平，徐杰，贾秀全，陈晨，李德财，王敏，石松，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21