[发明专利]一种1;2;4-丁三醇三硝酸酯废硫酸的处理方法

说明书

本发明公开了一种1,2,4‑丁三醇三硝酸酯废硫酸的处理方法，属于环保领域，在连续流反应器1,2,4‑丁三醇硝化反应结束后，通过液液分离器与理想连续流1,2,4‑丁三醇硝化反应器合理衔接，提高酸/酯分离效率和精度，酸酯分离后的低浓度硫酸通入毫米通道反应器，使水及低沸点酸溶杂质汽化，从而实现废酸的浓缩和回收过程的耦合，显著降低了酸耗，提高了废酸的回收利用率。

技术领域

本发明属于环保领域，涉及一种1,2,4-丁三醇三硝酸酯废硫酸的高效处理技术。

背景技术

1,2,4-丁三醇三硝酸酯，英文名1,2,4-butanetriol trinitrate，简称BTTN，分子式：C₄H₇N₃O₉,是火箭推进剂中的含能增塑剂。相比较NG而言，BTTN拥有优良的低温性能，它的凝固点是-27℃，不容易出现冻结问题，用它作增塑剂可以有效避免固体推进剂发生低温脆变。实验研究和应用时发现，采用BTTN增塑的固体推进剂，其优良的低温性能具体表现如下：(1)BTTN增塑的推进剂在低温下会保持较大的延伸；(2)BTTN增塑的推进剂在长期低温贮存时对其延伸影响不大；(3)BTTN增塑的推进剂在经受高低温循环试验以后不会出现脆变现象。以上都很好地说明了，采用BTTN作增塑剂的固体推进剂比其它硝酸酯类作增塑剂的固体推进剂拥有更好的低温力学性能。

目前行业内1,2,4-丁三醇三硝酸酯的生产主要有以下几种方式：间歇釜式硝化、釜式连续硝化和喷射硝化。虽然硝化丁三醇的稳定性比较好，但是其本身也是一种炸药，存在较高的安全隐患。由于国内生产1,2,4-丁三醇三硝酸酯主要采取釜式反应器，持液量高，因此一旦发生爆炸，危害极大，所以选择合适的生产方式十分重要。近些年，由于硝化反应爆炸事故的发生，不少省份出台政策对硝化反应的化工厂进行减产甚至关闭。而作为一种广泛应用的含能材料，1,2,4-丁三醇三硝酸酯存在广阔的市场和需求。如何实现硝化丁三醇安全、高效、环保生产，满足日益增长的市场需求，实现传统化工向现代化工的转型，成为企业乃至整个行业迫在眉睫的问题。

连续微通道反应器的反应在微通道中进行，采用连续方式进料，在高效混合状态下物料分布均匀，可以实现反应的精确控制，降低副反应的发生。同时微通道反应器持液量低，在同等产能条件下，反应器的持液量只有釜式的1/1000-1/1500，大大降低了反应区安全风险，实现BTTN的安全合成。

发明内容

本发明提供一种1,2,4-丁三醇三硝酸酯废硫酸的高效处理方法，按照下述步骤进行：

(1)在一定的温度下，将1,2,4-丁三醇(简称BT)和混酸按比例通过泵将其通入连续流反应器内，控制物料的停留时间。

(2)在连续流反应器1,2,4-丁三醇三硝酸酯合成结束后，将反应器出口末端连接到液液分离器，将液相1,2,4-丁三醇三硝酸酯与酸液进行有效的分离。

(3)酸酯分离后的低浓度混酸进入毫米通道反应器，控制反应器的温度和压力，使水及低沸点酸溶杂质汽化，从而实现混酸的浓缩与回收过程的耦合，回收酸质量浓度可达95～98％，循环使用性能较好。

步骤(1)所述的1,2,4-丁三醇(简称BT)和混酸摩尔比为1:3-1:10；混酸为硝酸和硫酸的混酸，硝酸的占混酸的质量分数为10％-90％；物料的停留时间为50s-100s；

步骤(2)所述的连续流反应器为毫米通道反应器，通道水力直径为0.5mm～10mm。

步骤(3)所述的热分解温度控制在180～220℃之间，压力控制在1.5～5.0MPa。