CN103772208A - 一硝基甲苯精馏釜残的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一硝基甲苯精馏釜残的处理方法,将精馏釜残在催化剂的作用下与氢气进行加氢还原反应,釜残中的一硝基甲苯生成包括邻、间、对甲基苯胺三种异构体的甲基苯胺,二硝基甲苯生成包括2,4-二氨基甲苯和2,6-二氨基甲苯两种同分异构体的二氨基甲苯,再经过精馏分离得到甲基苯胺成品和二氨基甲苯成品。本发明工艺简单,流程短、清洁环保,合理利用废弃资源,利用低价值资源生产高附加价值产品,给企业带来经济效益,变废为宝,节能减排。
Description
技术领域
本发明属于化工生产过程中产生的固体废弃物处理技术领域,具体涉及一硝基甲苯(MNT)精馏釜残的处理方法。
背景技术
一硝基甲苯是重要的精细化工原料及中间体,它的邻、间、对三种同分异构体广泛应用于染料、医药、农药、塑料助剂等生产领域。
一硝基甲苯主要是通过甲苯经混酸硝化而制得,甲苯的硝化反应受多种因素影响,硝化反应过程中会生成一定量的硝基酚类和二硝基甲苯(DNT)。酚类在中和、脱酚工序随废水排出,二硝基甲苯在精馏工序随釜残排出。基于安全和产品质量的考虑,当精馏塔釜内硝化液中二硝基甲苯的质量分数达19%~23%时,必须随釜残排出。釜残的主要成分为一硝基甲苯(包括邻、间、对三种异构体)、二硝基甲苯(包括2,4-、2,6-二硝基甲苯两种异构体)和少量的其它杂质,经检测分析,其中一硝基甲苯的质量分数为76%~80%,二硝基甲苯的质量分数达19%~23%,其它杂质的质量分数约为1%。每生产1吨一硝基甲苯成品约产生150公斤的精馏釜残,目前国内一硝基甲苯的产能在30万吨左右,每年产生大约4500吨的精馏釜残。
对于一硝基甲苯精馏釜残的处理,有个别企业把釜残用于三硝基甲苯(TNT)生产,但因釜残成分复杂,严重影响三硝基甲苯生产线的稳定性。
江苏淮河化工提出了水蒸气蒸馏回收釜残中一硝基甲苯的方法,回收率达90%以上,水蒸气蒸馏结束后排放的残液中二硝基甲苯质量分数达80%~90%,可直接作副产品出售,也可在此残液加入甲醇加热溶解后趁热滤去不溶物,再经多次结晶及出汗处理,提纯制取含量为99.5%的2,4-二硝基甲苯成品。这种处理方法的缺点是:(1)水蒸气蒸馏过程会产生废水,增加废水的处理及排放量,不环保;(2)处理工艺流程长,过程复杂,需要的设备多,能耗高,增加生产成本;(3)利用甲醇对二硝基甲苯进行提纯,只得到2,4-二硝基甲苯成品,其中的2,6-二硝基甲苯没有得到回收,浪费资源。
由于一硝基甲苯精馏釜残的主要成分为硝基物,很难降解,因此,目前国内对于该釜残普遍将其作为固体废弃物进行焚烧处理,每吨釜残焚烧处理费用高达3000-4000元,不仅增加了一硝基甲苯生产企业的负担,同时焚烧处理也对环境造成二次污染,不利于环境保护。
发明内容
本发明的目的在于:提供一种一硝基甲苯精馏釜残的处理方法,该方法工艺简单,流程短,充分利用低价值资源生产高附加值产品,使低价值资源得到合理利用,增加企业的经济效益,既经济又环保。
本发明的技术解决方案是:将精馏釜残在催化剂的作用下与氢气进行加氢还原反应,釜残中的一硝基甲苯生成包括邻、间、对甲基苯胺三种异构体的甲基苯胺,二硝基甲苯生成包括2,4-二氨基甲苯和2,6-二氨基甲苯两种同分异构体的二氨基甲苯,再经过精馏分离得到甲基苯胺成品和二氨基甲苯成品。
本发明的具体过程如下:
(1)将精馏釜残、溶剂、催化剂按一定的比例投入加氢反应器中,控制反应温度在80~120℃、压力在0.5~1.5MPa的条件下,与氢气进行加氢还原反应,釜残中的一硝基甲苯与氢气反应生产甲基苯胺,二硝基甲苯与氢气反应生成二氨基甲苯;其中,催化剂为镍催化剂、Pt/C、Pd/c贵金属加氢催化剂,溶剂为甲醇或乙醇;采用镍催化剂时,精馏釜残、溶剂、催化剂的投料质量比为1:0.5~1.5:0.02~0.04;采用贵金属催化剂时,精馏釜残、溶剂、催化剂的质量比为1:0.5~1.5:0.001~0.003;
(2)加氢反应结束后,氢化液进入过滤器,分离出其中的催化剂,再进入脱溶塔脱出溶剂,分离出的催化剂和溶剂再回加氢还原工序循环套用;
(3)脱溶后的氢化液进入油水分离器,分出其中的水,再进入干燥塔进行干燥处理;
(4)干燥处理后的氢化液送入精馏塔精馏分离,得到甲基苯胺成品和二氨基甲苯成品。
本发明的优点是:(1)工艺简单,流程短,清洁环保;(2)利用低价值资源生产高附加价值产品,给企业带来经济效益;(3)合理利用废弃资源,变废为宝,节能减排。
具体实施方式
下面结合具体的实施例,进一步详细地描述本发明。应理解,这些实施例只是为了举例说明本发明,而非以任何方式限制本发明的范围。
实施例1:依以下步骤处理一硝基甲苯精馏釜残
(1)将精馏釜残、溶剂乙醇、镍催化剂按质量比1:0.5:0.02投入加氢反应器中,控制反应温度在80℃、压力在0.5MPa的条件下,与氢气进行加氢还原反应,釜残中的一硝基甲苯与氢气反应生产甲基苯胺,二硝基甲苯与氢气反应生成二氨基甲苯;
(2)加氢反应结束后,氢化液进入过滤器,分离出其中的催化剂,再进入脱溶塔脱出溶剂,分离出的催化剂和溶剂再回加氢还原工序循环套用;
(3)脱溶后的氢化液进入油水分离器,分出其中的水,再进入干燥塔进行干燥处理;
(4)干燥处理后的氢化液送入精馏塔精馏分离,得到甲基苯胺成品和二氨基甲苯成品。
产品收率:98.2%;产品含量:甲基苯胺99.2%,二氨基甲苯99.0%。
实施例2:依以下步骤处理一硝基甲苯精馏釜残
(1)将精馏釜残、溶剂甲醇、镍催化剂按质量比1:1:0.03投入加氢反应器中,控制反应温度在100℃、压力在1.0MPa的条件下,与氢气进行加氢还原反应,釜残中的一硝基甲苯与氢气反应生产甲基苯胺,二硝基甲苯与氢气反应生成二氨基甲苯;
(2)加氢反应结束后,氢化液进入过滤器,分离出其中的催化剂,再进入脱溶塔脱出溶剂,分离出的催化剂和溶剂再回加氢还原工序循环套用;
(3)脱溶后的氢化液进入油水分离器,分出其中的水,再进入干燥塔进行干燥处理;
(4)干燥处理后的氢化液送入精馏塔精馏分离,得到甲基苯胺成品和二氨基甲苯成品。
产品收率:98.7%;产品含量:甲基苯胺99.4%,二氨基甲苯99.5%。
实施例3:依以下步骤处理一硝基甲苯精馏釜残
(1)将精馏釜残、溶剂甲醇、镍催化剂按质量比1:1.5:0.04投入加氢反应器中,控制反应温度在120℃、压力在1.5MPa的条件下,与氢气进行加氢还原反应,釜残中的一硝基甲苯与氢气反应生产甲基苯胺,二硝基甲苯与氢气反应生成二氨基甲苯;
(2)加氢反应结束后,氢化液进入过滤器,分离出其中的催化剂,再进入脱溶塔脱出溶剂,分离出的催化剂和溶剂再回加氢还原工序循环套用;
(3)脱溶后的氢化液进入油水分离器,分出其中的水,再进入干燥塔进行干燥处理;
(4)干燥处理后的氢化液送入精馏塔精馏分离,得到甲基苯胺成品和二氨基甲苯成品。
产品收率:98.5%;产品含量:甲基苯胺99.5%,二氨基甲苯99.5%。
实施例4:依以下步骤处理一硝基甲苯精馏釜残
(1)将精馏釜残、溶剂甲醇、Pd/c催化剂按质量比1:0.8:0.001投入加氢反应器中,控制反应温度在85℃、压力在0.8MPa的条件下,与氢气进行加氢还原反应,釜残中的一硝基甲苯与氢气反应生产甲基苯胺,二硝基甲苯与氢气反应生成二氨基甲苯;
(2)加氢反应结束后,氢化液进入过滤器,分离出其中的催化剂,再进入脱溶塔脱出溶剂,分离出的催化剂和溶剂再回加氢还原工序循环套用;
(3)脱溶后的氢化液进入油水分离器,分出其中的水,再进入干燥塔进行干燥处理;
(4)干燥处理后的氢化液送入精馏塔精馏分离,得到甲基苯胺成品和二氨基甲苯成品。
产品收率:98.5%;产品含量:甲基苯胺99.3%,二氨基甲苯99.2%。
实施例5:依以下步骤处理一硝基甲苯精馏釜残
(1)将精馏釜残、溶剂甲醇、Pd/c催化剂按质量比1:1.1:0.002投入加氢反应器中,控制反应温度在95℃、压力在1.1MPa的条件下,与氢气进行加氢还原反应,釜残中的一硝基甲苯与氢气反应生产甲基苯胺,二硝基甲苯与氢气反应生成二氨基甲苯;
(2)加氢反应结束后,氢化液进入过滤器,分离出其中的催化剂,再进入脱溶塔脱出溶剂,分离出的催化剂和溶剂再回加氢还原工序循环套用;
(3)脱溶后的氢化液进入油水分离器,分出其中的水,再进入干燥塔进行干燥处理;
(4)干燥处理后的氢化液送入精馏塔精馏分离,得到甲基苯胺成品和二氨基甲苯成品。
产品收率:98.6%;产品含量:甲基苯胺99.4%,二氨基甲苯99.5%
实施例6:依以下步骤处理一硝基甲苯精馏釜残
(1)将精馏釜残、溶剂乙醇、Pt/C催化剂按质量比1:1.3:0.003投入加氢反应器中,控制反应温度在110℃、压力在1.1MPa的条件下,与氢气进行加氢还原反应,釜残中的一硝基甲苯与氢气反应生产甲基苯胺,二硝基甲苯与氢气反应生成二氨基甲苯;
(2)加氢反应结束后,氢化液进入过滤器,分离出其中的催化剂,再进入脱溶塔脱出溶剂,分离出的催化剂和溶剂再回加氢还原工序循环套用;
(3)脱溶后的氢化液进入油水分离器,分出其中的水,再进入干燥塔进行干燥处理;
(4)干燥处理后的氢化液送入精馏塔精馏分离,得到甲基苯胺成品和二氨基甲苯成品。
产品收率:98.0%;产品含量:甲基苯胺99.0%,二氨基甲苯98.8%。
Claims (1)
1.一硝基甲苯精馏釜残的处理方法,将精馏釜残在催化剂的作用下与氢气进行加氢还原反应,釜残中的一硝基甲苯生成包括邻、间、对甲基苯胺三种异构体的甲基苯胺,二硝基甲苯生成包括2,4-二氨基甲苯和2,6-二氨基甲苯两种同分异构体的二氨基甲苯,再经过精馏分离得到甲基苯胺成品和二氨基甲苯成品;其特征在于具体过程如下:
(1)将精馏釜残、催化剂、溶剂按一定的比例投入加氢反应器中,控制反应温度在80~120℃、压力在0.5~1.5MPa的条件下,与氢气进行加氢还原反应,釜残中的一硝基甲苯与氢气反应生产甲基苯胺,二硝基甲苯与氢气反应生成二氨基甲苯;其中,催化剂为镍、Pt/C、Pd/c贵金属加氢催化剂,溶剂为甲醇或乙醇;采用镍催化剂时,精馏釜残、溶剂、催化剂的投料质量比为1:0.5~1.5:0.02~0.04;采用贵金属催化剂时,精馏釜残、溶剂、催化剂的质量比为1:0.5~1.5:0.001~0.003;
(2)加氢反应结束后,氢化液进入过滤器,分离出其中的催化剂,再进入脱溶塔脱出溶剂,分离出的催化剂和溶剂再回加氢还原工序循环套用;
(3)脱溶后的氢化液进入油水分离器,分出其中的水,再进入干燥塔进行干燥处理;
(4)干燥处理后的氢化液送入精馏塔精馏分离,得到甲基苯胺成品和二氨基甲苯成品。
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