CN105130853A - 一种双胺法工业化合成h酸的硝化新工艺 - Google Patents

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本发明涉及一种H酸的硝化新工艺,具体涉及一种双胺法工业化合成H酸的硝化新工艺。本发明采用65%发烟硫酸和回收硫酸替代浓硫酸溶解2.7-萘二磺酸,直接硝化,不再进行脱水浓缩,物料经硝化、熟化、脱硝后,套用废酸氧化浓缩处理所得回收盐进行盐析结晶,过滤得1.8-二硝基-3.6-萘二磺酸钠潮品。废酸经高温氧化浓缩后,循环套用到硝化岗位,与原有工艺相比,本发明可减少2.7-萘二磺酸硝化副产物的生成,减少硫酸消耗,增加熟化步骤并采用盐析工艺提高硝化产物1.8-二硝基-3.6-萘二磺酸钠收率3%;同时具有处理硝化废酸工艺简捷,成本低的特点。

Description

一种双胺法工业化合成H酸的硝化新工艺
技术领域
本发明涉及一种H酸的硝化新工艺,具体涉及一种双胺法工业化合成H酸的硝化新工艺。
背景技术
H酸是一种制造染料的中间体,广泛应用于印染、纺织、医药等行业,传统萘三磺化-碱熔法生产H酸工艺,因废水量大,处理成本高,已引起各界严重关切。近几年来,人们在不断探索H酸合成新工艺,其中双胺法合成H酸工艺引起行业内广泛关注,它以萘为原料,在磺化时引入两个磺酸基,再经硝化、还原、水解、精制工艺过程制得精品H酸,该工艺没有传统的三磺化和碱熔步骤,原料消耗少,废水生成量少,副反应少,产品中不含T酸、ω酸等有害杂质,双胺法工艺与传统的三磺化-碱熔法相比,理论上优势多,但工业化生产难度大,重点是提高硝化收率和硝化废酸的有效处理和套用。现有报道的双胺法合成H酸的硝化工艺,用浓硫酸溶解2.7-萘二磺酸,通过浓缩脱水控制物料的脱水值,后期脱硝后经冷冻析出1.8-二硝基-3.6-萘二磺酸,该工艺前期需要浓缩脱水导致较多异构产物生成,硫酸耗用量大,反应脱水值低,硝化反应慢,该工艺,采用冷冻析出硝化产物,硝化收率较低。针对硝化所产生大量的废酸,有报道将废酸经稀释后利用溶剂萃取有机物,所得提浓后有机物经中和再焚烧,萃余相稀酸再经浓缩后套用,处理工序冗长,使用设备较多,处理成本很高。
发明内容
本发明的目的在于:提供一种工艺简单,产品质量和收率高,以解决现有硝化工艺存在的收率低、质量差,废酸无法有效处理和套用的问题双胺法工业化合成H酸的硝化新工艺。
本发明的技术方案是:
一种双胺法工业化合成H酸的硝化新工艺;其特征在于,它包括以下步骤:
1)溶解:
将2.7-萘二磺酸与98%硫酸加入至反应器混合,并搅拌至澄清,硫酸的加入量与折百2.7-萘二磺酸的摩尔比为1:10(首批采用新鲜98%硫酸,后期采用65%的发烟硫酸和氧化浓缩回收硫酸,加料比例不变);
2)硝化:
将溶解所得物料在30转/分钟搅拌条件下,降温到10℃以下,缓慢滴加发烟硝酸,发烟硝酸的加入量与折百2.7-萘二磺酸的摩尔比为1:2.1—2.4,滴加过程中控制物料温度在15℃以下,滴加三分之一发烟硝酸总量后物料粘度增加,此时提高搅拌转速至60转/分钟,并在该搅拌转速条件下,滴加剩余三分之二的发烟硝酸,发烟硝酸滴加时间为8—12小时;
3)、熟化
将步骤2)所得物料在继续搅拌(转速为60转/分)的条件下,升温到80—100℃,维持1—2小时进行熟化,以加速中间产物转化,提高产物纯度;然后取样,检测一硝化物色谱含量小于0.1—0.2%为合格;
4)、脱硝
将熟化所得的物料缓慢加入到硝化饼洗水(首批采用清水,加入量为2.7-萘二磺酸摩尔数的22—24倍)中进行脱硝操作,同时开启搅拌降温,用少量空气吹脱,温度控制在小于120℃,整个加料过程在-0.03MPa下操作,耗时1—3小时,加料完成后在该条件下继续维持反应1—2小时,直至抽出气体不能使湿润的淀粉碘化钾变蓝为脱硝终点,尾气进入NOx处理系统,达标排放;
5)、盐析
将脱硝所得物料降温到70—90℃,在搅拌条件下,加入1倍折百2.7-萘二磺酸摩尔数的工业硫酸钠(首批加入1.1倍2.7-萘二磺酸摩尔数的工业盐硫酸钠),搅拌1小时,转速为30转/分钟,然后将物料缓慢降温到32—35℃,在该温度下维持1—2小时,过滤,所得滤饼为1.8-二硝基-3.6-萘二磺酸钠盐粗品,滤液为硝化废酸,然后将1.8-二硝基-3.6-萘二磺酸钠盐粗品加入22—24倍折百2.7-萘二磺酸摩尔数清水进行洗涤,所得滤饼为1.8-二硝基-3.6-萘二磺酸钠盐,色谱98%,含固量为40—42%,以2.7-萘二磺酸计收率为98%,滤液为硝化洗水;
6)、盐析所得的硝化废酸经氧化浓缩处理,硝化洗水可循环使用,1.8-二硝基-3.6-萘二磺酸钠盐经后续还原、水解等工序制得成品H酸;
7)、废酸的氧化浓缩处理
在氧化反应釜一次性加入0.3倍硝化废酸重量的98%硫酸(首次需加入,后期不需要加),升温到325℃—328℃,恒温,将盐析所得硝化废酸连续缓慢加入到氧化反应釜中,同时将0.01—0.03倍废酸重量98%发烟硝酸均匀滴加到氧化反应釜中,有机物在釜内分解成CO2,NOx,SO2气体和硫酸钠,水份被大量蒸发,气体被真空抽入吸收系统,处理合格后,达标排放;在连续加料的同时,从氧化反应釜溢流管经冷却换热后连续采出合格回收硫酸,回收硫酸质量百分数为95%以上。
本发明的优点是:
本发明采用65%发烟硫酸和回收硫酸替代浓硫酸溶解2.7-萘二磺酸,直接硝化,不再进行脱水浓缩,物料经硝化、熟化、脱硝后,套用废酸氧化浓缩处理所得回收盐进行盐析结晶,过滤得1.8-二硝基-3.6-萘二磺酸钠潮品。废酸经高温氧化浓缩后,循环套用到硝化岗位,与原有工艺相比,本发明可减少2.7-萘二磺酸硝化副产物的生成,减少硫酸消耗,增加熟化步骤并采用盐析工艺提高硝化产物1.8-二硝基-3.6-萘二磺酸钠收率3%。本发明采用高温氧化浓缩工艺处理硝化废酸,同时完成有机物的氧化分解和废酸的浓缩,回收硫酸套用到硝化岗位,解决了双胺法合成H酸路线中硝化工艺存在的硫酸消耗高、母液无法有效处理套用的问题,同时提高硝化产品质量和收率,为最终提高H酸产品质量、收率及清洁工业生产创造条件;同时具有处理硝化废酸工艺简捷,成本低的特点。
具体实施方式
实施例1
将潮品2.7-萘二磺酸4032Kg(其中2.7-萘二磺酸的质量百分数为50%,硫酸的质量百分数为30%,其余为水)与98%硫酸5765Kg加入至反应器混合溶解,搅拌、澄清。将溶解的物料在30转/分钟搅拌条件下,降温到10℃以下,缓慢滴加98%的发烟硝酸990Kg,滴加过程中控制物料温度在15℃以下,滴加三分之一发烟硝酸总量后物料粘度增加,此时提高搅拌转速至60转/分钟,并在该搅拌转速条件下,滴加剩余三分之二的发烟硝酸,滴加发烟硝酸时间为8小时。
将上述所得物料在搅拌(转速为60转/分)的条件下,升温到100℃,维持2小时进行熟化操作,然后取样,检测一硝化物色谱含量小于0.1%为合格。将熟化所得的物料缓慢加入到3000Kg清水中进行脱硝处理,同时开启搅拌降温,用0.01Mpa空压鼓泡,温度控制在小于120℃,整个加料过程在-0.03MPa下操作,耗时1小时,加料完成后在该条件下继续维持反应2小时,直至抽出气体不能使湿润的淀粉碘化钾变蓝为脱硝终点,尾气进入NOx处理系统,达标排放。将脱硝所得物料降温到85℃,在搅拌条件下,加入1104Kg99%的的工业硫酸钠,搅拌1小时,转速为30转/分钟,然后将物料缓慢降温到32℃,在该温度下维持1小时,过滤,得1.8-二硝基-3.6-萘二磺酸钠盐粗品7767Kg,硝化废酸7048Kg,然后将1.8-二硝基-3.6-萘二磺酸钠盐粗品加入到3000Kg清水中进行打浆操作,过滤得1.8-二硝基-3.6-萘二磺酸钠盐潮品7061Kg,色谱98%,含固量为41%,以2.7-萘二磺酸计收率为98%,硝化洗水3706Kg。盐析所得的硝化废酸经氧化浓缩处理后可返回溶解步骤套用,硝化洗水可返回脱硝步骤套用;1.8-二硝基-3.6-萘二磺酸钠盐经后续还原、水解,得H酸成品。
在氧化反应釜一次性加入2690Kg98%硫酸,升温到325℃,恒温,将盐析所得硝化废酸连续缓慢加入到氧化反应釜中,同时将89.67Kg98%发烟硝酸均匀滴加到氧化反应釜中,有机物在釜内分解成CO2,NOx,SO2气体和硫酸钠,水份被大量蒸发,气体被真空抽入吸收系统,处理合格后,达标排放。在连续加料的同时,从氧化反应釜溢流管连续采出合格回收硫酸,产出的合格回收硫酸经冷却换热、沉淀、过滤,得95%回收硫酸4294Kg,回收硫酸可返回溶解步骤循环使用,滤饼为回收盐,可返回盐析步骤循环使用。
实施例2
将潮品2.7-萘二磺酸4032Kg(其中2.7-萘二磺酸的质量百分数为50%,硫酸的质量百分数为30%,其余为水)与实施例1所得的4294Kg95%回收硫酸及1368Kg65%发烟硫酸加入至反应器混合溶解,搅拌、澄清。将溶解的物料在30转/分钟搅拌条件下,降温到10℃以下,缓慢滴加98%的发烟硝酸990Kg,滴加过程中控制物料温度在15℃以下,滴加三分之一发烟硝酸总量后物料粘度增加,此时提高搅拌转速至60转/分钟,并在该搅拌转速条件下,滴加剩余三分之二的发烟硝酸,滴加发烟硝酸时间为10小时。
将上述所得物料在搅拌(转速为60转/分)的条件下,升温到100℃,维持2小时进行熟化操作,然后取样,检测一硝化物色谱含量小于0.1%为合格。将熟化所得的物料缓慢加入到实施例1所得的3706Kg硝化洗水中进行脱硝处理,同时开启搅拌降温,用0.01Mpa空压鼓泡,温度控制在小于120℃,整个加料过程在-0.03MPa下操作,耗时1.5小时,加料完成后在该条件下继续维持反应2小时,直至抽出气体不能使湿润的淀粉碘化钾变蓝为脱硝终点,尾气进入NOx处理系统,达标排放。将脱硝所得物料降温到85℃,在搅拌条件下,加入1004Kg99%的的工业硫酸钠,搅拌1小时,转速为30转/分钟,然后将物料缓慢降温到33℃,在该温度下维持1小时,过滤,得1.8-二硝基-3.6-萘二磺酸钠盐粗品7707Kg,硝化废酸7620Kg,然后将1.8-二硝基-3.6-萘二磺酸钠盐粗品加入到3000Kg清水中进行打浆操作,过滤得1.8-二硝基-3.6-萘二磺酸钠盐潮品7274.5Kg,色谱98.2%,含固量为40%,以2.7-萘二磺酸计收率为98.5%,硝化洗水3432.5Kg。盐析所得的硝化废酸经氧化浓缩处理后可返回溶解步骤套用,硝化洗水可返回脱硝步骤套用;1.8-二硝基-3.6-萘二磺酸钠盐经后续还原、水解,得H酸成品。
当完成实施例1的废酸氧化浓缩处理后,将本实施例所得的7620Kg硝化废酸连续缓慢加入氧化反应釜中,同时将114.3Kg98%发烟硝酸均匀滴加到氧化反应釜中,有机物在釜内分解成CO2,NOx,SO2气体和硫酸钠,水份被大量蒸发,气体被真空抽入吸收系统,处理合格后,达标排放。在连续加料的同时,从氧化反应釜溢流管经冷却换热后连续采出合格回收硫酸,产出的合格回收硫酸4271.5Kg,硫酸质量百分数为95.5%。
实施例3
将潮品2.7-萘二磺酸4032Kg(其中2.7-萘二磺酸的质量百分数为50%,硫酸的质量百分数为31.2%,其余为水)与实施例2所得的4271.5Kg95.5%回收硫酸及1328Kg65%发烟硫酸加入至反应器混合溶解,搅拌、澄清。将溶解的物料在30转/分钟搅拌条件下,降温到10℃以下,缓慢滴加98%的发烟硝酸990Kg,滴加过程中控制物料温度在15℃以下,滴加三分之一发烟硝酸总量后物料粘度增加,此时提高搅拌转速至60转/分钟,并在该搅拌转速条件下,滴加剩余三分之二的发烟硝酸,滴加发烟硝酸时间为12小时。
将上述所得物料在搅拌(转速为60转/分)的条件下,升温到100℃,维持2小时进行熟化操作,然后取样,检测一硝化物色谱含量小于0.1%为合格。将熟化所得的物料缓慢加入到实施例2所得的3432.5Kg硝化洗水中进行脱硝处理,同时开启搅拌降温,用0.01Mpa空压鼓泡,温度控制在小于120℃,整个加料过程在-0.03MPa下操作,耗时3小时,加料完成后在该条件下继续维持反应1小时,直至抽出气体不能使湿润的淀粉碘化钾变蓝为脱硝终点,尾气进入NOx处理系统,达标排放。将脱硝所得物料降温到85℃,在搅拌条件下,加入1004Kg99%的的工业硫酸钠,搅拌1小时,转速为30转/分钟,然后将物料缓慢降温到35℃,在该温度下维持2小时,过滤,得1.8-二硝基-3.6-萘二磺酸钠盐粗品7800Kg,硝化废酸7258Kg,然后将1.8-二硝基-3.6-萘二磺酸钠盐粗品加入到3000Kg清水中进行打浆操作,过滤得1.8-二硝基-3.6-萘二磺酸钠盐潮品6928Kg,色谱98%,含固量为42%,以2.7-萘二磺酸计收率为98.5%,硝化洗水3872Kg。盐析所得的硝化废酸经氧化浓缩处理后可返回溶解步骤套用,硝化洗水可返回脱硝步骤套用;1.8-二硝基-3.6-萘二磺酸钠盐经后续还原、水解,得H酸成品。
当完成实施例2的废酸氧化浓缩处理后,将本实施例所得的7258Kg硝化废酸连续缓慢加入氧化反应釜中,同时将217.74Kg98%发烟硝酸均匀滴加到氧化反应釜中,有机物在釜内分解成CO2,NOx,SO2气体和硫酸钠,水份被大量蒸发,气体被真空抽入吸收系统,处理合格后,达标排放。在连续加料的同时,从氧化反应釜溢流管经冷却换热后连续采出合格回收硫酸,产出的合格回收硫酸4289.5Kg,硫酸质量百分数为95.1%。

Claims (1)

1.一种双胺法工业化合成H酸的硝化新工艺;其特征在于,它包括以下步骤:
1)溶解:
将2.7-萘二磺酸与98%硫酸加入至反应器混合,并搅拌至澄清,硫酸的加入量与折百2.7-萘二磺酸的摩尔比为1:10;
2)硝化:
将溶解所得物料在30转/分钟搅拌条件下,降温到10℃以下,缓慢滴加发烟硝酸,发烟硝酸的加入量与折百2.7-萘二磺酸的摩尔比为1:2.1—2.4,滴加过程中控制物料温度在15℃以下,滴加三分之一发烟硝酸总量后物料粘度增加,此时提高搅拌转速至60转/分钟,并在该搅拌转速条件下,滴加剩余三分之二的发烟硝酸,发烟硝酸滴加时间为8—12小时;
3)、熟化
将步骤2)所得物料在继续搅拌转速为60转/分的条件下,升温到80—100℃,维持1—2小时进行熟化,以加速中间产物转化,提高产物纯度;然后取样,检测一硝化物色谱含量小于0.1—0.2%为合格;
4)、脱硝
将熟化所得的物料缓慢加入到硝化饼洗水中进行脱硝操作,同时开启搅拌降温,用少量空气吹脱,温度控制在小于120℃,整个加料过程在-0.03MPa下操作,耗时1—3小时,加料完成后在该条件下继续维持反应1—2小时,直至抽出气体不能使湿润的淀粉碘化钾变蓝为脱硝终点,尾气进入NOx处理系统,达标排放;
5)、盐析
将脱硝所得物料降温到70—90℃,在搅拌条件下,加入1倍折百2.7-萘二磺酸摩尔数的工业硫酸钠,搅拌1小时,转速为30转/分钟,然后将物料缓慢降温到32—35℃,在该温度下维持1—2小时,过滤,所得滤饼为1.8-二硝基-3.6-萘二磺酸钠盐粗品,滤液为硝化废酸,然后将1.8-二硝基-3.6-萘二磺酸钠盐粗品加入22—24倍折百2.7-萘二磺酸摩尔数清水进行洗涤,所得滤饼为1.8-二硝基-3.6-萘二磺酸钠盐,色谱98%,含固量为40—42%,以2.7-萘二磺酸计收率为98%,滤液为硝化洗水;
6)、盐析所得的硝化废酸经氧化浓缩处理,硝化洗水可循环使用,1.8-二硝基-3.6-萘二磺酸钠盐经后续还原、水解等工序制得成品H酸;
7)、废酸的氧化浓缩处理
在氧化反应釜一次性加入0.3倍硝化废酸重量的98%硫酸,升温到325℃—328℃,恒温,将盐析所得硝化废酸连续缓慢加入到氧化反应釜中,同时将0.01—0.03倍废酸重量98%发烟硝酸均匀滴加到氧化反应釜中,有机物在釜内分解成CO2,NOx,SO2气体和硫酸钠,水份被大量蒸发,气体被真空抽入吸收系统,处理合格后,达标排放;在连续加料的同时,从氧化反应釜溢流管经冷却换热后连续采出合格回收硫酸,回收硫酸质量百分数为95%以上。
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