[發明專利]一種亞硝酸的制備方法

有效

• 申請號: 202110258100.4
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113003552B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 王大為;許文林
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: C01B21/50
• 分類號: C01B21/50;C07C245/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種亞硝酸的制備方法，特別是一種作為伯芳胺重氮化反應原料使用的亞硝酸的制備方法。以一氧化氮、二氧化氮和水為原料，先將一氧化氮與水進行氣?液分散混合，然后所制得的氣?液分散混合物吸收二氧化氮后反應制得亞硝酸水溶液，該亞硝酸水溶液可直接用作為重氮化試劑制備重氮化合物。本發明的方法氣?液分散混合效率高、反應速率快、副產物少、原子利用率高、能量消耗低、過程安全可靠，不僅具有顯著的經濟效益，而且也具有顯著的環境和社會效益。

技術領域

本發明涉及一種亞硝酸的制備方法，特別是一種作為伯芳胺重氮化反應原料使用的亞硝酸的制備方法。以一氧化氮、二氧化氮和水為原料，先將一氧化氮與水進行氣-液分散混合，該氣-液分散混合物吸收二氧化氮后反應制得亞硝酸水溶液，制得的亞硝酸水溶液可直接用作為重氮化試劑制備重氮化合物，屬于無機酸制備或精細化工合成技術領域。

背景技術

1.亞硝酸的主要性質和用途

亞硝酸是一種弱酸，電離平衡常數K_a＝5.1×10^-4(298K)。亞硝酸中的氮處于中間價態，既具有氧化性又具有還原性。亞硝酸僅存在于稀的水溶液中，濃縮亞硝酸稀溶液時，亞硝酸會同時發生歧化和分解反應，生成歧化產物硝酸、一氧化氮以及分解產物三氧化二氮，同時三氧化二氮又迅速分解為一氧化氮和二氧化氮；亞硝酸見光也會分解。因此，使用亞硝酸作為反應物時，應使亞硝酸的制備和使用同時進行，從而減少亞硝酸的歧化和分解副反應。

亞硝酸廣泛用于有機合成，在工業上主要作為胺類轉變成重氮化合物的反應原料，因此研發生產成本低、過程安全、環保的亞硝酸制備方法具有重要的應用價值。

2.現有亞硝酸的制備工藝及存在的問題

現有亞硝酸制備工藝主要是亞硝酸鹽與無機酸反應制備亞硝酸或氮氧化物與水反應制備亞硝酸，得到亞硝酸水溶液。

(1)亞硝酸鹽與無機酸反應制備亞硝酸工藝

在亞硝酸鹽溶液中加入無機酸，可得到亞硝酸的溶液。亞硝酸鹽中最具代表性的是亞硝酸鈉，主要用于有機染料。

亞硝酸鈉可作為生產有機染料的原料其本質是利用亞硝酸鈉與無機酸反應可生成用亞硝酸。亞硝酸鈉易潮解，易溶于水，其水溶液呈堿性，pH約為9；微溶于乙醇、甲醇、乙醚等有機溶劑。

采用該方法制備亞硝酸所使用的原料亞硝酸鹽具有純度高、反應物的保存及運輸方便等優點，但該方法主要存在以下問題：

①亞硝酸鹽制備過程除了使用NO和NO₂外還會消耗堿

亞硝酸鹽(以亞硝酸鈉為例)是以NaOH水溶液作為吸收液，吸收NO和NO₂制得亞硝酸鈉，反應式為：

NO+NO₂+2NaOH→2NaNO₂+H₂O

制備亞硝酸除了必須要使用NO和NO₂外，還需要消耗堿，才能生成亞硝酸鈉。

②使用亞硝酸鈉制備亞硝酸消耗無機酸

以鹽酸與亞硝酸反應生成亞硝酸為例，其反應式為：

NaNO₂+HCl→HNO₂+NaCl

顯然，以亞硝酸鹽與無機酸為原料制備亞硝酸必然消耗無機酸。

③制備亞硝酸的過程會產生無機鹽副產物

采用無機酸與亞硝酸鈉反應生成的亞硝酸的方法，必然會生成難處理的無機鹽。無機鹽的存在給后續的分離精制及廢物處理帶來困難，不僅使工藝流程復雜化，而且也降低了過程的原子利用率及經濟效益。

(2)氮氧化物與水反應制備亞硝酸工藝