CN109796343A - 一种乙基苯混酸硝化废硫酸循环利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种乙基苯混酸硝化废硫酸循环利用方法，包括以下步骤：（1）按要求配制混合酸；（2）将混合酸向乙基苯内滴加进行硝化反应制得硝化反应料液；（3）将硝化反应料液分层，所得上层为有机料液，下层为废酸液；(4)将有机料液、废酸液分别进行洗涤、萃取，进行二次分酸，得到上层有机液，下层酸液；（5）对下层酸液进行蒸馏浓缩分离出水和硫酸，所述硫酸循环利用于配制混合酸。本发明将硝化废硫酸进行洗涤、二次分酸处理，分离有机物及酸液，重复利用硝基乙苯有机物和硫酸，解决了废酸处理成本大，环境污染问题，资源得到充分利用，节约原材料，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种乙基苯混酸硝化废硫酸循环利用方法。
背景技术
在硝基乙苯合成过程中，会产生含硫酸70%左右的废酸。废酸中含有27%左右的水，1.5%左右的硝酸，1.5%的有机物。废硫酸浓度低于硝基乙苯合成反应所需浓度，必须脱水后才能继续使用。现有技术中通常运用浓缩净化工艺对废硫酸进行处理，具体是采用明火（或电）加热，高温将废硫酸浓缩至95%后循环使用，该方法设备投资大，占用场地大，有机物料损失大，废物排放量大。因此有必要寻找一种新的循环利用新方法。
发明内容
本发明针对现有技术中硝基乙苯合成过程中产生的废硫酸处理方法设备投资大，占用场地大，有机物料损失大，废物排放量大的技术问题，提供一种乙基苯混酸硝化废硫酸循环利用方法。
本发明是通过下述技术方案实现的。
一种乙基苯混酸硝化废硫酸循环利用方法，包括以下步骤：
（1）计算硫酸、硝酸、水的配比及投入量，并在料温低于30℃的条件下进行混合，得到混合酸；
（2）将步骤（1）制得的混合酸向乙基苯内滴加进行硝化反应，反应温度为30-35℃，制得硝化反应料液；
（3）将硝化反应料液在常温下分层，所得上层为有机料液，下层为废酸液；
(4)将有机料液、废酸液分别进行洗涤、萃取，进行二次分酸，得到上层有机液，下层酸液；
（5）对下层酸液进行蒸馏浓缩分离出水和硫酸，所述硫酸循环利用于所述步骤（1）中。
进一步地，所述步骤（1）中，所述混合酸的质量比组成是硫酸56%、硝酸32％、水12%。
所述步骤（4）中，所述上层有机液循环利用于步骤（2）中。
所述废酸液洗涤采取间歇式或连续式任意一种方式进行。间歇式洗涤时，先将乙基苯滴加入废酸液或废酸液滴加入乙基苯；连续式洗涤时，将乙基苯和废酸液连续进入萃取设备。
优选地，所述步骤（4）中，废酸液洗涤时，采取间歇式方式进行，先将废酸液进行搅拌，再向其滴加乙基苯，滴加过程中温度控制在0-35℃；乙基苯滴完后继续搅拌半小时，待废酸液里的有机混合物全部溶解即停止搅拌。
优选地，所述搅拌的速度为30-120r/min。
进一步地，所述步骤（4）中，所述有机料液洗涤时，向料液中加入烧碱水溶液，除酚后，用清水洗涤分离出有机物，及废水经处理后排放。
本发明对将硝化废硫酸进行洗涤、二次分酸处理，分离有机物及酸液，重复利用硝基乙苯有机物和硫酸，解决了废酸处理成本大，环境污染问题，资源得到充分利用，节约原材料，降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明提供的一种乙基苯混酸硝化废硫酸循环利用示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
参阅图1，一种乙基苯混酸硝化废硫酸循环利用方法，包括以下步骤：
（1）计算硫酸、硝酸、水的配比及投入量，并在料温低于30℃的条件下进行混合，得到混合酸；
（2）将步骤（1）制得的混合酸向乙基苯内滴加进行硝化反应，反应温度为30-35℃，制得硝化反应料液；
（3）将硝化反应料液在常温下分层，所得上层为有机料液，下层为废酸液；
(4)将有机料液、废酸液分别进行洗涤，萃取；进行二次分酸，得到上层有机液，下层酸液。
具体地，所述废酸液洗涤采取间歇式或连续式任意一种方式进行。间歇式洗涤时，先将乙基苯滴加入废酸液或废酸液滴加入乙基苯；连续式洗涤时，将乙基苯和废酸液连续进入萃取设备。
优选地，废酸液洗涤时，采取间歇式洗涤方式，先将废酸液进行搅拌，再向其滴加乙基苯，滴加过程中温度控制在0-35℃；乙基苯滴完后继续搅拌半小时，待废酸液里的有机混合物全部溶解即停止搅拌。
所述上层有机液循环利用于步骤（2）中。
（5）对下层酸液进行蒸馏浓缩分离出水和硫酸，所述硫酸循环利用于所述步骤（1）中。
实施例
下面以配置质量比为硫酸56%；硝酸32％；水12%的混酸为例，进一步详细描述上述方法的实施过程。
首先对浓硫酸、浓硝酸原料进行分析确认，准确计算配比及投入数量配置混酸，其组成为硫酸56%；硝酸32％；水12%。投料时先将硫酸一次加到耐腐蚀密闭容器中，确保料温在30℃以下滴加硝酸，硝酸滴加完再滴加水。滴加过程中要保证搅拌正常，不断对混酸进行降温冷却，确保温度在30℃以下。初始滴加时速度不宜快，防止升温过快超温。如因特殊情况搅拌停止，应立即停止滴加，待搅拌正常再进行滴加。配制结束后将混合酸放置到防腐容器内待用。
其次，进行硝化反应，具体是将乙基苯一次性投入到耐腐蚀密闭容器中，开启搅拌，升温到30-35℃度时开始向乙基苯内滴加混合酸。初始滴加时速度不宜快，严禁超温。滴加过程中，不断对反应液进行降温，保持反应温度在30-35℃之间。滴加过程中要保证搅拌正常，如特殊情况搅拌停止应立即停止滴加，在确认停止搅拌后没有滴加混酸进入反应料液时，开启搅拌保持十分钟，再进行滴加。滴加结束后将温度保持在30-45℃之间保温搅拌两小时，得到硝化反应料液。
接着，将硝化反应料液移入分液斗中常温静置两小时左右，待分层清晰。下层为废酸液进入废酸洗涤浓缩工序进行处理循环使用。放取上层有机液用烧碱水溶液除酚后，再用清水漂洗，收集有机物，废水处理合格后排放。
废酸液洗涤时，先将乙基苯投入到耐腐蚀密闭容器中，以30r/min-120r/min的速度搅拌，温度控制在0-35℃，再将废酸液缓慢滴加进乙基苯中，滴加过程中必须控制温度在0-35℃范围内。废酸液滴加结束后再继续搅拌半小时，待废酸液里的有机混合物全部溶解到乙基苯中即可停止搅拌，得到混合液。
停止搅拌后静止2小时左右，使混合液中的酸和有机混合物完全分层清晰，将完全分层的混合液进行二次分酸。上层有机液为乙基苯混合物，主要是乙基苯和少量的硝基乙苯有机混合物，这些物质都是乙基苯硝化反应过程中的原料、中间产物和生成物，可以直接按比例投入到硝化反应中去。下层酸液为酸混合物，主要是硫酸、水。
对下层酸液进行蒸馏浓缩，分离水和硫酸，并将蒸馏浓缩的硫酸按比例进行重新配制混合酸进行循环复用。
本发明中，由于硝化反应料液在常温下静置分层的下层为废酸液，主要含有硫酸、硝酸、水、和少量的硝基乙苯等有机混合物。如果直接进行脱水浓缩处理，即使酸的含量达到了要求，但这些有机混合物在强酸、高温的条件下将会转化成其它更复杂的物质夹混在废酸液中，使废酸液无法循环利用。因此本发明对废酸液进行洗涤主要是去除废酸液中的有机物和硝酸，进而浓缩利用。
另外，由于乙基苯硝化反应过程中所生成的各种有机物在特定的条件下都能溶解于乙基苯，而不溶于酸和水。且乙基苯混合物的比重在0.9左右，酸混合物的比重在1.4左右，所以很容易分层。上层有机液为乙基苯混合物层，主要含乙基苯和少量的硝基乙苯有机混合物。这些物质都是乙基苯硝化反应过程中的原料、中间产物和生成物，可以直接按比例投入到硝化反应中去。下层酸液为酸混合物，主要是硫酸、水。在蒸馏过程中，适当提高蒸馏的温度和真空度，就能很容易的从酸混合物分离出水。
本发明对乙基苯混酸硝化废硫酸进行处理，使废酸和废酸中的硝基乙苯混合物重复利用，解决了废酸的环境污染问题，资源得到充分利用，节约了原材料，降低了生产成本
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种乙基苯混酸硝化废硫酸循环利用方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）计算硫酸、硝酸、水的配比及投入量，并在料温低于30℃的条件下进行混合，得到混合酸；
（2）将步骤（1）制得的混合酸与乙基苯混合进行硝化反应，反应温度为30-35℃，制得硝化反应料液；
（3）将硝化反应料液在常温下分层，所得上层为有机料液，下层为废酸液；
(4)将有机料液、废酸液分别进行洗涤、萃取，进行二次分酸，得到上层有机液，下层酸液；
（5）对下层酸液进行蒸馏浓缩分离出水和硫酸，所述硫酸循环利用于所述步骤（1）中。
2.根据权利要求1所述的一种乙基苯混酸硝化废硫酸循环利用方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述混合酸的质量比组成是硫酸56%、硝酸32％、水12%。
3.根据权利要求1所述的一种乙基苯混酸硝化废硫酸循环利用方法，其特征在于，所述步骤（4）中，所述废酸液洗涤采取间歇式或连续式任意一种方式进行。
4.根据权利要求1所述的一种乙基苯混酸硝化废硫酸循环利用方法，其特征在于，所述步骤（4）中，所述上层有机液循环利用于步骤（2）中。
5.根据权利要求3所述的一种乙基苯混酸硝化废硫酸循环利用方法，其特征在于，所述步骤（4）中，废酸液洗涤时，采取间歇式方式进行，先将废酸液进行搅拌，再向其滴加乙基苯，滴加过程中温度控制在0-35℃；乙基苯滴完后继续搅拌半小时，待废酸液里的有机混合物全部溶解即停止搅拌。
6.根据权利要求5所述的一种乙基苯混酸硝化废硫酸循环利用方法，其特征在于，所述搅拌的速度为30-120r/min。
7.根据权利要求1所述的一种乙基苯混酸硝化废硫酸循环利用方法，其特征在于，所述步骤（4）中，所述有机料液洗涤时，向料液中加入烧碱水溶液，除酚后，用清水洗涤分离出有机物，及废水经处理后排放。
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