CN102557179A - 一种高浓度废酸中硝基甲苯的去除方法 - Google Patents

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赵禹光
蔡春
缪承蛟
吕文方
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Nanjing University of Science and Technology
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LIAONING QINGYANG SPECIAL CHEMICAL CO Ltd
Nanjing University of Science and Technology
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Abstract

本发明涉及一种高浓度废酸中硝基甲苯的去除方法,该方法包含以下工艺步骤：在一定温度下向高浓度废酸中加入萃取剂，萃取后萃取剂和废酸分离；回收萃取剂。本发明与现有的技术相比，其显著优点为：（1）本发明处理步骤简单，处理效果显著，其MNT、DNT的去除率达到99%以上，处理后的浓酸纯度高可直接用于其它化学过程，适合工业化推广；（2）选用全氟溶剂为萃取剂，介于其优良的流动性、化学惰性及优良的分相能力，且只有在临界温度以上才对硝基甲苯化合物有溶解性的特点，使其可以重复使用且保持极高的去除效果；（3）本发明直接对高浓度废酸进行处理而不需用水稀释，避免了后期废水的治理，降低了成本；（4）本发明方法所用设备少、造价低、投资、运行成本低。

Description

一种高浓度废酸中硝基甲苯的去除方法
技术领域
本发明涉及一种高浓度废酸的处理方法，特别是一种高浓度废酸中硝基甲苯的去除方法。
背景技术
二硝基甲苯是我国重要的化工生产原料及中间体，常用于炸药、染料、涂料等的制造。二硝基甲苯的生产通常是以硝硫混酸为硝化剂，和甲苯进行硝化反应生成的，此工艺过程中会有大量含硝基甲苯的废酸生成，废酸中硫酸含量在70%左右，外观呈红棕色粘稠液体，由于硝基甲苯是一类毒性较大的有机污染源且难以生物降解，从而限制了废硫酸的综合利用，是困扰生产企业的老问题。
文献1（董云，尹世英.MNT废酸用甲苯萃取工艺探讨[J]，湖南化工，1999,29(6)）采用甲苯萃取一硝基甲苯（MNT）废酸中硝基化合物，其去除率达到60%左右。文献2（谢洪阳，周成芬.一种TNT生产中含硝基化合物废酸的处理方法[P]. CN: 101020586A,2007-08-22）中也采用甲苯萃取三硝基甲苯（TNT）废酸中的硝基化合物，甲苯在废酸中也有一定的溶解度，会产生二次污染。以上方法均须先将高浓度废酸稀释然后处理，产生大量废水，且处理的废酸只能继续回用与硝化工艺，不可用于其它工艺过程。目前还没有一种直接针对高浓度废酸的绿色、简便、可循环、提取效果好、易于工业化的处理方法，且对于生产二硝基甲苯（DNT）产生中的废酸处理也未见有报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种绿色、操作简单、去除率高、能工业化的废酸中硝基甲苯的去除方法。
实现本发明目的的技术解决方案是：一种高浓度废酸中硝基甲苯化合物的去除方法，该方法包含以下工艺步骤：
步骤1、萃取：在一定温度下向高浓度废酸中加入萃取剂，萃取后萃取剂和废酸分离；
步骤2、回收萃取剂：反萃取或蒸馏。
步骤1中所述的废酸和萃取剂的相比为1:（0.5-3），所述的萃取温度为50-80℃，所述的萃取时间为0.5-1.5小时，所述的萃取剂为全氟有机化合物：选自全氟甲苯、全氟苯或全氟萘烷中的一种。
步骤2中所述的反萃取剂和萃取剂的相比为（0.5-5）：1，所述的反萃取剂为二氯甲烷或三氯甲烷，所述的反萃取温度为室温；所述的蒸馏温度为萃取剂的沸点温度。
本发明与现有的技术相比，其显著优点为：
（1）本发明处理步骤简单，处理效果显著，其MNT、DNT的去除率达到99 %以上，处理后的浓酸纯度高可直接用于其它化学过程，适合工业化推广；
（2）选用全氟溶剂为萃取剂，介于其优良的流动性、化学惰性及优良的分相能力，且只有在临界温度以上才对硝基甲苯化合物有溶解性的特点，使其可以重复使用且保持极高的去除效果；
（3）本发明直接对高浓度废酸进行处理而不需用水稀释，避免了后期废水的治理，降低了成本；
（4）本发明方法所用设备少、造价低、投资、运行成本低。
具体实施方式
一种高浓度废酸中硝基甲苯化合物的去除方法，该方法包含以下工艺步骤：
第一步、萃取：50-80℃下向高浓度废酸（70%）中加入萃取剂，废酸和萃取剂的相比为1:（0.5-3），0.5-1.5小时后萃取剂和废酸分离；
第二步、萃取剂回收：萃取剂回收有两种方法：
(1)向第一步中分离出的萃取剂中加入反萃取剂，反萃取剂和萃取剂的相比为（0.5-5）：1，反萃取后分出萃取剂相，该工艺步骤可在室温下进行；
(2)对第一步中分离出的萃取剂进行蒸馏，从而实现萃取剂的回收。
第一步所用高浓度废酸中MNT、DNT含量为2960ppm。
实施例1
量取10mL废酸和20mL的全氟萘烷（废酸和萃取剂相比为1:2）于单口烧瓶中在80℃下搅拌0.5小时，倒出静置1小时，分出下层全氟萘烷以三氯甲烷40ml（反萃取剂和萃取剂相比为2:1）在室温下洗涤后回收。分出上层酸液，对其进行气相色谱检测，其废酸中硝基甲苯化合物含量为580ppm，去除率达80.4%。
对比例1
量取10mL废酸和20mL经三氯甲烷萃取回收的全氟萘烷（废酸和萃取剂相比为1:2）于单口烧瓶中在80℃下搅拌0.5小时，倒出静置1小时，分出下层全氟萘烷以40mL三氯甲烷（反萃取剂和萃取剂相比为2:1）在室温下洗涤后回收。分出上层酸液，对其进行气相色谱检测，其废酸中硝基甲苯化合物含量为550ppm，去除率达81.4%。
实施例2
量取10mL废酸和5mL的全氟萘烷（废酸和萃取剂相比为1:0.5）于单口烧瓶中在50℃下搅拌1.5小时，倒出静置1小时，分出下层全氟萘烷以2.5mL二氯甲烷（反萃取剂和萃取剂相比为0.5:1）在室温下洗涤后回收。分出上层酸液，对其进行气相色谱检测，其废酸中硝基甲苯化合物含量为709ppm，去除率达76.0%。
实施例3
量取10mL废酸和10mL的全氟萘烷（废酸和萃取剂相比为1:1）于单口烧瓶中在60℃下搅拌1小时，倒出静置1小时，分出下层全氟萘烷以50mL二氯甲烷（反萃取剂和萃取剂相比为5:1）在室温下洗涤后回收。分出上层酸液，对其进行气相色谱检测，其废酸中硝基甲苯化合物含量为650ppm，去除率达78.0%
实施例4
量取10mL废酸和30mL的全氟萘烷（废酸和萃取剂相比为1:3）于单口烧瓶中在80℃下搅拌1小时，倒出静置1小时，分出下层全氟萘烷以150mL三氯甲烷（反萃取剂和萃取剂相比为5:1）在室温下洗涤后回收。分出上层酸液，对其进行气相色谱检测，其废酸中硝基甲苯化合物含量为444ppm，去除率达85.0%。
实施例5
量取10mL废酸和10mL的全氟甲苯（废酸和萃取剂相比为1:1）于单口烧瓶中在60℃下搅拌0.5小时，倒出静置1小时，分出下层全氟甲苯在100℃（沸点）下经蒸馏后回收。分出上层酸液，对其进行气相色谱检测，其废酸中硝基甲苯化合物含量为201ppm，去除率达93.21%。
对比例2
量取10mL废酸和10mL经蒸馏回收的全氟甲苯（废酸和萃取剂相比为1:1）于单口烧瓶中在60℃下搅拌0.5小时，倒出静置1小时，分出下层全氟甲苯在100℃下经蒸馏后回收。分出上层酸液，对其进行气相色谱检测，其废酸中硝基甲苯化合物含量为210ppm，去除率达92.9%。
实施例6
量取10mL废酸和,10mL的全氟甲苯（废酸和萃取剂相比为1:1）于单口烧瓶中在50℃下搅拌1小时，倒出静置1小时，分出下层全氟甲苯在100℃下经蒸后馏回收。分出上层酸液，对其进行气相色谱检测，其废酸中硝基甲苯化合物含量为230ppm，去除率达92.22%。
实施例7
量取10mL废酸和20mL的全氟甲苯（废酸和萃取剂相比为1:2）于单口烧瓶中在60℃下搅拌1小时，倒出静置1小时，分出下层全氟甲苯在100℃下经蒸馏后回收。可重复使用。分出上层酸液，对其进行气相色谱检测，其废酸中硝基甲苯化合物含量为23ppm，去除率达99.22%。
实施例8
量取10mL废酸和,10mL的全氟苯（废酸和萃取剂相比为1:1）于单口烧瓶中在50℃下搅拌1小时，倒出静置1小时，分出下层全氟苯在80℃（沸点）下经蒸馏后回收。分出上层酸液，对其进行气相色谱检测，其废酸中硝基甲苯化合物含量为170ppm，去除率达94.3%。
对比例3
量取10mL废酸和10mL经蒸馏回收的全氟苯（废酸和萃取剂相比为1:1）于单口烧瓶中在50℃下搅拌1小时，倒出静置1小时，分出下层全氟苯在80℃下经蒸馏后回收。分出上层酸液，对其进行气相色谱检测，其废酸中硝基甲苯化合物含量为145ppm，去除率达95.1%。
实施例9
量取10mL废酸和20mL的全氟苯（废酸和萃取剂相比为1:2）于单口烧瓶中在80℃下搅拌1小时，倒出静置1小时，分出下层全氟苯在80℃下经蒸馏后回收。分出上层酸液，对其进行气相色谱检测，其废酸中硝基甲苯化合物含量为104ppm，去除率达96.5%。

Claims (6)

1.一种高浓度废酸中硝基甲苯的去除方法，其特征在于该方法包含以下步骤：
步骤1、萃取：升温并向废酸中加入萃取剂，萃取后萃取剂和废酸分离；
步骤2、回收萃取剂：反萃取或蒸馏。
2.根据权利要求1所述的一种高浓度废酸中硝基甲苯的去除方法，其特征在于步骤1中所述萃取剂为全氟有机化合物。
3.根据权利要求1或2所述的一种高浓度废酸中硝基甲苯的去除方法，其特征在于所述全氟有机化合物选自全氟甲苯、全氟苯或全氟萘烷中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种高浓度废酸中硝基甲苯的去除方法，其特征在于步骤1中所述的废酸和所述萃取剂的相比为1:（0.5-3），所述的萃取温度为50-80℃，所述的萃取时间为0.5-1.5小时。
5.根据权利要求1所述的一种高浓度废酸中硝基甲苯的去除方法，其特征在于步骤2中所述的反萃取剂为二氯甲烷或三氯甲烷，所述的反萃取剂和萃取剂的相比为（0.5-5）：1，所述的反萃取温度为室温。
6.根据权利要求1所述的一种高浓度废酸中硝基甲苯的去除方法，其特征在于步骤2中所述的蒸馏温度为所述萃取剂的沸点温度。
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