一种催化有机胺盐酸盐热解制氯化氢的方法技术

本发明专利技术提供了一种催化有机胺盐酸盐热解制氯化氢的方法，所述方法包括以下步骤：将有机胺盐酸盐、稀释剂和固体酸催化剂混合放入反应釜中，所述反应釜的上方连接精馏结构；向所述反应釜中通入氮气，调节反应温度150

【技术实现步骤摘要】
一种催化有机胺盐酸盐热解制氯化氢的方法


[0001]本专利技术属于有机胺萃取剂再生的
，具体涉及一种催化有机胺盐酸盐热解制氯化氢的方法。

技术介绍

[0002]随着工业化全球气候变暖日趋严重，如何有效控制和利用CO2成为全球的一个巨大挑战。碳捕集、利用与封存技术(Carbon capture,utilization and storage,CCUS)被认为是大幅度减少CO2排放的主要途径。CO2矿化作为CCUS技术的重要发展方向越来越受重视，其中利用自然界或工业过程的氯基碱金属废液等通过反应
‑
结晶
‑
耦合工艺将CO2转化为高附加值的碳酸盐极具前景。
[0003]矿化工艺通常利用有机胺作为萃取剂，其中有机叔胺(R3N)是指在分子中有与三个烃基连接的三价基的胺，是有机胺萃取剂中获得最广泛工业应用的萃取剂之一。有机叔胺的典型代表为三烷基胺，国内商品名为N235或7301，相当于国外商品Alamine 336，其化学式为N[C
n
H
2n+1
]3，(n＝8～10)。矿化工艺中有机叔胺作为萃取剂，对氯化物溶液中的金属离子萃取分离，从而生成有机胺盐酸盐。
[0004]矿化工艺的工业化应用需要萃取剂有机胺的有效再生，通过有机胺盐酸盐热解生成有机胺和氯化氢，不仅可以解决有机胺萃取剂的再生问题，而且还可以将氯元素以附加值较高的氯化氢气体的理想形式回收，以缓解我国氯资源短缺问题，从而实现原子全利用的绿色化学的发展目标。
[0005]然而，目前有机胺盐酸盐的热解过程是一个高能耗过程，热解温度较高，且热解反应时间较长。热解过程的能耗高低将直接影响该工艺是否能够实现工业化应用。为此，提供一种有机胺盐酸盐热解制氯化氢的方法，降低有机胺盐酸盐的热解温度，缩短热解反应时间，从而达到回收有机胺和制备氯化氢气体，且降低能耗的目的，有利于有机胺盐酸盐的热解工艺的工业化推广和应用。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种催化有机胺盐酸盐热解制氯化氢的方法，通过加入适当的催化剂降低有机胺盐酸盐的热解温度，缩短反应时间，从而达到回收有机胺和制备氯化氢气体，且降低能耗的目的。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种催化有机胺盐酸盐热解制氯化氢的方法，所述方法包括以下步骤：
[0009](1)将有机胺盐酸盐、稀释剂和固体酸催化剂混合放入反应釜中，所述反应釜的上方连接精馏结构，用于分离热解反应生成的氯化氢气体和冷凝回流参与所述热解反应的气化的稀释剂；
[0010](2)向所述反应釜中通入氮气，调节反应温度150
‑
190℃，于所述反应釜中发生有机胺盐酸盐的热解反应，并通过所述精馏结构进行精馏操作；
[0011](3)收集热解反应生成并通过所述精馏结构逸出的氯化氢气体；
[0012](4)待反应结束后，分离回收固体酸催化剂、稀释剂和反应生成的有机胺。
[0013]本专利技术进一步设置为，所述有机胺盐酸盐热解反应时间为2
‑
8h。
[0014]本专利技术进一步设置为，所述通入反应釜的氮气流量为200
‑
600mL/min。
[0015]本专利技术进一步设置为，所述稀释剂为十氢萘或正十二烷。
[0016]本专利技术进一步设置为，所述固体酸催化剂为4A分子筛、5A分子筛、13X分子筛、10X分子筛、Y型分子筛、丝光沸石、ZSM
‑
5、β分子筛、磷钨酸、磷钼酸、SO
42
‑
/ZrO2和WO3/ZrO2中的一种或多种。
[0017]本专利技术进一步设置为，所述稀释剂与有机胺盐酸盐的质量比为2:1
‑
5:1。
[0018]本专利技术进一步设置为，所述固体酸催化剂的质量为所述有机胺盐酸盐质量的5％
‑
20％。
[0019]本专利技术进一步设置为，所述精馏采用全回流操作。
[0020]本专利技术进一步设置为，所述有机胺盐酸盐为矿化过程中有机胺萃取剂萃取分离后得到的有机胺盐酸盐。
[0021]本专利技术进一步设置为，所述反应结束后，反应釜中的固体酸催化剂、稀释剂和反应生成的有机胺固液分离，其中固相为固体酸催化剂，洗涤干燥后可循环利用；液相为有机胺与稀释剂的混合物，经减压蒸馏分离所述有机胺和稀释剂，实现有机胺的再生和稀释剂的循环利用。
[0022]本专利技术的有益效果在于：
[0023]本专利技术提供了一种固体酸催化有机胺盐酸盐热解制氯化氢的方法，在回收有机胺萃取剂的同时生成高附加值的氯化氢气体，同时通过固体酸催化剂的催化作用显著降低热解能耗，从而为工业化发展提供基础。采用本专利技术的方法有机胺盐酸盐的热解率可达95％以上，且显著降低有机胺盐酸盐的热解温度，缩短反应时间，取得较好的技术效果。
附图说明
[0024]图1为本专利技术所涉及的有机胺盐酸盐热解反应的反应装置示意图。
具体实施方式
[0025]以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。应理解，以下实施例仅用于对本专利技术作进一步说明，不应理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据本专利技术的内容作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本专利技术的保护范围。
[0026]本专利技术提供了一种催化有机胺盐酸盐热解制氯化氢的方法，通过大量的试验探究和理论研究发现，向有机胺盐酸盐热解反应体系中添加固体酸催化剂可以有效降低能耗。所述固体酸催化剂具有很强的酸性位，与有机胺盐酸盐中的HCl形成竞争，从而降低了有机胺和HCl的作用力，使得热解温度降低，反应时间缩短，反应能耗大大降低。
[0027]图1为所述有机胺盐酸盐热解反应的反应装置示意图，所述反应装置包括用于发生所述热解反应的反应釜1，所述反应釜1的上方安装精馏结构2，所述精馏结构2包括与所述反应釜1顶端连接的精馏柱21和与所述精馏柱21顶端连接的冷凝器22，由于所述有机胺盐酸盐的热解反应需要添加稀释剂，而稀释剂在反应温度下极易于挥发，造成大量损失，因
此所述精馏结构2用于冷凝回流参与所述热解反应的气化的稀释剂，且分离热解反应生成的HCl气体；所述冷凝器22的顶端收集热解反应生成的HCl气体；所述反应釜1的上方设有氮气通入管线3，用于向反应釜1内通入氮气，以将所述有机胺盐酸盐热解生成的HCl气体随氮气及时移出，从而降低HCl的分压，减少逆反应的进行。
[0028]进一步的，所述冷凝器22由下至上通入冷却水，用于冷凝参与所述热解反应的气化的稀释剂；经过冷凝的凝液从所述冷凝器22流下，根据精馏控制的回流比，部分凝液经所述精馏柱21回流至反应釜1中，部分从所述冷凝器22流出收集。当精馏控制为全回流操作时，全部凝液经所述精馏柱21回流至反应釜1中。
[0029]进一步的，所述反应釜1上方通过机械搅拌4或本领域其它常规技术手段提供反应所需的搅拌；所述反应釜1通过本领域常规技术手段提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种催化有机胺盐酸盐热解制氯化氢的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将有机胺盐酸盐、稀释剂和固体酸催化剂混合放入反应釜中，所述反应釜的上方连接精馏结构，用于分离热解反应生成的氯化氢气体和冷凝回流参与所述热解反应的气化的稀释剂；(2)向所述反应釜中通入氮气，调节反应温度150
‑
190℃，于所述反应釜中发生有机胺盐酸盐的热解反应，并通过所述精馏结构进行精馏操作；(3)收集热解反应生成并通过所述精馏结构逸出的氯化氢气体；(4)待反应结束后，分离回收固体酸催化剂、稀释剂和反应生成的有机胺。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机胺盐酸盐热解反应时间为2
‑
8h。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通入反应釜的氮气流量为200
‑
600mL/min。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述稀释剂为十氢萘或正十二烷。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固体酸催化剂为4A分子筛、5A分子筛...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋兴福，刘程琳，唐梦亚，于建国，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：