CN107033065B - 一种高效处理永固紫硝化废液的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效处理永固紫硝化废液的方法，所述的方法为将永固紫生产过程中硝化反应产生的废液分层，水层经浓硝酸调整酸浓度至25%~30%后即可返回硝化反应中继续使用；有机层进行蒸馏，同时回收有机溶剂，当有机层中的3‑硝基‑N‑乙基咔唑浓度提升至23%~27%时，停止蒸馏，对有机层进行冷却结晶，将3‑硝基‑N‑乙基咔唑结晶析出，滤干，回收得到3‑硝基‑N‑乙基咔唑，剩余的滤液继续蒸馏至蒸干，得到回收的有机溶剂和蒸馏之后的残渣，将蒸馏之后的残渣作为筑路沥青出售。本发明的方法不仅实现了收率的提高，而且节约原料，降低硝化废液对环境造成的压力。

Description

一种高效处理永固紫硝化废液的方法
技术领域
本发明属于合成化工技术领域，具体涉及一种高效处理永固紫硝化废液的方法。
背景技术
永固紫又名二恶嗪紫，其合成是以咔唑为起始原料，在相转移催化剂的存在下与溴乙烷反应得到N-乙基咔唑，N-乙基咔唑在氯苯中与稀硝酸反应得到N-乙基-3-硝基咔唑。N-乙基-3-硝基咔唑经催化加氢还原后生成N-乙基-3-氨基咔唑，然后再与四氯苯醌经缩合、闭环反应生成永固紫粗品。
在硝化过程中，目标产物 N-乙基-3-硝基咔唑存在于硝化母液中，经过压滤洗涤后得到98%左右的N-乙基-3-硝基咔唑，压滤产生的母液中含有2%~5%的N-乙基-3-硝基咔唑，5%左右的多硝基咔唑。目前大部分生产厂家都是将硝化母液进行简单蒸馏后回收部分氯苯溶剂，剩余的残渣作为生产固废进行处理，一方面污染环境，另一方面中间产物的收率降低。
因此针对这种情况，有必要开发一种高效处理永固紫硝化废液的方法，不仅避免污染环境降低后续污水和有机物处理的难度和成本，而且进一步回收中间体提高永固紫收率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有效处理永固紫硝化废液的方法。
本发明的目的是这样实现的，所述的方法为将永固紫生产过程中硝化反应产生的废液分层，水层经浓硝酸调整酸浓度至25%~30%后即可返回硝化反应中继续使用；有机层进行蒸馏，同时回收有机溶剂，当有机层中的3-硝基-N-乙基咔唑浓度提升至23%~27%时，停止蒸馏，对有机层进行冷却结晶，将3-硝基-N-乙基咔唑结晶析出，滤干，回收得到3-硝基-N-乙基咔唑，剩余的滤液继续蒸馏至蒸干，得到回收的有机溶剂和蒸馏之后的残渣，将蒸馏之后的残渣作为筑路沥青出售。
与现有技术相比，本发明的有益效果有：
1、本发明通过对永固紫硝化废液进行科学的处理，有效实现了废液零排放，将水层废液进行调整浓度后直接继续投入使用，而有机废液实现了完全处理利用，不仅回收溶剂重新使用、进一步回收硝化产物，而且将所有的有机物残渣作为副产品筑路沥青出售；本发明的处理方法不仅实现了收率的提高，而且节约原料，降低硝化废液对环境造成的压力。
2、采用本发明可以有效回收3-硝基-N-乙基咔唑，提高3-硝基-N-乙基咔唑的收率，硝化废渣作为筑路沥青使用，减少固废对环境的污染。
3、本发明对于企业生产乃至永固紫行业来说均具有极高的经济价值，科学的处理方式大大降低成本，而且具有深远的环境影响，从根本上避免了环境污染。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
本发明所述的高效处理永固紫硝化废液的方法为：将永固紫生产过程中硝化反应产生的废液分层，水层经浓硝酸调整酸浓度至25%~30%后即可返回硝化反应中继续使用；有机层进行蒸馏，同时回收有机溶剂，当有机层中的3-硝基-N-乙基咔唑浓度提升至23%~27%时，停止蒸馏，对有机层进行冷却结晶，将3-硝基-N-乙基咔唑结晶析出，滤干，回收得到3-硝基-N-乙基咔唑，剩余的滤液继续蒸馏至蒸干，得到回收的有机溶剂和蒸馏之后的残渣，将蒸馏之后的残渣作为筑路沥青出售。
所述的浓硝酸为质量分数为68%的浓硝酸。
所述的硝化反应是N-乙基咔唑和稀硝酸在有机溶剂中进行的硝化反应，所述的稀硝酸为25%~30%的稀硝酸。
所述的有机层为含有2%~5%的3-硝基-N-乙基咔唑，4%~6%的多硝基物的有机溶剂母液。
所述的有机溶剂为氯苯。
所述的蒸馏为常压蒸馏，蒸馏温度控制在100~130℃。
所述的3-硝基-N-乙基咔唑浓度提升至25%时停止蒸馏。
所述的冷却结晶的步骤为：停止蒸馏后，先采用自然降温至100℃，然后向蒸馏釜夹套通入20~25℃的冷却水进行冷却，降温速度控制在20~25℃/h，搅拌速度为20r/min，硝化废液温度降至25~30℃时，3-硝基-N-乙基咔唑结晶析出。
所述的滤干为使用高速离心机滤干。
所述的作为筑路沥青出售的蒸馏后的残渣的主要成分为多硝基-N-乙基咔唑。
实施例1
将1000kgN-乙基咔唑与稀硝酸在氯苯溶剂中反应后，经过压滤洗涤可得到920kg3-硝基-N-乙基咔唑，收率74.7%，硝化母液进行蒸馏，冷却结晶，离心滤干可回收100kg3-硝基-N-乙基咔唑，3-硝基-N-乙基咔唑收率可达到83%。回收氯苯溶剂4000kg，筑路沥青200kg。
实施例2
一种高效处理永固紫硝化废液的方法，所述的方法为：将永固紫生产过程中硝化反应产生的废液分层，水层经浓硝酸调整酸浓度至30%后即可返回硝化反应中继续使用；有机层进行蒸馏，同时回收有机溶剂，当有机层中的3-硝基-N-乙基咔唑浓度提升至25%时，停止蒸馏，对有机层进行冷却结晶，将3-硝基-N-乙基咔唑结晶析出，滤干，回收得到3-硝基-N-乙基咔唑，剩余的滤液继续蒸馏至蒸干，得到回收的有机溶剂和蒸馏之后的残渣，将蒸馏之后的残渣作为筑路沥青出售。
采用本实施有效回收了3-硝基-N-乙基咔唑，提高3-硝基-N-乙基咔唑的收率9.5%，硝化废渣作为筑路沥青使用，减少固废对环境的污染。
实施例3
一种高效处理永固紫硝化废液的方法，所述的方法为：将永固紫生产过程中硝化反应产生的废液分层，水层经浓硝酸调整酸浓度至25%后即可返回硝化反应中继续使用；所述的有机层为含有2%的3-硝基-N-乙基咔唑，4%的多硝基物的氯苯母液，将有机层进行常压蒸馏，蒸馏温度控制在100℃，同时回收有机溶剂，当有机层中的3-硝基-N-乙基咔唑浓度提升至23%时，停止蒸馏，对有机层进行冷却结晶，将3-硝基-N-乙基咔唑结晶析出，使用高速离心机滤干，回收得到3-硝基-N-乙基咔唑，剩余的滤液继续蒸馏至蒸干，得到回收的氯苯和蒸馏之后的残渣，将蒸馏之后的残渣作为筑路沥青出售。所述的硝化反应是N-乙基咔唑和稀硝酸在氯苯中进行的硝化反应，所述的稀硝酸为25%的稀硝酸；所述的冷却结晶的步骤为：停止蒸馏后，先采用自然降温至100℃，然后向蒸馏釜夹套通入20℃的冷却水进行冷却，降温速度控制在20℃/h，搅拌速度为20r/min，硝化废液温度降至25~30℃时，3-硝基-N-乙基咔唑结晶析出。
采用本实施有效回收了3-硝基-N-乙基咔唑，提高3-硝基-N-乙基咔唑的收率10.3%，硝化废渣作为筑路沥青使用，减少固废对环境的污染。
实施例4
一种高效处理永固紫硝化废液的方法，所述的方法为：将永固紫生产过程中硝化反应产生的废液分层，水层经浓硝酸调整酸浓度至28%后即可返回硝化反应中继续使用；所述的有机层为含有4%的3-硝基-N-乙基咔唑，5%的多硝基物的氯苯母液，将有机层进行常压蒸馏，蒸馏温度控制在115℃，同时回收氯苯，当有机层中的3-硝基-N-乙基咔唑浓度提升至25%时，停止蒸馏，对有机层进行冷却结晶，将3-硝基-N-乙基咔唑结晶析出，使用高速离心机滤干，回收得到3-硝基-N-乙基咔唑，剩余的滤液继续蒸馏至蒸干，得到回收的氯苯和蒸馏之后的残渣，将蒸馏之后的残渣作为筑路沥青出售。所述的硝化反应是N-乙基咔唑和稀硝酸在氯苯中进行的硝化反应，所述的稀硝酸为28%的稀硝酸；所述的冷却结晶的步骤为：停止蒸馏后，先采用自然降温至100℃，然后向蒸馏釜夹套通入22℃的冷却水进行冷却，降温速度控制在22℃/h，搅拌速度为20r/min，硝化废液温度降至25~30℃时，3-硝基-N-乙基咔唑结晶析出。
采用本实施有效回收了3-硝基-N-乙基咔唑，提高3-硝基-N-乙基咔唑的收率9.8%，硝化废渣作为筑路沥青使用，减少固废对环境的污染。
实施例5
一种高效处理永固紫硝化废液的方法，所述的方法为：将永固紫生产过程中硝化反应产生的废液分层，水层经浓硝酸调整酸浓度至30%后即可返回硝化反应中继续使用；所述的有机层为含有5%的3-硝基-N-乙基咔唑，6%的多硝基物的氯苯母液，将有机层进行常压蒸馏，蒸馏温度控制在130℃，同时回收有机溶剂，当有机层中的3-硝基-N-乙基咔唑浓度提升至27%时，停止蒸馏，对其进行冷却结晶，将3-硝基-N-乙基咔唑结晶析出，使用高速离心机滤干，回收得到3-硝基-N-乙基咔唑，剩余的滤液继续蒸馏至蒸干，得到回收的氯苯和蒸馏之后的残渣，所述的蒸馏后的残渣主要为多硝基-N-乙基咔唑杂质，和极少量未结晶出的3-硝基-N-乙基咔唑和极少量的未反应完全的原料；将蒸馏之后的残渣作为筑路沥青出售。所述的硝化反应是N-乙基咔唑和稀硝酸在氯苯中进行的硝化反应，所述的稀硝酸为30%的稀硝酸；所述的冷却结晶的步骤为：停止蒸馏后，先采用自然降温至100℃，然后向蒸馏釜夹套通入25℃的冷却水进行冷却，降温速度控制在25℃/h，搅拌速度为20r/min，硝化废液温度降至25~30℃时，3-硝基-N-乙基咔唑结晶析出。
采用本实施有效回收了3-硝基-N-乙基咔唑，提高3-硝基-N-乙基咔唑的收率10.9%，硝化废渣作为筑路沥青使用，减少固废对环境的污染。

Claims (4)

1.一种高效处理永固紫硝化废液的方法，其特征在于所述的方法为：永固紫硝化反应是N-乙基咔唑和稀硝酸在有机溶剂中进行的硝化反应，稀硝酸为25%~30%的稀硝酸；将永固紫生产过程中硝化反应产生的废液分层，水层经浓硝酸调整酸浓度至25%~30%后即可返回硝化反应中继续使用；有机层为含有2%~5%的3-硝基-N-乙基咔唑、4%~6%的多硝基物的有机溶剂母液，有机层进行100~130℃常压蒸馏，同时回收有机溶剂，当有机层中的3-硝基-N-乙基咔唑浓度提升至23%~27%时，停止蒸馏，对有机层进行冷却结晶，冷却结晶是在停止蒸馏后，先自然降温至100℃，然后向蒸馏釜夹套通入20~25℃的冷却水进行冷却，降温速度控制在20~25℃/h，搅拌速度为20r/min，硝化废液温度降至25~30℃时3-硝基-N-乙基咔唑结晶析出，结晶析出完成后滤干，回收得到3-硝基-N-乙基咔唑，剩余的滤液继续蒸馏至蒸干，得到回收的有机溶剂和蒸馏之后的残渣，将蒸馏之后的残渣作为筑路沥青出售。
2.根据权利要求1所述高效处理永固紫硝化废液的方法，其特征在于所述有机溶剂为氯苯。
3.根据权利要求1所述高效处理永固紫硝化废液的方法，其特征在于所述3-硝基-N-乙基咔唑浓度提升至25%时停止蒸馏。
4.根据权利要求1所述高效处理永固紫硝化废液的方法，其特征在于所述滤干为使用高速离心机滤干。
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