CN107827684A - 一种tnt碱水解处理工艺 - Google Patents

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Abstract

一种TNT碱水解处理工艺，先将KOH水溶液和报废TNT炸药依次加入到加热反应釜反应，反应后的混合物送入到调节池调节pH，然后再送入苯水分离器进行苯系物和盐水溶液的分离；苯水分离器的上口出料为盐水溶液，送入搅拌调节器加入N和P元素，搅拌调节器出口物料送入蒸发浓缩塔，蒸发浓缩塔塔底液体出料从喷浆干燥塔塔顶送入，喷浆干燥塔塔底得到有机环保复合肥料；苯水分离器的下口出料是苯系物，将下口出料送入一个减压蒸馏塔，减压蒸馏塔塔顶出料一硝基甲苯，减压蒸馏塔塔釜出料为其他苯系物，本发明实现报废TNT炸药去能及资源化环保利用。

Description

一种TNT碱水解处理工艺
技术领域
本发明涉及TNT碱水解处理技术领域，具体涉及一种TNT碱水解处理工艺。
背景技术
鉴于发射药及炸药生产、使用和报废过程中对环境污染的严重性，以及国家日益严格的环境保护要求，完善中国炸药行业安全处置技术及资源化利用体系成为当务之急。既能解决现在军队TNT含能材料报废药的后续降能安全处置技术问题，同时为TNT炸药安全处置资源化利用新方法新工艺进行前瞻性的技术储备，为中国国防安全领域持续发展、技术进步和环境保护奠定良好基础。
国防领域TNT炸药报废后，曾采用倾倒大海、焚烧填埋等处理，由此引起海洋、大气严重环境污染问题，焚烧处理时还会引起剧烈爆炸等安全危险事故发生。由于军工行业的殊性性，人们关注的是怎么能合成和安全使用TNT炸药，而对TNT的去能分解这个逆过程很少有人研究，由此造成军队大量报废TNT缺乏有效可靠的安全去能处置技术。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种TNT碱水解处理工艺，实现报废TNT炸药去能及资源化环保利用。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种TNT碱水解处理工艺，包括以下步骤：
第一步，将质量浓度为10％的KOH水溶液和报废TNT炸药依次加入到加热反应釜1，每立方米KOH水溶液加110kg报废TNT炸药，开始加热，加热反应釜1温度60～70℃时发生放热化学反应，反应40min，加热反应釜1带有夹套，当反应过程放出热量时，夹套内通入冷却水，反应后的混合物通过第一泵2送入到调节池3，向调节池3中投加质量浓度为85％的磷酸调节pH至6.8-7.3，然后再用第二泵4送入苯水分离器5进行苯系物和盐水溶液的分离；
第二步，苯水分离器5的上口出料为盐水溶液，经第三泵6送入搅拌调节器7按摩尔比为2:1的比例加入N和P元素，每立方米盐水溶液中投加4.4kmol N元素和2.2kmol P元素，搅拌调节器7出口物料经第四泵8送入温度110～130℃的蒸发浓缩塔9，蒸发浓缩塔9采用蒸汽加热，塔顶蒸发出来的水蒸汽冷凝、处理后再排放，蒸发浓缩塔9塔底液体出料，经第五泵10从喷浆干燥塔11塔顶送入喷浆干燥塔11，从喷浆干燥塔11塔釜通入110-140℃的水蒸汽，喷浆干燥塔11塔底得到有机环保复合肥料；
第三步，苯水分离器5的下口出料是苯系物，将下口出料通过第六泵12送入一个减压蒸馏塔13，减压蒸馏塔13的真空度为4kPa，工作温度设置为130℃，回流比设置为2，减压蒸馏塔13塔顶出料得到质量浓度为99.8％的一硝基甲苯，流入一硝基甲苯储存罐14，减压蒸馏塔13塔釜出料为其他苯系物，流入其他苯系物储存罐15。
所述的加热反应釜1设置有反应温度控制系统，当加热反应釜1温度达到设定反应温度60～70℃时，逐渐加入报废TNT，控制TNT加入量，使放热反应温和可控进行，直到TNT全部反应处理结束。
所述的加热反应釜1设置制冷系统，向加热反应釜1夹套通入冷量以抵消过热反应所放出的热量，维持反应系统的正常可控安全运行。
所述的苯水分离器5入口设有溢流堰。
苯水分离器5上口设置有出料成分监测系统，根据监测结果，向搅拌调节器7中加入N、P元素，满足复合肥料的标准要求。
本发明的有益效果为：
1、由于设有溢流堰，减小了进料对苯水分离器5的影响。
2、由于加热反应釜1设有反应温度控制系统、制冷系统，所以维持反应系统的正常可控安全运行。
连续运行结果表明，本发明安全稳定可靠，可得合格苯系基本化工原料和环保复合有机肥料。
附图说明
图1为本发明工艺的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
参照图1，一种TNT碱水解处理工艺，包括以下步骤：
第一步，将质量浓度为10％的KOH水溶液和报废TNT炸药依次加入到加热反应釜1，每立方米KOH水溶液加110kg报废TNT炸药，开始加热，加热反应釜1温度60～70℃时发生放热化学反应，反应40min，加热反应釜1带有夹套，当反应过程放出大量的热量时，夹套内通入冷却水，反应后的混合物通过第一泵2送入到调节池3，向调节池3中投加质量浓度为85％的磷酸调节pH至6.8-7.3，然后再用第二泵4送入苯水分离器5进行苯系物和盐水溶液的分离；
第二步，苯水分离器5的上口出料为盐水溶液，经第三泵6送入搅拌调节器7按按摩尔比为2:1的比例加入N和P元素，每立方米盐水溶液中投加4.4kmol N元素和2.2kmol P元素，搅拌调节器7出口物料经第四泵8送入温度110～130℃的蒸发浓缩塔9，蒸发浓缩塔9采用蒸汽加热，塔顶蒸发出来的水蒸汽冷凝、处理后再排放，蒸发浓缩塔9塔底液体出料，经第五泵10从喷浆干燥塔11塔顶送入喷浆干燥塔11，从喷浆干燥塔11塔釜通入110-140℃的水蒸汽，喷浆干燥塔11塔底得到有机环保复合肥料；
第三步，苯水分离器5的下口出料是苯系物，为了回收苯系物中的一硝基甲苯，将下口出料通过第六泵12送入一个减压蒸馏塔13，减压蒸馏塔13的真空度为4kPa，工作温度设置为130℃，回流比设置为2，减压蒸馏塔13塔顶出料得到质量浓度为99.8％的一硝基甲苯，流入一硝基甲苯储存罐14，减压蒸馏塔13塔釜出料为其他苯系物，流入其他苯系物储存罐15。
为避免加热反应釜1温度达到60～70℃时发生剧烈放热反应，加热反应釜1设置有反应温度控制系统，当加热反应釜1温度达到设定反应温度60～70℃时，逐渐加入报废TNT，控制TNT加入量，使放热反应温和可控进行，直到TNT全部反应处理结束。
为防止TNT加入量太快，引起加热反应釜1过热，加热反应釜1设置制冷系统，向加热反应釜1夹套通入冷量以抵消过热反应所放出的热量，维持反应系统的正常可控安全运行。
为了防止进水对苯水分离器5中溶液的扰动，在苯水分离器5入口设有溢流堰。
苯水分离器5上口设置有出料成分监测系统，根据监测结果，向搅拌调节器7中加入N、P元素，满足复合肥料的标准要求。

Claims (5)

1.一种TNT碱水解处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，将质量浓度为10％的KOH水溶液和报废TNT炸药依次加入到加热反应釜(1)，每立方米KOH水溶液加110kg报废TNT炸药，开始加热，加热反应釜(1)温度60～70℃时发生放热化学反应，反应40min，加热反应釜(1)带有夹套，当反应过程放出热量时，夹套内通入冷却水，反应后的混合物通过第一泵(2)送入到调节池(3)，向调节池(3)中投加质量浓度为85％的磷酸调节pH至6.8-7.3，然后再用第二泵(4)送入苯水分离器(5)进行苯系物和盐水溶液的分离；
第二步，苯水分离器(5)的上口出料为盐水溶液，经第三泵(6)送入搅拌调节器(7)按摩尔比为2:1的比例加入N和P元素，每立方米盐水溶液中投加4.4kmol N元素和2.2kmol P元素，搅拌调节器(7)出口物料经第四泵(8)送入温度110～130℃的蒸发浓缩塔(9)，蒸发浓缩塔9采用蒸汽加热，塔顶蒸发出来的水蒸汽冷凝、处理后再排放，蒸发浓缩塔(9)塔底液体出料，经第五泵(10)从喷浆干燥塔(11)塔顶送入喷浆干燥塔(11)，从喷浆干燥塔(11)塔釜通入110-140℃的水蒸汽，喷浆干燥塔(11)塔底得到有机环保复合肥料；
第三步，苯水分离器(5)的下口出料是苯系物，将下口出料通过第六泵(12)送入一个减压蒸馏塔(13)，减压蒸馏塔(13)的真空度为4kPa，工作温度设置为130℃，回流比设置为2，减压蒸馏塔(13)塔顶出料得到质量浓度为99.8％的一硝基甲苯，流入一硝基甲苯储存罐(14)，减压蒸馏塔(13)塔釜出料为其他苯系物，流入其他苯系物储存罐(15)。
2.根据权利要求1所述的一种TNT碱水解处理工艺，其特征在于：所述的加热反应釜(1)设置有反应温度控制系统，当加热反应釜(1)温度达到设定反应温度60～70℃时，逐渐加入报废TNT，控制TNT加入量，使放热反应温和可控进行，直到TNT全部反应处理结束。
3.根据权利要求1所述的一种TNT碱水解处理工艺，其特征在于：所述的加热反应釜(1)设置制冷系统，向加热反应釜(1)夹套通入冷量以抵消过热反应所放出的热量，维持反应系统的正常可控安全运行。
4.根据权利要求1所述的一种TNT碱水解处理工艺，其特征在于：所述的苯水分离器(5)入口设有溢流堰。
5.根据权利要求1所述的一种TNT碱水解处理工艺，其特征在于：苯水分离器(5)上口设置有出料成分监测系统，根据监测结果，向搅拌调节器(7)中加入N、P元素，满足复合肥料的标准要求。
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