CN111620397B - 含硝酸体系的处理系统及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种含硝酸体系的处理系统及处理方法。该含硝酸体系包括硝化处理后的硝化后体系,该处理系统包括:稀释单元,用于将含硝酸体系稀释得到稀释后含硝酸体系;固液分离单元,具有稀释后含硝酸体系进口、液相出口和固相出口,稀释后含硝酸体系进口与稀释单元的出口相连;蒸馏单元,具有液相进口、第一轻组分出口和第一重组分出口,液相进口与液相出口相连;精馏单元,具有待精馏物入口、回收硝酸出口和第二重组分出口,待精馏物入口与第一重组分出口相连。将含硝酸体系稀释后大部分有机物从含硝酸体系中析出而分离出来;分离得到的分离液相依次进行蒸馏和精馏,实现了稀废硝酸的浓缩,使得回收硝酸产品中有机物的含量不高于100ppm。
Description
技术领域
本发明涉及硝酸回收处理领域,具体而言,涉及一种含硝酸体系的处理系统及处理方法。
背景技术
硝化反应是广泛应用于生产染料、医药、农药、炸药等化工产品的重要单元反应,其中硝酸硝化是常用的硝化方法。在硝酸硝化反应过程中会产生大量的被有机物饱和的废硝酸,直接作为三废进行中和处理时,三废产生量大、产生的废盐中有机物含量高,处理成本高,不能得到有效利用,造成资源浪费,废物增多,二次污染环境。
为提高硝酸硝化过程中硝酸的利用率,降低三废排放,对于硝酸硝化产生的含高沸点有机物的硝酸,另一种常用的处理方法为通过蒸馏的方式对稀硝酸进行浓缩并脱除部分有机物,以期实现硝酸的再利用。但常规的蒸馏处理时,溶解在硝酸中的有机物会因气液相平衡而挥发或被蒸汽夹带到回收硝酸中,从而使回收硝酸中有机物含量较高。若这种回收硝酸循环回用自身体系,会造成系统内高沸点有机物的富集,不利于生产的安全性。若这种回收硝酸用作其它用途,则会在其它用途中带入新的有机杂质。这就使得采用常规蒸馏操作回收得到的硝酸的应用范围受限,并且存在安全隐患、影响产品质量。因此,常规蒸馏浓缩硝化过程中的硝酸的工艺难以实现硝酸的有效回用。
针对含高沸点有机物的硝酸的回收,已有一些专利文献报道。公开号为CN108128826A的中国专利申请公开了一种含硝酸废水处理系统及处理方法,该方法以间甲基苯甲酸硝化为具体实例对其技术方案进行了描述,首先将98%硝酸与间甲基苯甲酸混合并发生硝化反应,产生的硝化产物经压滤后得到浓度约为94%的硝化母液和硝化产物,然后硝化产物用新鲜水进行梯度洗涤,并将洗涤滤液与硝化母液混合后得到70%的硝酸废液,随后再对70%的硝酸废液进行蒸馏浓缩处理,馏出物通过冷凝器冷却后收集回收硝酸,即通过蒸馏的方式处理稀废硝酸。本领域技术人员公知,该硝化体系存在2位、4位和6位硝化的三种异构体。根据安徽江泰甲基苯甲酸系列项目环境影响报告书公开的方案(http://sthjj.huaibei.gov.cn/jsxmhjyxpjsp/pqgs/8606871.html)可知,6位硝化异构体,即2-硝基-5-甲基苯甲酸在间甲基苯甲酸硝化产品的含量为20%,将间甲基苯甲酸的硝化母液稀释到硝酸浓度为70%时,2-硝基-5-甲基苯甲酸还未析出,且3-甲基-4-硝基苯甲酸也未完全析出,经固液分离产生的废硝酸中有机物的含量可高达8%。因此,上述方法中通过蒸馏回收得到的硝酸中必然会混有较多的有机物,且由于硝酸中有机物含量较高也给蒸馏操作带来了较大的安全隐患。通过专业化工流程模拟软件(AspenPlus)计算,只考虑气液相平衡时,上述方法中经蒸馏处理后的回收硝酸中有机物含量高达3000ppm以上,更进一步的,由于水对甲基硝基苯甲酸具有汽提作用,因此实际回收的硝酸中夹带的有机物量比化工模拟计算软件的计算值要更高。若将该回收硝酸直接作为工业硝酸应用于其它硝化反应会严重影响硝化产品的品质,通过该法回收得到的硝酸在工业上的实际应用范围将会严格受限。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种含硝酸体系的处理系统及处理方法,以解决现有技术中的回收硝酸中有机物含量高的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种含硝酸体系的处理系统,该含硝酸体系包括硝化处理后的硝化后体系,该处理系统包括:稀释单元,用于将含硝酸体系稀释得到稀释后含硝酸体系;固液分离单元,具有稀释后含硝酸体系进口、液相出口和固相出口,稀释后含硝酸体系进口与稀释单元的出口相连;蒸馏单元,具有液相进口、第一轻组分出口和第一重组分出口,液相进口与液相出口相连;精馏单元,具有待精馏物入口、回收硝酸出口和第二重组分出口,待精馏物入口与第一重组分出口相连。
进一步地,上述稀释单元包括:水供应装置;稀释装置,具有稀释剂入口和稀释后含硝酸体系出口,稀释剂入口与水供应装置相连,优选稀释剂入口与第一轻组分出口相连。
进一步地,上述稀释装置还包括第二物料进口,第二物料进口与第二重组分出口相连。
进一步地,上述稀释装置还包括第二物料进口,处理系统还包括重组分处理单元,重组分处理单元包括:重组分稀释装置,具有第二重组分进口和混合料出口,第二重组分进口与第二重组分出口相连;重组分固液分离装置,具有混合料进口和第一清液出口,混合料进口与混合料出口相连,第一清液出口与第二物料进口相连,或第一清液出口与液相进口相连。
进一步地,上述固液分离单元包括:第一固液分离装置,具有稀释后含硝酸体系进口、液相出口和固相出口,优选第一固液分离装置包括过滤器或离心机;第二固液分离装置,具有配浆液入口、固相入口和第二清液出口,固相入口与固相出口相连,优选第二清液出口与稀释剂入口相连,优选配浆液入口与第一轻组分出口相连,优选第二固液分离装置包括依次相连的搅拌釜和固液分离机,配浆液入口和固相入口设置在搅拌釜上,第二清液出口设置在固液分离机上,优选搅拌釜具有打浆功能或重结晶功能,优选固液分离机为过滤器或离心机。
进一步地,上述第一轻组分出口设置有三通阀,三通阀的第一出口与稀释剂入口相连、第二出口与配浆液入口相连。
进一步地,上述含硝酸体系中含有高沸点有机物,高沸点有机物为苯甲酸或苯环上含取代基的苯甲酸的硝化产物,取代基为甲基、羧基、硝基、卤素和磺酸基中的任意一种或化学可允许的多种。
根据本发明的一个方面,提供了一种含硝酸体系的处理方法,该含硝酸体系包括硝化处理后的硝化后体系,该处理方法包括:步骤S1,将含硝酸体系稀释至硝酸质量浓度在50%以下,得到稀释后含硝酸体系;步骤S2,将稀释后含硝酸体系进行液固分离,得到固相有机物和分离液相;步骤S3,对分离液相进行蒸馏,得到第一轻组分和第一重组分;步骤S4,对第一重组分进行精馏,得到硝酸水溶液和第二重组分。
进一步地,上述第一重组分中的硝酸浓度不低于分离液相中的硝酸浓度且不高于硝酸水的共沸浓度。
进一步地,上述第一重组分的硝酸浓度相对于分离液相中硝酸浓度提高不低于10%。
进一步地,上述第一轻组分为硝酸质量含量不高于5%的硝酸水溶液。
进一步地,上述稀释后含硝酸体系中硝酸质量含量为20~50%,步骤S1采用稀释剂对含硝酸体系进行稀释,稀释剂包括水,优选稀释剂还包括第一轻组分,优选处理方法还包括将第二重组分返回至步骤S1中进行稀释处理的过程,或者优选处理方法还包括:对第二重组分进行稀释和固液分离,得到第一清液;将第一清液返回步骤S1中对含硝酸体系进行稀释处理或返回步骤S3中进行蒸馏处理。
进一步地,上述步骤S2包括:对稀释后含硝酸体系进行第一次固液分离,得到固相有机物和分离液相,优选第一次固液分离为过滤或离心分离;将固相有机物与配浆液混合后进行第二次固液分离,得到第二固相和第二清液,优选配浆液为至少部分第一轻组分,优选第二次固液分离包括依次进行的打浆和固液分离或者包括依次进行的重结晶和固液分离,优选处理方法还包括将清液返回步骤S1中对含硝酸体系进行稀释。
进一步地,上述含硝酸体系含有高沸点有机物,高沸点有机物为苯甲酸或苯环上含取代基的苯甲酸的硝化产物,取代基为甲基、羧基、硝基、卤素和磺酸基中的任意一种或化学可允许的多种。
应用本发明的技术方案,采用本申请的处理系统对包含硝化处理后的硝化后体系的含硝酸体系进行处理时,首先利用稀释单元将含硝酸体系稀释到较低浓度,比如硝酸质量含量不高于50%,由于硝化反应产物在硝酸水溶液中均具有一定的溶解度,大多数情况下硝酸浓度越高,硝化后的有机物在含硝酸体系中的溶解度越大,将含硝酸体系稀释后大部分有机物(主要是高沸点有机物)从含硝酸体系中析出从而可以通过固液分离单元直接将析出的有机物分离出来;接着将固液分离得到的分离液相在蒸馏单元中进行蒸馏,将其中的大部分水分蒸出,从而得到包含少量HNO3的第一轻组分和第一重组分;然后利用精馏单元对第一重组分进行精馏,得到有机物含量极少的硝酸水溶液和第二重组分,实现了稀废硝酸的浓缩并大幅降低回收的稀硝酸溶液中有机物的含量,使得回收硝酸产品中有机物的含量不高于100ppm,可直接用于其它常规用途。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本发明的一种实施例提供的硝酸硝化产生的硝酸废液的处理系统结构示意图;
图2示出了根据本发明的另一种实施例提供的硝酸硝化产生的硝酸废液的处理系统结构示意图;以及
图3示出了根据本发明的又一种实施例提供的硝酸硝化产生的硝酸废液的处理系统结构示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
1、稀释单元;2、固液分离单元;21、第一固液分离装置;22、第二固液分离装置;3、蒸馏单元;4、精馏单元。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
在本发明中,需要说明的是,除非有明确的规定或限定,各单元之间的连接方式应做广义理解,例如,可以是直接管道连接,也可以是通过连接有管件阀门的管道连接,也可以是通过中间媒介间接连接,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接。对于本领域的技术人员,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明中的浓度均指质量浓度,硝酸的浓度是指硝酸占硝酸与水总质量的质量百分数。本发明中硝酸水的共沸浓度指硝酸与水在常压、减压或加压的情况下硝酸与水达到共沸时,硝酸占硝酸与水总质量的质量百分数,例如常压下硝酸与水的共沸浓度为68.4%。本发明的生产单元中的各个部件,例如蒸馏塔、精馏塔、固液分离设备等均可从市场商购获得,但处理系统无法从市场商购获得,也不是本领域技术员人已知的。
如本申请背景技术所分析的,现有技术的硝酸硝化产生的硝酸废液处理后得到的硝酸有机物含量高,导致回收的硝酸在工业上的实际应用范围受限。为了解决该问题,本申请提供了一种含硝酸体系的处理系统及处理方法。
在本申请一种典型的实施方式中,提供了一种含硝酸体系的处理系统,如图1所示,该含硝酸体系包括硝化处理后的硝化后体系,该处理系统包括稀释单元1、固液分离单元2、蒸馏单元3和精馏单元4,稀释单元1用于将含硝酸体系稀释得到稀释后含硝酸体系;固液分离单元2具有稀释后含硝酸体系进口、液相出口和固相出口,稀释后含硝酸体系进口与稀释单元的出口相连;蒸馏单元3具有液相进口、第一轻组分出口和第一重组分出口,液相进口与液相出口相连;精馏单元4具有待精馏物入口、回收硝酸出口和第二重组分出口,待精馏物入口与第一重组分出口相连。
本申请的含硝酸体系包括硝化处理后的硝化后体系,比如硝酸硝化处理后的硝化后体系,除此之外还可以将其他硝酸体系与之混合进行处理,比如硝酸作为氧化剂参与的氧化反应产生的硝酸体系。
采用本申请的处理系统对包含硝化处理后的硝化后体系的含硝酸体系进行处理时,首先利用稀释单元将含硝酸体系稀释到较低浓度,比如硝酸质量含量不高于50%,由于硝化反应产物在硝酸水溶液中均具有一定的溶解度,大多数情况下硝酸浓度越高,硝化后的有机物在含硝酸体系中的溶解度越大,将含硝酸体系稀释后大部分有机物(主要是高沸点有机物)从含硝酸体系中析出从而可以通过固液分离单元直接将析出的有机物分离出来;接着将固液分离得到的分离液相在蒸馏单元中进行蒸馏,将其中的大部分水分蒸出,从而得到包含少量HNO3的第一轻组分和第一重组分;然后利用精馏单元对第一重组分进行精馏,得到有机物含量极少的硝酸水溶液和第二重组分,实现了稀废硝酸的浓缩并大幅降低回收的稀硝酸溶液中有机物的含量,使得回收硝酸产品中有机物的含量不高于100ppm,可直接用于其它常规用途。
本申请中稀释单元的作用是降低含硝酸体系中的硝酸浓度,在一种实施例中,如图1所示,上述稀释单元1包括水供应装置和稀释装置,稀释装置具有稀释剂入口和稀释后含硝酸体系出口,稀释剂入口与水供应装置相连。优选稀释剂入口与第一轻组分出口相连,第一轻组分中硝酸含量极少,通常其中硝酸质量浓度小于5%,将其回用作为稀释剂对含硝酸体系进行稀释,并且对其中的硝酸进行循环回收。
进一步地,如图1所示,优选上述稀释装置还包括第二物料进口,第二物料进口与第二重组分出口相连。将第二重组分返回稀释装置进行稀释,从而对其中的硝酸和有机物进行进一步的回收,提高含硝酸体系中硝酸和有机物的回收率。
但第二重组分出口不直接与稀释装置相连,也不影响本发明的实施,可将第二重组分完成稀释过滤后得到的液体进行进一步处理,基于此在另一种实施例中,如图3所示,上述稀释装置还包括第二物料进口,上述处理系统还包括重组分处理单元5,该重组分处理单元5包括重组分稀释装置51和重组分固液分离装置52,重组分稀释装置51具有第二重组分进口和混合料出口,第二重组分进口与第二重组分出口相连;重组分固液分离装置52有混合料进口和第一清液出口,混合料进口与混合料出口相连,第一清液出口与第二物料进口相连,或第一清液出口与液相进口相连(对应图3中虚线连接方式)。采用上述第二重组分处理单元对第二重组分进行稀释、固液分离,得到的清液中还含有硝酸和有机物,将其返回稀释装置作为稀释剂使用或者直接返回蒸馏单元3与固液分离单元2得到分离液相共同进行蒸馏处理,以进一步回收其中的硝酸和有机物。作为举例,上述重组分固液分离装置52可以为过滤机、压滤机或离心机等常用的固液分离设备。
在本申请一种实施例中,如图2所示,上述固液分离单元2包括第一固液分离装置21和第二固液分离装置22,第一固液分离装置21具有稀释后含硝酸体系进口、液相出口和固相出口,优选第一固液分离装置21为过滤器或离心机;第二固液分离装置22具有配浆液入口、固相入口和第二清液出口,固相入口与固相出口相连,优选第二清液出口与稀释剂入口相连,优选配浆液入口与第一轻组分出口相连,优选第二固液分离装置包括依次相连的搅拌釜和固液分离机,配浆液入口和固相入口设置在搅拌釜上,第二清液出口设置在固液分离机上,优选搅拌釜具有打浆功能或重结晶功能,优选固液分离机为过滤器或离心机。上述第一固液分离装置21用于分离出固相有机物和分离液相,进一步利用上述第二固液分离装置22对分离出的固相有机物进行精制,比如采用蒸馏单元产生的第一轻组分对固相有机物进行打浆、洗涤后进行固液分离或者对固相有机物进行重结晶得到清液,然后将得到的清液返回至稀释单元作为稀释剂使用,减少了分离物外排,可以进一步对水资源进行综合利用,也可以对其中的硝酸和有机物进行进一步回收。
根据前述内容可知,蒸馏单元所得到的第一轻组分可以以多种方式回用,为了灵活调整其回用方式并简化系统结构,优选上述第一轻组分出口设置有三通阀,三通阀的第一出口与稀释剂入口相连、第二出口与配浆液入口相连。通过三通阀的阀芯控制第一出口和第二出口的开关程度进而调节第一轻组分进入直接回用至稀释单元和固液分离单元的比例。
上述蒸馏装置和精馏装置均可采用本领域常用的相应设备,比如采用蒸馏塔或精馏塔,且该蒸馏塔或精馏塔配置塔顶冷凝、塔釜加热器等常规功能部件,具体的装置配置本领域技术人员可以参考现有技术在此不再赘述。
本申请的上述处理系统所处理的含硝酸体系中含有高沸点有机物,该高沸点有机物可以为苯甲酸或苯环上含取代基的苯甲酸的硝化产物,取代基为甲基、羧基、硝基、卤素和磺酸基中的任意一种或化学可允许的多种。比如为苯甲酸或通式I所示的苯环上含取代基的苯甲酸在发生如下的硝化反应后溶解在硝酸中的具有通式II的有机物和/或未完全反应的原料:
其中,取代基R为甲基、羧基、硝基、卤素、磺酸基,n=1或2,m=0或1。
在本申请另一种典型的实施方式中,提供了一种含硝酸体系的处理方法,该处理方法包括:步骤S1,将含硝酸体系稀释至硝酸质量浓度在50%以下,得到稀释后含硝酸体系;步骤S2,将稀释后含硝酸体系进行液固分离,得到固相有机物和分离液相;步骤S3,对分离液相进行蒸馏,得到第一轻组分和第一重组分;步骤S4,对第一重组分进行精馏,得到硝酸水溶液和第二重组分。
采用本申请的处理方法对上述含硝酸体系进行处理时,首先将含硝酸体系稀释到较低浓度,比如硝酸质量含量不高于50%,由于硝化反应产物在硝酸水溶液中均具有一定的溶解度,大多数情况下硝酸浓度越高,硝化后的有机物在含硝酸体系中的溶解度越大,将含硝酸体系稀释后大部分有机物(主要是高沸点有机物)从含硝酸体系中析出从而可以通过固液分离直接将析出的有机物分离出来;接着将固液分离得到的分离液相进行蒸馏,将其中的大部分水分蒸出,从而得到硝酸质量含量较低的第一轻组分和第一重组分;然后对第一重组分进行精馏,得到有机物含量极少的硝酸水溶液和第二重组分,实现了稀废硝酸的浓缩并大幅降低回收的稀硝酸溶液中有机物的含量,使得回收硝酸产品中有机物的含量不高于100ppm,可直接用于其它常规用途。
在蒸馏过程中,优选控制所得到的第一轻组分中硝酸质量含量不高于5%,若高于5%,可以减少蒸馏的能耗,但会相应增加整个硝化废硝酸处理方法的处理量;第一轻组分中硝酸含量低于5%,虽然蒸馏的能耗较高,但不会增加含硝酸体系的处理量。
通过蒸馏单元的蒸馏浓缩,第一重组分中硝酸的浓度比分离液相中硝酸的浓度有所提高,但不会高于硝酸水的共沸组成,因此优选第一重组分中的硝酸浓度不低于分离液相中的硝酸浓度且不高于硝酸水的共沸浓度。若第一重组分中硝酸的浓度比分离液相的硝酸浓度提高幅度较小,不影响本发明的实施,但最终获得的回收硝酸的浓度相对要低一些,而若要获得较高浓度的回收硝酸,则必然会增加精馏单元的工作负荷。从节能的角度,在一种优选的实施方式中,上述蒸馏过程中,蒸馏得到的第一重组分中的硝酸浓度相比于分离液相中硝酸浓度提高不低于10%,且第一重组分中的硝酸浓度不高于硝酸水的共沸浓度。
在一种实施例中,上述稀释后含硝酸体系中硝酸质量含量为20~50%。稀释程度太高,如稀释后含硝酸体系中硝酸的质量浓度低于20%时,此时虽然含硝酸体系中有机物的含量得到了大幅降低,但由于加入的水量过多,会导致后续硝酸浓缩过程中的热负荷大幅增加。稀释程度太低,如稀释后含硝酸体系的质量浓度高于50%时,硝酸中仍溶有较多的有机物,若要实现回收硝酸中有机物的含量低于至可直接使用的程度,则同样会大幅增加后续硝酸浓缩过程中精馏塔的高度和回流比,进而增加回收成本。
上述步骤S1采用稀释剂对含硝酸体系进行稀释,优选稀释剂包括水。为了进一步提高水资源综合利用效率,并且提高含硝酸体系中的硝酸和有机物的回收率,优选稀释剂还包括第一轻组分。在一种实施例中,优选上述处理方法还包括将第二重组分返回至步骤S1中进行稀释处理的过程,将第二重组分返回进行稀释处理后,利用后续的固液分离、蒸馏处理和精馏处理可以对其中的硝酸和有机物进行进一步的回收,提高含硝酸体系中硝酸和有机物的回收率
当然,第二重组分也可以不直接返回步骤S1中利用,在另一种实施例中,上述处理方法还包括:对第二重组分进行稀释和固液分离,得到第一清液;将第一清液返回步骤S1中对含硝酸体系进行稀释处理或返回步骤S3中进行蒸馏处理。对第二重组分进行稀释后固液分离,得到的第一清液中还含有硝酸和有机物,将其返回稀释装置作为稀释剂使用或者直接返回蒸馏处理过程与固液分离得到分离液相共同进行蒸馏处理,以进一步回收其中的硝酸和有机物。作为举例,上述稀释可以采用水作为稀释剂,固液分离可以为过滤、压滤或离心等常用的固液分离方式。
在一种实施例中,上述步骤S2包括:对稀释后含硝酸体系进行第一次固液分离,得到固相有机物和分离液相,优选第一次固液分离为压滤或离心分离;将固相有机物与配浆液混合后进行第二次固液分离,得到第二固相和第二清液,优选配浆液为至少部分第一轻组分,优选第二次固液分离包括进行打浆和固液分离或者包括依次进行的重结晶和固液分离,优选上述处理方法还包括将清液返回步骤S1中对含硝酸体系进行稀释。通过两次固液分离,实现有机物和液相的分离以及有机物的精制回收。此外,通过采用至少部分第一轻组分对固相有机物进行配浆、将清液返回步骤S1,实现了对硝酸和有机物的进一步回收,提高了硝酸和有机物的回收效率。
本申请的上述处理方法所处理的含硝酸体系中含有高沸点有机物,该高沸点有机物可以为苯甲酸或苯环上含取代基的苯甲酸的硝化产物,取代基为甲基、羧基、硝基、卤素和磺酸基中的任意一种或化学可允许的多种。比如为苯甲酸或通式I所示的苯环上含取代基的苯甲酸在发生如下的硝化反应后溶解在硝酸中的具有通式II的有机物和/或未完全反应的原料:
其中,取代基R为甲基、羧基、硝基、卤素、磺酸基,n=1或2,m=0或1。
上述蒸馏处理和精馏处理可在常压、减压及加压的条件下操作,优选在常压下操作,不仅操作方便,还能够达到节能的效果。
本领域的技术人员可以选择常规的蒸馏塔和精馏塔,且根据本领域技术人员的常识灵活调节塔釜加热温度、塔板数、回流比、采出率等参数,以达到本发明中提供的各浓度比例,因此在本发明中不对这些参数进行限定。
以下将结合实施例和对比例,进一步说明本申请的有益效果。
实施例1
参考图1,稀释单元1中带有搅拌结构的稀释釜的稀释后硝酸废液出口与固液分离单元2中离心机的稀释后硝酸废液进口相连,固液分离单元2中离心机的液相出口与蒸馏单元3中初蒸塔的液相进口相连,固液分离单元2中离心机的固相出口为有机物采出口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔顶冷凝器出口为第一轻组分出口,第一轻组分出口连接稀释釜的稀释剂进口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔釜重组分出口(第一重组分出口)与精馏单元4中精馏塔的待精馏物入口相连,精馏单元4中精馏塔的塔顶冷凝器出口为回收硝酸出口,精馏单元4中塔釜重组分出口(第二重组分出口)与稀释单元1中稀释釜的稀释剂进口相连。
苯甲酸经硝酸硝化后,产生的硝酸废液中含有苯甲酸、3-硝基苯甲酸、3,5-二硝基苯甲酸等高沸点有机物。
来自苯甲酸硝化工艺的硝酸废液、来自精馏单元4的第二重组分、来自蒸馏单元3的第一轻组分在稀释单元1的稀释釜内进行混合,并补加新鲜水使得稀释单元1中的硝酸质量浓度为32%从而得到稀释后硝酸废液,从稀释单元1的稀释釜排出的稀释后硝酸废液进入固液分离单元2的离心机中进行固液分离,分离析出的高沸点有机物,得到的分离液相经检测有机物含量为17000ppm,分离液相进入蒸馏单元3的初蒸塔中进行精馏,塔顶得到的第一轻组分为硝酸含量4%的硝酸水溶液,该第一轻组分经塔顶冷凝器冷凝后循环回稀释单元1中进行稀释操作,塔釜得到的第一重组分为浓度为65.4%的硝酸废液,该第一重组分进入精馏单元4的精馏塔中进行精馏,塔顶得到的第二轻组分经塔顶冷凝器冷凝后得到质量浓度为63.5%且有机物含量为32ppm的回收硝酸,塔釜得到的第二重组分循环回稀释单元1中的稀释釜进行稀释操作。
实施例2
参考图1,稀释单元1中带有搅拌结构的稀释釜的稀释后硝酸废液出口与固液分离单元2中过滤器的稀释后硝酸废液进口相连,固液分离单元2中过滤器的液相出口与蒸馏单元3中初蒸塔的液相进口相连,固液分离单元2中过滤器的固相出口为有机物采出口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔顶冷凝器出口为第一轻组分出口,第一轻组分出口连接稀释釜的稀释剂进口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔釜重组分出口(第一重组分出口)与精馏单元4中精馏塔的待精馏物入口相连,精馏单元4中精馏塔的塔顶冷凝器出口为回收硝酸出口,精馏单元4中塔釜重组分出口(第二重组分出口)与稀释单元1中稀释釜的稀释剂进口相连。
邻甲基苯甲酸经硝酸硝化后,产生的硝酸废液中含有邻甲基苯甲酸、2-甲基-3-硝基苯甲酸、2-甲基-5-硝基苯甲酸、2-甲基-3,5-二甲基苯甲酸等高沸点有机物。
来自邻甲基苯甲酸硝化工艺的硝酸废液、来自精馏单元4的第二重组分流股、来自蒸馏单元3的第一轻组分流股在稀释单元1中的稀释釜内进行混合,并补加新鲜水使得稀释单元1中的硝酸质量浓度为37%从而得到稀释后硝酸废液,从稀释单元1的稀释釜排出的稀释后硝酸废液进入固液分离单元2的过滤器中进行固液分离,分离析出的高沸点有机物,得到的分离液相经检测有机物含量为14000ppm,分离液相进入蒸馏单元3的初蒸塔中进行精馏,塔顶得到的第一轻组分为硝酸含量4%的硝酸水溶液,该第一轻组分经塔顶冷凝器冷凝后循环回稀释单元1的稀释釜中进行稀释操作,塔釜得到的第一重组分为浓度为63%的硝酸废液,该第一重组分进入精馏单元4的精馏塔进行精馏,塔顶得到的第二轻组分经塔顶冷凝器冷凝后得到质量浓度为61.7%且有机物含量为21ppm的回收硝酸,塔釜得到的第二重组分流股循环回稀释单元1的稀释釜中进行稀释操作。
实施例3:
参考图1,稀释单元1中带有混合结构的静态管道混合器的稀释后硝酸废液出口与固液分离单元2中离心机的稀释后硝酸废液进口相连,固液分离单元2中离心机的液相出口与蒸馏单元3中初蒸塔的液相进口相连,固液分离单元2中离心机的固相出口为有机物采出口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔顶冷凝器出口为第一轻组分出口,第一轻组分出口连接静态管道混合器的稀释剂进口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔釜重组分出口(第一重组分出口)与精馏单元4中精馏塔的待精馏物入口相连,精馏单元4中精馏塔的塔顶冷凝器出口为回收硝酸出口,精馏单元4中塔釜重组分出口(第二重组分出口)与稀释单元1中静态管道混合器的稀释剂进口相连。
间甲基苯甲酸经硝酸硝化后,产生的硝酸废液中含有间甲基苯甲酸、2-硝基间甲基苯甲酸、3-甲基-4-硝基苯甲酸、2-硝基-3-甲基苯甲酸、3-甲基-2,4-二硝基苯甲酸、3-甲基-2,6-二硝基苯甲酸、3-甲基-2,4-二硝基苯甲酸等高沸点有机物。
来自间甲基苯甲酸硝化工艺的硝酸废液、来自精馏单元4的第二重组分、来自蒸馏单元3的第一轻组分在稀释单元1的静态管道混合器中进行混合,并补加新鲜水使得稀释单元1中的硝酸质量浓度为40%从而得到稀释后硝酸废液,从稀释单元1排出的稀释后硝酸废液进入固液分离单元2的离心机中进行固液分离,分离析出的高沸点有机物,得到的分离液相经检测有机物含量为17000ppm,分离液相进入蒸馏单元3的初蒸塔中进行精馏,塔顶得到的第一轻组分为硝酸含量4%的硝酸水溶液,该第一轻组分经塔顶冷凝器冷凝后循环回稀释单元1的静态管道混合器中进行稀释操作,塔釜得到的第一重组分为浓度为66%的硝酸废液,该第一重组分进入精馏单元4的精馏塔中进行精馏,塔顶得到的第二轻组分经塔顶冷凝器冷凝后得到质量浓度为64.2%且有机物含量为33ppm的回收硝酸,塔釜得到的第二重组分流股循环回稀释单元1的静态管道混合器中进行稀释操作。
实施例4:
参考图1,稀释单元1中带有混合结构的塔式混合器的稀释后硝酸废液出口与固液分离单元2中离心机的稀释后硝酸废液进口相连,固液分离单元2中离心机的液相出口与蒸馏单元3中初蒸塔的液相进口相连,固液分离单元2中离心机的固相出口为有机物采出口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔顶冷凝器出口为第一轻组分出口,第一轻组分出口连接塔式混合器的稀释剂进口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔釜重组分出口(第一重组分出口)与精馏单元4中精馏塔的待精馏物入口相连,精馏单元4中精馏塔的塔顶冷凝器出口为回收硝酸出口,精馏单元4中塔釜重组分出口(第二重组分出口)与稀释单元1中塔式混合器的稀释剂进口相连。
对甲基苯甲酸经硝酸硝化后,产生的硝酸废液中含有对甲基苯甲酸、3-硝基-4-甲基苯甲酸、4-甲基-3,5-二硝基苯甲酸等高沸点有机物。
来自对甲基苯甲酸硝化工艺的硝酸废液、来自精馏单元4的第二重组分、来自蒸馏单元3的第一轻组分流股在稀释单元1的塔式混合器中进行混合,并补加新鲜水使得稀释单元1中的硝酸质量浓度为45%从而得到稀释后硝酸废液,从稀释单元1排出的稀释后硝酸废液进入固液分离单元2的离心机进行固液分离,分离析出的高沸点有机物,得到的分离液相经检测有机物含量为20000ppm,分离液相进入蒸馏单元3的初蒸塔中进行精馏,塔顶得到的第一轻组分硝酸含量4%的硝酸水溶液,该第一轻组分经塔顶冷凝器冷凝后循环回稀释单元1中的塔式混合器进行稀释操作,塔釜得到的第一重组分为浓度为66.8%的硝酸废液,该第一重组分进入精馏单元4的精馏塔中进行精馏,塔顶得到的第二轻组分经塔顶冷凝器冷凝后得到质量浓度为65.3%且有机物含量为55ppm的回收硝酸,塔釜得到的第二重组分流股循环回稀释单元1的塔式混合器中进行稀释操作。
实施例5:
参考图1,稀释单元1中带有搅拌结构的动态管式混合器的稀释后硝酸废液出口与固液分离单元2中过滤机的稀释后硝酸废液进口相连,固液分离单元2中过滤机的液相出口与蒸馏单元3中初蒸塔的液相进口相连,固液分离单元2中过滤机的固相出口为有机物采出口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔顶冷凝器出口为第一轻组分出口,第一轻组分出口连接动态管式混合器的稀释剂进口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔釜重组分出口(第一重组分出口)与精馏单元4中精馏塔的待精馏物入口相连,精馏单元4中精馏塔的塔顶冷凝器出口为回收硝酸出口,精馏单元4中塔釜重组分出口(第二重组分出口)与稀释单元1中动态管式混合器的稀释剂进口相连。
邻氯苯甲酸经硝酸硝化后,产生的硝酸废液中含有邻氯苯甲酸、2-氯-3-硝基苯甲酸、2-氯-5-硝基苯甲酸、2-氯-3,5-二甲基苯甲酸等高沸点有机物。
来自邻氯苯甲酸硝化工艺的硝酸废液、来自精馏单元4的第二重组分、来自蒸馏单元3的第一轻组分在稀释单元1的动态管式混合器中进行混合,并补加新鲜水使得稀释单元1中的硝酸质量浓度为48%从而得到稀释后硝酸废液,从稀释单元1排出的稀释后硝酸废液进入固液分离单元2的过滤机进行固液分离,分离析出的高沸点有机物,得到的分离液相经检测有机物含量为18000ppm,分离液相进入蒸馏单元3的初蒸塔中进行精馏,塔顶得到的第一轻组分为硝酸含量3.8%的硝酸水溶液,该第一轻组分经塔顶冷凝器冷凝后循环回稀释单元1的动态管式混合器中进行稀释操作,塔釜得到的第一重组分为浓度为68.4%的稀废硝酸,该第一重组分进入精馏单元4的精馏塔中进行精馏,塔顶得到的第二轻组分经塔顶冷凝器冷凝后得到质量浓度为68%且有机物含量为61ppm的回收硝酸,塔釜得到的第二重组分循环回稀释单元1的动态管式混合器中进行稀释操作。
实施例6:
参考图2,稀释单元1中带有搅拌结构的稀释釜的稀释后硝酸废液出口与固液分离单元2中过滤器的稀释后硝酸废液进口相连,固液分离单元2中过滤器的液相出口与蒸馏单元3中初蒸塔的液相进口相连,固液分离单元2中过滤器的固相出口为有机物采出口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔顶冷凝器出口为第一轻组分出口,第一轻组分出口连接稀释釜的稀释剂进口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔釜重组分出口(第一重组分出口)与精馏单元4中精馏塔的待精馏物入口相连,精馏单元4中精馏塔的塔顶冷凝器出口为回收硝酸出口,精馏单元4中塔釜重组分出口(第二重组分出口)与稀释单元1中稀释釜的稀释剂进口相连,蒸馏单元3的第一轻组分出口连接固液分离单元2中打浆釜的配浆液进口,打浆釜的出口连接固液分离单元2中离心机的进口,离心机的第二清液出口连接稀释单元1中稀释釜的稀释剂进口。
间氯苯甲酸经硝酸硝化后,产生的硝酸废液中含有间氯苯甲酸、2-硝基间氯苯甲酸、3-氯-4-硝基苯甲酸、2-硝基-3-氯苯甲酸、3-氯-2,4-二硝基苯甲酸、3-氯-2,6-二硝基苯甲酸、3-氯-2,4-二硝基苯甲酸等高沸点有机物。
来自间氯苯甲酸硝化工艺的硝酸废液、来自精馏单元4的第二重组分、来自蒸馏单元3的第一轻组分流股在稀释单元1的稀释釜中进行混合,并补加新鲜水使得稀释单元1中的硝酸质量浓度为48%从而得到稀释后硝酸废液,从稀释单元1排出的稀释后硝酸废液进入固液分离单元2的过滤器进行固液分离,分离析出的高沸点有机物,得到的分离液相经检测有机物含量为20000ppm,分离液相进入蒸馏单元3的初蒸塔中进行精馏,塔顶得到的第一轻组分为硝酸含量3.3%的硝酸水溶液,该第一轻组分经塔顶冷凝器冷凝后经分流阀分为两个流量比例为1:1的流股,一股循环回稀释单元1的稀释釜中进行稀释操作,另一股与由固液分离单元2分离出的高沸点有机物进入固液分离单元2中的打浆釜对高沸点有机物进行洗涤,洗涤后排出的流股进入固液分离单元2的离心机进行固液分离,分离得到经初步精制的高沸点有机物产品,得到的第二清液循环回稀释单元1的稀释釜中进行稀释操作。蒸馏单元3的塔釜得到的第一重组分为浓度为62.9%的稀废硝酸,该第一重组分进入精馏单元4的精馏塔进行精馏,塔顶得到的第二轻组分经塔顶冷凝器冷凝后得到质量浓度为61.1%且有机物含量为52ppm的回收硝酸,塔釜重组分流股循环回稀释单元1中进行稀释操作。
实施例7:
参考图1,稀释单元1中带有搅拌结构的稀释釜的稀释后硝酸废液出口与固液分离单元2中过滤器的稀释后硝酸废液进口相连,固液分离单元2中过滤器的液相出口与蒸馏单元3中初蒸塔的液相进口相连,固液分离单元2中过滤器的固相出口为有机物采出口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔顶冷凝器出口为第一轻组分出口,第一轻组分出口连接稀释釜的稀释剂进口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔釜重组分出口(第一重组分出口)与精馏单元4中精馏塔的待精馏物入口相连,精馏单元4中精馏塔的塔顶冷凝器出口为回收硝酸出口,精馏单元4中塔釜重组分出口与稀释单元1中稀释釜的稀释剂进口相连。
对氯苯甲酸经硝酸硝化后,产生的硝酸废液中含有对甲基苯甲酸、3-硝基-4-氯苯甲酸、4-氯-3,5-二硝基苯甲酸等高沸点有机物。
来自对氯苯甲酸硝化工艺的硝酸废液、来自精馏单元4的第二重组分、来自蒸馏单元3的第一轻组分在稀释单元1的稀释釜中进行混合,并补加新鲜水使得稀释单元1中的硝酸质量浓度为37%从而得到稀释后硝酸废液,从稀释单元1排出的稀释后硝酸废液进入固液分离单元2的过滤器进行固液分离,分离析出的高沸点有机物,得到的分离液相经检测有机物含量为19000ppm,分离液相进入蒸馏单元3的初蒸塔中进行精馏,塔顶得到的第一轻组分为硝酸含量2.7%的硝酸水溶液,,该第一轻组分经塔顶冷凝器冷凝后循环回稀释单元1的稀释釜中进行稀释操作,塔釜得到的第一重组分为浓度为59.3%的稀废硝酸,该第一重组分进入精馏单元4的精馏塔中进行精馏,塔顶得到的第二轻组分经塔顶冷凝器冷凝后得到质量浓度为56.7%且有机物含量为42ppm的回收硝酸,塔釜得到的第二重组分循环回稀释单元1中进行稀释操作。
实施例8:
参考图2,稀释单元1中带有搅拌结构的稀释釜的稀释后硝酸废液出口与固液分离单元2中过滤器的稀释后硝酸废液进口相连,固液分离单元2中过滤器的液相出口与蒸馏单元3中初蒸塔的液相进口相连,固液分离单元2中过滤器的固相出口为有机物采出口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔顶冷凝器出口为第一轻组分出口,第一轻组分出口连接固液分离单元2中打浆釜的配浆液进口,打浆釜的出口连接固液分离单元2中离心机的进口,离心机的出口连接稀释单元1中稀释釜的稀释剂进口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔釜重组分出口(第一重组分出口)与精馏单元4中精馏塔的待精馏物入口相连,精馏单元4中精馏塔的塔顶冷凝器出口为回收硝酸出口,精馏单元4中塔釜重组分出口(第二重组分出口)与稀释单元1中稀释釜的稀释剂进口相连。
邻苯二甲酸经硝酸硝化后,产生的硝酸废液中含有邻苯二甲酸、3-硝基邻苯二甲酸、4-硝基邻苯二甲酸苯甲酸等高沸点有机物。
来自邻苯二甲酸硝化工艺的硝酸废液、来自精馏单元4的第二重组分、来自固液分离单元2的清液在稀释单元1的稀释釜中进行混合,并补加新鲜水使得稀释单元1中的硝酸质量浓度为27%从而得到稀释后硝酸废液,从稀释单元1排出的稀释后硝酸废液进入固液分离单元2的过滤器中进行固液分离,分离析出的高沸点有机物,得到的分离液相经检测有机物含量为14000ppm,分离液相进入蒸馏单元3的初蒸塔中进行精馏,塔顶得到的第一轻组分为硝酸含量1.9%的硝酸水溶液,该第一轻组分经塔顶冷凝器冷凝后与由固液分离单元2分离出的高沸点有机物进入固液分离单元2中的打浆釜对高沸点有机物进行打浆洗涤,洗涤后排出的流股进入固液分离单元2的离心机进行固液分离,分离得到经初步精制的高沸点有机物产品,得到的清液循环回稀释单元1中进行稀释操作。蒸馏单元3的塔釜得到的第一重组分为浓度为55%的硝酸废液,该第一重组分进入精馏单元4的精馏塔中进行精馏,塔顶得到的第二轻组分经塔顶冷凝器冷凝后得到质量浓度为53.8%且有机物含量为17ppm的回收硝酸,塔釜得到的第二重组分循环回稀释单元1的稀释釜中进行稀释操作。
实施例9:
参考图1,稀释单元1中带有搅拌结构的稀释釜的稀释后硝酸废液出口与固液分离单元2中离心机的稀释后硝酸废液进口相连,固液分离单元2中离心机的液相出口与蒸馏单元3中初蒸塔的液相进口相连,固液分离单元2中离心机的固相出口为有机物采出口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔顶冷凝器出口为第一轻组分出口,第一轻组分出口连接稀释釜的稀释剂进口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔釜重组分出口(第一重组分出口)与精馏单元4中精馏塔的待精馏物入口相连,精馏单元4中精馏塔的塔顶冷凝器出口为回收硝酸出口,精馏单元4中塔釜重组分出口(第二重组分出口)与稀释单元1中稀释釜的稀释剂进口相连。
间苯二甲酸经硝酸硝化后,产生的硝酸废液中含有间苯二甲酸、5-硝基间苯二甲酸等高沸点有机物
来自间苯二甲酸硝化工艺的硝酸废液、来自精馏单元4的第二重组分、来自蒸馏单元3的第一轻组分在稀释单元1的稀释釜中进行混合,并补加新鲜水使得稀释单元1中的硝酸质量浓度为31%从而得到稀释后硝酸废液,从稀释单元1排出的稀释后硝酸废液进入固液分离单元2的离心机中进行固液分离,分离析出的高沸点有机物,得到的分离液相经检测有机物含量为17000ppm,分离液相进入蒸馏单元3的初蒸塔中进行精馏,塔顶得到的第一轻组分为硝酸含量2.8%的硝酸水溶液,该第一轻组分经塔顶冷凝器冷凝后循环回稀释单元1的稀释釜中进行稀释操作,塔釜得到的第一重组分流股:浓度为59.2%的硝酸废液该第一重组分进入精馏单元4的精馏塔中进行精馏,塔顶得到的第二轻组分经塔顶冷凝器冷凝后得到质量浓度为58.6%且有机物含量为21ppm的回收硝酸,塔釜得到的第二重组分流股循环回稀释单元1中进行稀释操作。
实施例10:
参考图1,稀释单元1中带有搅拌结构的稀释釜的稀释后硝酸废液出口与固液分离单元2中离心机的稀释后硝酸废液进口相连,固液分离单元2中离心机的液相出口与蒸馏单元3中初蒸塔的液相进口相连,固液分离单元2中离心机的固相出口为有机物采出口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔顶冷凝器出口为第一轻组分出口,第一轻组分出口连接稀释釜的稀释剂进口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔釜重组分出口(第一重组分出口)与精馏单元4中精馏塔的待精馏物入口相连,精馏单元4中精馏塔的塔顶冷凝器出口为回收硝酸出口,精馏单元4中塔釜重组分出口(第二重组分出口)与稀释单元1中稀释釜的稀释剂进口相连。
对苯二甲酸经硝酸硝化后,产生的硝酸废液中含有对苯二甲酸、2-硝基对苯二甲酸等高沸点有机物
来自间苯二甲酸硝化工艺的硝酸废液、来自精馏单元4的第二重组分、来自蒸馏单元3的第一轻组分在稀释单元1的稀释釜中进行混合,并补加新鲜水使得稀释单元1中的硝酸质量浓度为23%从而得到稀释后硝酸废液,从稀释单元1排出的稀释后硝酸废液进入固液分离单元2的离心机中进行固液分离,分离析出的高沸点有机物流股5,得到的分离液相经检测有机物含量为7000ppm,分离液相进入蒸馏单元3的初蒸塔中进行精馏,塔顶得到的第一轻组分为硝酸含量0.9%的硝酸水溶液,该第一轻组分经塔顶冷凝器冷凝后循环回稀释单元1的稀释釜中进行稀释操作,塔釜得到的第一重组分为浓度为49.2%的硝酸废液,该第一重组分进入精馏单元4的精馏塔中进行精馏,塔顶得到的第二轻组分经塔顶冷凝器冷凝后得到质量浓度为46.1%且有机物含量为18ppm的回收硝酸,塔釜得到的第二重组分循环回稀释单元1中进行稀释操作。
实施例11:
参考图1,稀释单元1中带有搅拌结构的稀释釜的稀释后硝酸废液出口与固液分离单元2中离心机的稀释后硝酸废液进口相连,固液分离单元2中离心机的液相出口与蒸馏单元3中初蒸塔的液相进口相连,固液分离单元2中离心机的固相出口为有机物采出口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔顶冷凝器出口为第一轻组分出口,第一轻组分出口连接稀释釜的稀释剂进口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔釜重组分出口(第一重组分出口)与精馏单元4中精馏塔的待精馏物入口相连,精馏单元4中精馏塔的塔顶冷凝器出口为回收硝酸品采出口,精馏单元4中塔釜重组分出口(第二重组分出口)与稀释单元1中稀释釜的进口相连。
邻硝基苯甲酸经硝酸硝化后,产生的硝酸废液中含有邻硝基苯甲酸、2,3-二硝基苯甲酸、2,4-二硝基苯甲酸、2,6-二硝基苯甲酸、2,5-二硝基苯甲酸等高沸点有机物。
来自邻硝基苯甲酸硝化工艺的硝酸废液、来自精馏单元4的第二重组分、来自蒸馏单元3的第一轻组分在稀释单元1的稀释釜中进行混合,并补加新鲜水使得稀释单元1中的硝酸质量浓度为48%从而得到稀释后硝酸废液,从稀释单元1排出的稀释后硝酸废液进入固液分离单元2的离心机中进行固液分离,分离析出的高沸点有机物,得到的分离液相经检测有机物含量为19000ppm,分离液相进入蒸馏单元3的初蒸塔中进行精馏,塔顶得到的第一轻组分为硝酸含量4%的硝酸水溶液,该第一轻组分经塔顶冷凝器冷凝后循环回稀释单元1的稀释釜中进行稀释操作,塔釜得到的第一重组分为浓度为65.8%的稀废硝酸,该第一重组分进入精馏单元4的精馏塔中进行精馏,塔顶得到的第二轻组分经塔顶冷凝器冷凝后得到质量浓度为64.5%且有机物含量为57ppm的回收硝酸,塔釜得到的第二重组分循环回稀释单元1的稀释釜中进行稀释操作。
实施例12:
参考图1,稀释单元1中带有搅拌结构的稀释釜的稀释后硝酸废液出口与固液分离单元2中离心机的稀释后硝酸废液进口相连,固液分离单元2中离心机的液相出口与蒸馏单元3中初蒸塔的液相进口相连,固液分离单元2中离心机的固相出口为有机物采出口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔顶冷凝器出口为第一轻组分出口,第一轻组分出口连接稀释釜的稀释剂进口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔釜重组分出口(第一重组分出口)与精馏单元4中精馏塔的待精馏物入口相连,精馏单元4中精馏塔的塔顶冷凝器出口为回收硝酸出口,精馏单元4中塔釜重组分出口(第二重组分出口)与稀释单元1中稀释釜的稀释剂进口相连。
间硝基苯甲酸经硝酸硝化后,产生的硝酸废液中含有间硝基苯甲酸、3,5-二硝基苯甲酸等高沸点有机物。
来自间硝基苯甲酸硝化工艺的硝酸废液、来自精馏单元4的第二重组分、来自蒸馏单元3的第一轻组分在稀释单元1得稀释釜中进行混合,并补加新鲜水使得稀释单元1中的硝酸质量浓度为46%从而得到稀释后硝酸废液,从稀释单元1排出的稀释后硝酸废液进入固液分离单元2的离心机中进行固液分离,分离析出的高沸点有机物,得到的分离液相经检测有机物含量为16000ppm,分离液相进入蒸馏单元3的初蒸塔中进行精馏,塔顶得到的第一轻组分为硝酸含量3.7%的硝酸水溶液,该第一轻组分经塔顶冷凝器冷凝后循环回稀释单元1的稀释釜中进行稀释操作,塔釜得到的第一重组分为浓度为66.3%的硝酸废液,该第一重组分进入精馏单元4的精馏塔中进行精馏,塔顶得到的第二轻组分经塔顶冷凝器冷凝后得到质量浓度为65%且有机物含量为65ppm的回收硝酸,塔釜得到的第二重组分流股循环回稀释单元1的稀释釜中进行稀释操作。
实施例13:
参考图1,稀释单元1中带有搅拌结构的稀释釜的稀释后硝酸废液出口与固液分离单元2中离心机的稀释后硝酸废液进口相连,固液分离单元2中离心机的液相出口与蒸馏单元3中初蒸塔的液相进口相连,固液分离单元2中离心机的固相出口为有机物采出口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔顶冷凝器出口为第一轻组分出口,第一轻组分出口连接稀释釜的稀释剂进口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔釜重组分出口(第一重组分出口)与精馏单元4中精馏塔的待精馏物入口相连,精馏单元4中精馏塔的塔顶冷凝器出口为回收硝酸出口,精馏单元4中塔釜重组分出口(第二重组分出口)与稀释单元1中稀释釜的稀释剂进口相连。
对硝基苯甲酸经硝酸硝化后,产生的硝酸废液中含有对硝基苯甲酸、2,4-二硝基苯甲酸、3,4-二硝基苯甲酸等高沸点有机物。
来自对硝基苯甲酸硝化工艺的硝酸废液、来自精馏单元4的第二重组分、来自蒸馏单元3的第一轻组分在稀释单元1得稀释釜中进行混合,并补加新鲜水使得稀释单元1中的硝酸质量浓度为50%从而得到稀释后硝酸废液,从稀释单元1排出的稀释后硝酸废液进入固液分离单元2的离心机中进行固液分离,分离析出的高沸点有机物,得到的分离液相经检测有机物含量为20000ppm,分离液相进入蒸馏单元3的初蒸塔中进行精馏,塔顶得到的第一轻组分为硝酸含量5%的硝酸水溶液,该第一轻组分经塔顶冷凝器冷凝后循环回稀释单元1的稀释釜中进行稀释操作,塔釜得到的第一重组分为浓度为66.5%的稀废硝酸,该第一重组分进入精馏单元4的精馏塔进行精馏,塔顶得到的第二轻组分经塔顶冷凝器冷凝后得到质量浓度为65.3%且有机物含量为89ppm的回收硝酸,塔釜得到的第二重组分循环回稀释单元1的稀释釜中进行稀释操作。
实施例14:
参考图1,稀释单元1中带有搅拌结构的稀释釜的稀释后硝酸废液出口与固液分离单元2中离心机的稀释后硝酸废液进口相连,固液分离单元2中离心机的液相出口与蒸馏单元3中初蒸塔的液相进口相连,固液分离单元2中离心机的固相出口为有机物采出口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔顶冷凝器出口为第一轻组分出口,第一轻组分出口连接稀释釜的稀释剂进口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔釜重组分出口(第一重组分出口)与精馏单元4中精馏塔的待精馏物入口相连,精馏单元4中精馏塔的塔顶冷凝器出口为回收硝酸出口,精馏单元4中塔釜重组分出口(第二重组分出口)与稀释单元1中稀释釜的稀释剂进口相连。
间磺酸基苯甲酸经硝酸硝化后,产生的硝酸废液中含有间磺酸基苯甲酸、3-磺酸基-5-硝基苯甲酸等高沸点有机物。
来自苯甲酸硝化工艺的硝酸废液、来自精馏单元4的第二重组分、来自蒸馏单元3的第一轻组分在稀释单元1的稀释釜内进行混合,并补加新鲜水使得稀释单元1中的硝酸质量浓度为25%从而得到稀释后硝酸废液,从稀释单元1的稀释釜排出的稀释后硝酸废液进入固液分离单元2的离心机中进行固液分离,分离析出的高沸点有机物,得到的分离液相经检测有机物含量为8000ppm,分离液相进入蒸馏单元3的初蒸塔中进行精馏,塔顶得到的第一轻组分为硝酸含量1.2%的硝酸水溶液,该第一轻组分经塔顶冷凝器冷凝后循环回稀释单元1中进行稀释操作,塔釜得到的第一重组分为浓度为51.2%的硝酸废液,该第一重组分进入精馏单元4的精馏塔中进行精馏,塔顶得到的第二轻组分经塔顶冷凝器冷凝后得到质量浓度为48%且有机物含量为9ppm的回收硝酸,塔釜得到的第二重组分循环回稀释单元1中的稀释釜进行稀释操作。
实施例15:
参考图1,稀释单元1中带有搅拌结构的稀释釜的稀释后硝酸废液出口与固液分离单元2中离心机的稀释后硝酸废液进口相连,固液分离单元2中离心机的液相出口与蒸馏单元3中初蒸塔的液相进口相连,固液分离单元2中离心机的固相出口为有机物采出口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔顶冷凝器出口为第一轻组分出口,第一轻组分出口连接稀释釜的稀释剂进口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔釜重组分出口(第一重组分出口)与精馏单元4中精馏塔的待精馏物入口相连,精馏单元4中精馏塔的塔顶冷凝器出口为回收硝酸出口,精馏单元4中塔釜重组分出口(第二重组分出口)与稀释单元1中稀释釜的稀释剂进口相连。
邻磺酸基苯甲酸经硝酸硝化后,产生的废硝酸中含有邻磺酸基苯甲酸、2-磺酸基-3-硝基苯甲酸、2-磺酸基-4-硝基苯甲酸等高沸点有机物。
来自苯甲酸硝化工艺的硝酸废液、来自精馏单元4的第二重组分、来自蒸馏单元3的第一轻组分在稀释单元1的稀释釜内进行混合,并补加新鲜水使得稀释单元1中的硝酸质量浓度为33%从而得到稀释后硝酸废液,从稀释单元1的稀释釜排出的稀释后硝酸废液进入固液分离单元2的离心机中进行固液分离,分离析出的高沸点有机物,得到的分离液相经检测有机物含量为10000ppm,分离液相进入蒸馏单元3的初蒸塔中进行精馏,塔顶得到的第一轻组分为硝酸含量1.4%的硝酸水溶液,该第一轻组分经塔顶冷凝器冷凝后循环回稀释单元1中进行稀释操作,塔釜得到的第一重组分为浓度为63.4%的硝酸废液,该第一重组分进入精馏单元4的精馏塔中进行精馏,塔顶得到的第二轻组分经塔顶冷凝器冷凝后得到质量浓度为62%且有机物含量为36ppm的回收硝酸,塔釜得到的第二重组分循环回稀释单元1中的稀释釜进行稀释操作。
实施例16:
参考图1,稀释单元1中带有搅拌结构的稀释釜的稀释后硝酸废液出口与固液分离单元2中离心机的稀释后硝酸废液进口相连,固液分离单元2中离心机的液相出口与蒸馏单元3中初蒸塔的液相进口相连,固液分离单元2中离心机的固相出口为有机物采出口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔顶冷凝器出口为第一轻组分出口,第一轻组分出口连接稀释釜的稀释剂进口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔釜重组分出口(第一重组分出口)与精馏单元4中精馏塔的待精馏物入口相连,精馏单元4中精馏塔的塔顶冷凝器出口为回收硝酸出口,精馏单元4中塔釜重组分出口(第二重组分出口)与稀释单元1中稀释釜的稀释剂进口相连。
对磺酸基苯甲酸经硝酸硝化后,产生的废硝酸中含有对磺酸基苯甲酸、4-磺酸基-3-硝基苯甲酸、4-磺酸基-2-硝基苯甲酸等高沸点有机物。
来自苯甲酸硝化工艺的硝酸废液、来自精馏单元4的第二重组分、来自蒸馏单元3的第一轻组分在稀释单元1的稀释釜内进行混合,并补加新鲜水使得稀释单元1中的硝酸质量浓度为20%从而得到稀释后硝酸废液,从稀释单元1的稀释釜排出的稀释后硝酸废液进入固液分离单元2的离心机中进行固液分离,分离析出的高沸点有机物,得到的分离液相经检测有机物含量为5000ppm,分离液相进入蒸馏单元3的初蒸塔中进行精馏,塔顶得到的第一轻组分为硝酸含量0.5%的硝酸水溶液,该第一轻组分经塔顶冷凝器冷凝后循环回稀释单元1中进行稀释操作,塔釜得到的第一重组分为浓度为42.9%的硝酸废液,该第一重组分进入精馏单元4的精馏塔中进行精馏,塔顶得到的第二轻组分经塔顶冷凝器冷凝后得到质量浓度为40%且有机物含量为2ppm的回收硝酸,塔釜得到的第二重组分循环回稀释单元1中的稀释釜进行稀释操作。。
实施例17:
参考图1,稀释单元1中带有搅拌结构的稀释釜的稀释后硝酸废液出口与固液分离单元2中离心机的稀释后硝酸废液进口相连,固液分离单元2中离心机的液相出口与蒸馏单元3中初蒸塔的液相进口相连,固液分离单元2中离心机的固相出口为有机物采出口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔顶冷凝器出口为第一轻组分出口,第一轻组分出口连接稀释釜的稀释剂进口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔釜重组分出口(第一重组分出口)与精馏单元4中精馏塔的待精馏物入口相连,精馏单元4中精馏塔的塔顶冷凝器出口为回收硝酸出口,精馏单元4中塔釜重组分出口(第二重组分出口)与稀释单元1中稀释釜的稀释剂进口相连。
间甲基苯甲酸与对甲基苯甲酸经硝酸硝化后,产生的废硝酸中含有间甲基苯甲酸、对硝基苯甲酸2-硝基间甲基苯甲酸、3-甲基-4-硝基苯甲酸、2-硝基-3-甲基苯甲酸、3-甲基-2,4-二硝基苯甲酸、3-甲基-2,6-二硝基苯甲酸、3-甲基-2,4-二硝基苯甲酸、3-硝基-4-甲基苯甲酸、4-甲基-3,5-二硝基苯甲酸等高沸点有机物。
来自苯甲酸硝化工艺的硝酸废液、来自精馏单元4的第二重组分、来自蒸馏单元3的第一轻组分在稀释单元1的稀释釜内进行混合,并补加新鲜水使得稀释单元1中的硝酸质量浓度为43%从而得到稀释后硝酸废液,从稀释单元1的稀释釜排出的稀释后硝酸废液进入固液分离单元2的离心机中进行固液分离,分离析出的高沸点有机物,得到的分离液相经检测有机物含量为16000ppm,分离液相进入蒸馏单元3的初蒸塔中进行精馏,塔顶得到的第一轻组分为硝酸含量4.5%的硝酸水溶液,该第一轻组分经塔顶冷凝器冷凝后循环回稀释单元1中进行稀释操作,塔釜得到的第一重组分为浓度为68.4%的硝酸废液,该第一重组分进入精馏单元4的精馏塔中进行精馏,塔顶得到的第二轻组分经塔顶冷凝器冷凝后得到质量浓度为67.8%且有机物含量为100ppm的回收硝酸,塔釜得到的第二重组分循环回稀释单元1中的稀释釜进行稀释操作。
实施例18:
参考图3,稀释单元1中带有搅拌结构的稀释釜的稀释后硝酸废液出口与固液分离单元2中离心机的稀释后硝酸废液进口相连,固液分离单元2中离心机的液相出口与蒸馏单元3中初蒸塔的液相进口相连,固液分离单元2中离心机的固相出口为有机物采出口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔顶冷凝器出口为第一轻组分出口,第一轻组分出口连接稀释釜的稀释剂进口,蒸馏单元3中初蒸塔的塔釜重组分出口(第一重组分出口)与精馏单元4中精馏塔的待精馏物入口相连,精馏单元4中精馏塔的塔顶冷凝器出口为回收硝酸出口,精馏单元4中塔釜重组分出口(第二重组分出口)依次与稀释釜、过滤器连接,过滤器的第一清液出口连接上述蒸馏单元的分离液相进口。
3,5-二甲基苯甲酸经硝酸硝化后,产生的废硝酸中含有3,5-二甲基苯甲酸、4-硝基-3,5-二甲基苯甲酸等高沸点有机物。
来自3,5-二甲基苯甲酸硝化工艺的硝化废硝酸与3-硝基邻二甲苯氧化产生的废硝酸的混合液、来自精馏单元4的第二重组分的过滤清液、来自蒸馏单元3的第一轻组分在稀释单元1的稀释釜内进行混合,并补加新鲜水使得稀释单元1中的硝酸质量浓度为45%从而得到稀释后硝酸废液,从稀释单元1的稀释釜排出的稀释后硝酸废液进入固液分离单元2的离心机中进行固液分离,分离析出的高沸点有机物,得到的分离液相经检测有机物含量为19000ppm,分离液相进入蒸馏单元3的初蒸塔中进行精馏,塔顶得到的第一轻组分为硝酸含量4.7%的硝酸水溶液,该第一轻组分经塔顶冷凝器冷凝后循环回稀释单元1中进行稀释操作,塔釜得到的第一重组分为浓度为67.9%的硝酸废液,该第一重组分进入精馏单元4的精馏塔中进行精馏,塔顶得到的第二轻组分经塔顶冷凝器冷凝后得到质量浓度为66.7%且有机物含量为100ppm的回收硝酸,塔釜得到的第二重组分经过水稀释后再进行过滤得到的第一清液与分离液相混合后进入蒸馏单元进行精馏。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:
本申请通过先将硝化废硝酸稀释到较低浓度(比如20%~50%),然后通过固液分离分离出高沸点有机物,达到了预先降低硝酸废液中有机物含量的效果,随后将得到的分离液相经初蒸及精馏操作,实现了稀废硝酸的浓缩并大幅降低回收硝酸产品中有机物的含量,使得回收硝酸产品中有机物的含量不高于100ppm,可直接用于其它常规用途。
本申请的处理系统操作安全。硝酸中有机物尤其硝基化合物的含量越高,操作过程越危险。背景技术提到的方法中硝酸废液在蒸馏时,废硝酸中含硝基的有机物的含量高达8%,直接蒸馏处理危险性高。本申请将硝酸稀释至较低的浓度(20%~50%)分离出大部分有机物后再进行初蒸及精馏处理,进蒸馏单元前有机物含量比传统直接蒸馏工艺大幅降低,这使得后续蒸馏单元的安全性得到了明显的提升。
本申请的处理方法三废排放少。本申请提供的硝化废硝酸的处理系统和处理方法,蒸馏单元得到的第一轻组分通过循环回稀释单元中进行稀释操作,避免了废水的排放,也减少了新鲜水的用量;精馏单元得到的第二重组分通过循环回稀释单元中进行稀释操作,也减少废水排放,同时提高了硝酸与有机物的回收率,避免了物料的浪费;整个硝化废硝酸的处理装置的采出阶段只有固液分离单元分离出有机物与精馏单元的塔顶分离出回收硝酸,真正实现了废水废渣的零排放。
由此可见,本申请提供的硝化废硝酸的处理工艺,方法简单、操作便捷,相对于现有的蒸馏操作也更加安全环保。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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 (24)
1.一种含硝酸体系的处理系统,其特征在于,所述含硝酸体系包括硝化处理后的硝化后体系,所述处理系统包括:
稀释单元(1),用于将所述含硝酸体系稀释得到硝酸质量含量为20~50%的稀释后含硝酸体系;
固液分离单元(2),具有稀释后含硝酸体系进口、液相出口和固相出口,所述稀释后含硝酸体系进口与所述稀释单元的出口相连;
蒸馏单元(3),具有液相进口、第一轻组分出口和第一重组分出口,所述液相进口与所述液相出口相连;
精馏单元(4),具有待精馏物入口、回收硝酸出口和第二重组分出口,所述待精馏物入口与所述第一重组分出口相连;
所述稀释单元(1)包括:
水供应装置;
稀释装置,具有稀释剂入口和稀释后含硝酸体系出口,所述稀释剂入口与所述水供应装置相连,所述稀释剂入口与所述第一轻组分出口相连。
2.根据权利要求1所述的处理系统,其特征在于,所述稀释装置还包括第二物料进口,所述第二物料进口与所述第二重组分出口相连。
3.根据权利要求1所述的处理系统,其特征在于,所述稀释装置还包括第二物料进口,所述处理系统还包括重组分处理单元(5),所述重组分处理单元(5)包括:
重组分稀释装置(51),具有第二重组分进口和混合料出口,所述第二重组分进口与所述第二重组分出口相连;
重组分固液分离装置(52),具有混合料进口和第一清液出口,所述混合料进口与所述混合料出口相连,所述第一清液出口与所述第二物料进口相连,或所述第一清液出口与所述液相进口相连。
4.根据权利要求1所述的处理系统,其特征在于,所述固液分离单元(2)包括:
第一固液分离装置(21),具有所述稀释后含硝酸体系进口、所述液相出口和所述固相出口;
第二固液分离装置(22),具有配浆液入口、固相入口和第二清液出口,所述固相入口与所述固相出口相连。
5.根据权利要求4所述的处理系统,其特征在于,所述第一固液分离装置(21)包括过滤器或离心机。
6.根据权利要求4所述的处理系统,其特征在于,所述第二清液出口与所述稀释剂入口相连。
7.根据权利要求4所述的处理系统,其特征在于,所述配浆液入口与所述第一轻组分出口相连。
8.根据权利要求4所述的处理系统,其特征在于,所述第二固液分离装置包括依次相连的搅拌釜和固液分离机,所述配浆液入口和所述固相入口设置在所述搅拌釜上,所述第二清液出口设置在所述固液分离机上。
9.根据权利要求8所述的处理系统,其特征在于,所述搅拌釜具有打浆功能或重结晶功能。
10.根据权利要求8所述的处理系统,其特征在于,所述固液分离机为过滤器或离心机。
11.根据权利要求4至10中任一项所述的处理系统,其特征在于,所述第一轻组分出口设置有三通阀,所述三通阀的第一出口与所述稀释剂入口相连、第二出口与所述配浆液入口相连。
12.根据权利要求1所述的处理系统,其特征在于,所述含硝酸体系中含有高沸点有机物,所述高沸点有机物为苯甲酸或苯环上含取代基的苯甲酸的硝化产物,所述取代基为甲基、羧基、硝基、卤素和磺酸基中的任意一种或化学可允许的多种。
13.一种含硝酸体系的处理方法,其特征在于,所述含硝酸体系包括硝化处理后的硝化后体系,所述处理方法包括:
步骤S1,将含硝酸体系稀释至硝酸质量浓度在50%以下,得到稀释后含硝酸体系;
步骤S2,将所述稀释后含硝酸体系进行液固分离,得到固相有机物和分离液相;
步骤S3,对所述分离液相进行蒸馏,得到第一轻组分和第一重组分;
步骤S4,对所述第一重组分进行精馏,得到硝酸水溶液和第二重组分;
所述稀释后含硝酸体系中硝酸质量含量为20~50%,所述步骤S1采用稀释剂对所述含硝酸体系进行稀释,所述稀释剂包括水,所述稀释剂还包括第一轻组分。
14.根据权利要求13所述的处理方法,其特征在于,所述第一重组分中的硝酸浓度不低于分离液相中的硝酸浓度且不高于硝酸水的共沸浓度。
15.根据权利要求13所述的处理方法,其特征在于,所述第一重组分的硝酸浓度相对于所述分离液相中硝酸浓度提高不低于10%。
16.根据权利要求13所述的处理方法,其特征在于,所述第一轻组分为硝酸质量含量不高于5%的硝酸水溶液。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的处理方法,其特征在于,所述处理方法还包括将所述第二重组分返回至所述步骤S1中进行稀释处理的过程。
18.根据权利要求13至16中任一项所述的处理方法,其特征在于,所述处理方法还包括:
对所述第二重组分进行稀释和固液分离,得到第一清液;
将所述第一清液返回所述步骤S1中对所述含硝酸体系进行稀释处理或返回所述步骤S3中进行蒸馏处理。
19.根据权利要求13至16中任一项所述的处理方法,其特征在于,所述步骤S2包括:
对所述稀释后含硝酸体系进行第一次固液分离,得到所述固相有机物和所述分离液相;
将所述固相有机物与配浆液混合后进行第二次固液分离,得到第二固相和第二清液。
20.根据权利要求19所述的处理方法,其特征在于,所述第一次固液分离为过滤或离心分离。
21.根据权利要求19所述的处理方法,其特征在于,所述配浆液为至少部分第一轻组分。
22.根据权利要求19所述的处理方法,其特征在于,所述第二次固液分离包括依次进行的打浆和固液分离或者包括依次进行的重结晶和固液分离。
23.根据权利要求19所述的处理方法,其特征在于,所述处理方法还包括将所述清液返回所述步骤S1中对所述含硝酸体系进行稀释。
24.根据权利要求13至16中任一项所述的处理方法,其特征在于,所述含硝酸体系含有高沸点有机物,所述高沸点有机物为苯甲酸或苯环上含取代基的苯甲酸的硝化产物,取代基为甲基、羧基、硝基、卤素和磺酸基中的任意一种或化学可允许的多种。
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