绝热法硝基苯生产工艺

绝热法硝基苯生产工艺
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 王蒙 邯郸滏阳化工集团有限公司,河北,邯郸,056003 河南化工 HENAN CHEMICAL INDUSTRY 2003(7)
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拌的反应器串联在一起， 数量和大小取决于生产能 力。物料从 )*+ 和 #"5 硫酸的分离器底部进入， 上 部出去。进入的硝酸基本全部转化成硝基苯， 硝基 苯中约含 #5 未反应的苯， 为防止苯的汽化， 分离器 需有 ! / %)9( 左右的压力。本流程内反应器体积约 为 $ : 0;$ 。 在正常情况下， 绝热硝化的副产物有 0!!;< ’ = 的二硝基苯、 0"!!;< ’ = 的三硝基酚、 0"!;< ’ = 的草酸 及 %!!!;< ’ = 的 %， 在反应温度下会生 . 1 二硝基酚， 成微 量 *>% 、 还存在由原料苯带入 *>、 ?*>% 等， 绝热法 )*+ 对原料苯的要 )*+ 中的杂质。因此， 求相当严格。在粗 )*+ 中还有靠重力无法完全分 离的硫酸， 一般约为 ! / "5 ， 这些杂质构成和国内传 统硝化法有非常大的差异。 " 稀酸的浓缩处理 反应过 程 中 生 成 水， 使 硫 酸 浓 度 由 #45 降 至 #"5 。硫酸在整个反应过程中既是催化剂也是热的 吸收剂和水载体， 硫酸浓度过稀和过浓对绝热法生 产 )*+ 不利。循环出来的硫酸需要蒸浓。传统硝 化法用的是浓硫酸， 因此浓缩方法不同。 绝热法硫酸浓缩采用硫酸浓缩器 （ @AB） 。真空 法 @AB 浓缩硫酸可以高效地浓缩来自硝化工序的 废酸。该工序由 @AB 蒸发器、 表面冷 @AB 加热器、 凝器、 真 空 系 统、 大 气 密 封 罐 及 液 体 冷 凝 泵 组 成。 在 @AB 蒸 发 器 是 一 个 垂 直 安 装 的 搪 玻 璃 容 器 ， 4 / !C9(、 3%6 下操作， #45 的硫酸处于沸腾状态。硝 化废酸经过一个钽材进口进入蒸发。从分离罐来的 进入真空蒸发器后进行闪 #"5 硫酸温度为 0$!6 ， 蒸， 大部分水被蒸发， 此时酸落到蒸发器底部， 其温 度 随之下降。 酸 浓 缩 到 #4 5 所 需 热 量 的 4 ! 5 8
邯郸滏阳化工集团有限公司 0332 年从国外引 进一套 % 万 & ’ ( 绝热法硝基苯 （ )*+） 装置。外方提 供了工艺、 关键设备及公用工程集散控制系统； 配 酸、 配碱、 污水治理及苯胺全套装置均采用国产工艺 及国产设备。运转实践证明绝热法技术具有传统硝 化法无法比拟的优点。该装置的全部工艺及装置已 经完全立足国内， 对国内传统硝化法的改造提供了 一个值得借鉴的技术平台。 ! 绝热法工艺流程 所谓绝热法就是苯和硝酸在硝化时， 在反应罐 外没有冷却装置， 因反应时间仅为几秒， 所有反应热 全部被用于稀硫酸的浓缩。硝化工艺流程见图 0。
图9 臭氧法处理废水工艺流程图
酚含量 = 6 ? "8/ 5 >， = (8/ 5 >， &1@ 含量 = ("68/ 5 >。 # 结束语 至今， 一个中、 外结合的新型 *+, 生产全套装 置已安 全 运 行 了 近 四 年， 据了解国内传统工艺的 污染严重， 该工艺 *+, 洗水大部分没有很好处理， 可为现有工厂提供有益的借鉴。现正在进一步完善 配套苯胺的生产。
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再经二级硝化器， 出口 "!5 以上的苯转化成 )*+， 温 度为0$! 8 0$"6 ， 硝化反应的反应器是由带有搅
收稿日期： %!!$ 1 !. 1 !2 作者简介： 王
蒙 （032! 1 ） ， 男， 工程师， 从事化工技术开发工作， 电话： （!$0!） .!"%0.$。 万方数据
・ -’ ・ 不足部 !"# 是由废酸本身从硝化工序带来的显热， 分由安装在蒸发器底部的 $%& 加热器提供。加热 器的蒸汽管线及设备材质是碳钢， 而和硫酸接触部 分为钽材。在蒸发器底部对 ’!# 的硫酸不断地加 热， 使之沸腾， 由热虹吸形成循环热酸， 同时供应废 酸浓缩所缺的热量。由于酸的循环使用， 绝热法生 产 () *+, 只耗 (-./ 浓硫酸， 同时大量消耗了反应 本身产生的热； 因此绝热法 *+, 的热能耗、 酸耗均 大大低于国内传统的硝化法。 从蒸发器出去的水蒸气因含酸， 要经过中和除 雾等常规处理后接入真空系统， 真空冷凝液送去后 处理工序。 ! 粗 *+, 的碱性处理 绝热反应顶部分离罐上部分离出的粗 *+, 经 热交换器初步冷却后用原料苯冷却， 同时苯被加热 后进入硝化器， 再进入水洗程序。热的粗 *+, 用水 和碱进行四步水洗提纯， 用带有搅拌器的水洗槽进 行水洗， 多余的酸和硝基酚被 +012 中和。 本工艺通过搅拌、 洗涤、 澄清来分离有机相和水
图-
水洗流程示意图
（"666: 5 8;<） ， 轻重相分离脱 *+, 经高速离心机 水后进入 *+, 精馏系统。由于绝热法 *+, 中杂质 少， 管径不及 *+, 精馏塔的再沸器管程内走 *+,， 传统法的一半， 因此水洗流程处理不好， 该流程就无 法进行下去。 " 三废处理 从界区内工艺容器及工艺设备中排出的所有气 体都被收集到一个排气密封罐内， 而后去苯洗涤系 统， 在苯洗涤系统中， 工厂各种来源中的苯气体被 然后再送去处理回收 *+, 和苯。 *+, 吸收， 从水洗器排放的污水是含有微量 *+,、 苯、 硝 基酚、 二硝基酚、 三硝基酚、 草酸、 硫酸钠等杂质的高 浓度污水， 使用臭氧法对其进行处理 （见图 9） ， 投资 少， 运行费用低。 处 理 后 废 水 实 际 测 定 *+, 含 量 万方数据
河南化工
$%%! 年
第&期
相， 它的运行状态和国内萃取工艺上常用的混合澄 清器相似， 但混合澄清器靠位差或泵作为动力， 占地 面积大， 动力消耗高。 在水 洗 过 程 中， 本 工 艺 使 用 浓 度 为 -"# 的 可以 +012 水溶液。-"# +012 水溶液因其冰点低， 减少保温投资； 体积用量小， 产生的废水量就少， 动 力消耗也低。本水洗器水平布置， 四级串联， 有机相 从一端进， 水相从另一端进， 在每个水洗槽内有一个 搅拌器， 该搅拌器起泵的作用， 使安装在混合室内的 导管产生一个压差， 使液体从一容器流向另一容器。 从一个室流向另一室的过程中， 控制 32 值为 4， 粗 酸等都被除去。 *+, 中的所有酚、 该装置构思巧妙， 不仅占地小、 能力大、 动力消 耗低， 而且易操作。- 万 ) 5 0 *+,、 ’ 万 ) 5 0 洗水的处 理能力， 本工段装机动力消耗只有 ’667， 而四个水 洗器的体积仅 !89 。因其专利期已过， 本公司和邯 郸博盛环保公司已将其消化吸收。水洗流程示意图 见图 -。控制 32 值保持在规定值内， 就可获得质量 很高的洗后 *+,。
河南化工
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适 用 技 术
绝 热 法 硝 基 苯 生 产 工 艺
王 蒙
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（邯郸滏阳化工集团有限公司 ，河北 邯郸
摘
要： 介绍了 % 万 & ’ ( 绝热法硝基苯 （)*+） 生产工艺的国产化过程， 着重阐述了稀酸的浓缩处理、 粗硝基苯的碱
性处理等过程。该工艺热耗、 酸耗、 动力消耗均低于传统的硝化法， 污水经臭氧法处理后， 达到排放标准。 关键词： 硝基苯 ；生产 ；环保 中图分类号： ,-%.# / 0% 文献标识码： + 文章编号： （%!!$） 0!!$ 1 $.#2 !2 1 !!%" 1 !%
图0
硝化工艺流程示意图
工艺过程： 苯在大量的含硫酸 #45 的硫酸—硝 酸混合酸存在下， 而混酸 3!6 左右进入一级反应器， 中的硝酸浓度 大 约 为 "5 。而 硝 酸 进 厂 时 均 为 浓 酸， 直接用浓酸配入系统很困难； 因此， 通常先将浓 硝酸配成浓度为 #45 左右后， 再掺入硫酸系统中。 在正常情况下， 温度约为 0%!6 ， 在 0 硝化器中