SU1586997A1

SU1586997A1 - Способ регенерации отработанной 20-50%-ной азотной кислоты

Info

Publication number: SU1586997A1
Application number: SU874324423A
Authority: SU
Inventors: Владимир Николаевич Андреев; Валерий Юрьевич Долматов; Татьяна Сергеевна Пульцина; Олег Викторович Булгаков; Игорь Васильевич Целинский; Евгений Николаевич Вишневский; Вадим Георгиевич Сущев; Виктор Александрович Градов; Игорь Анатольевич Милицин; Глеб Леонидович Кандыба; Владимир Николаевич Майоров; Борис Михайлович Ласкин; Наталья Петровна Удалова
Original assignee: Ленинградский Технологический Институт Им.Ленсовета; Чебоксарское производственное объединение "Химпром"
Priority date: 1987-11-04
Filing date: 1987-11-04
Publication date: 1990-08-23

Abstract

Изобретение относитс к химической технологии, в частности к способам регенерации отработанной 20-50%-ной азотной кислоты, получаемой в производстве пара-нитробензойной кислоты (п-НБК). Цель изобретени - увеличение степени регенерации. Способ регенерации отработанной 20-50%-ной азотной кислоты в производстве пара-нитробензойной кислоты включающий охлаждение и пропускание отработанной кислоты через слой активированного угл типа СКТ при соотношении объемов угл к раствору равном 1:(10÷110). 1 табл.

Description

Изобретение относитс к химической технологии, в частности к способам регенерации отработанной азотной кислоты (20-50%), получаемой в производстве пара-нитробензойной кислоты (п-НБК), котора вл етс полупродуктом дл синтеза лекарственных препаратов - новокаина и анестезина, используетс в качестве ингибитора коррозии в тормозной жидкости.

Цель изобретени - повышение степени регенерации.

Пример 1. Способ регенерации отработанной .азотной кислоты при ис- х.одной концентрации с 20% и С 0,78 г/л.

Через колонку, заполненную актив-v ным углем (АУ) типа СКТ-ба с гранулометрическим составом 0,25 - 0,5 мм при заг-рузке сло Сду 0,025 кг и сечении сло ,65 см, пропускают со скоростью ,6 мг/мин количество отработанной кислоты, рассчитанное по форм1,.ле

,. -0,43

V G

АЧ

1681 е

сл

GO

СО CD

где V - объем регенерируемой кислоты,л; .Оду - загрузка сло АУ, кг; с - концентраци отработанной

HNO J, мае .дели; С - концентраци п-НБК, г/л. ,025-1681.e- - ° -0,78-° ; V

7,192 л.

Следовательно, на стадии адсорбции отрегенерировали 7,192 л HNOj..CopTношение между объемами сло АУ и очи щенной кислоты 1:110, Затем из сло ЛУ десорбируют п-НБК 0,5%-ньгм водным раствором аммиака при 90-95°С и скорости подачи десорбирующего агента 0,5-0,6 мл/мин. Дл полной десорбщто п-НБК необходимо 280 мл водного амз-Ш ака, при этом концентраци элюента по п-НБК 21-23 г/л. Дл вьделени п-НБК из элюента его подкисл ют концентрированной H2,S04 до рН 0,5-1,0, : Дл регенерации сло АУ от приме- ;сей используют ацетон при t в количестве 35 мл. Затем слой ; продувают вод ным паром в течение :30 МИН при Рк,,5 кг/см.

Результаты остальных экспериментов , проведенных в аналогичных услови х , сведены в таблицу, Осуществление процесса регенера- ;Ции отработанной HNOg, получаемой в ;1фоизводстве п-НБК на пилотной уста- :новке с загрузкой адсорбента 6 кг, ;подтверждает его высокую эффективность .

Предлагаемый способ прост в технологическом оформлении и экономичен, так как использует стандартное оборудование: насадочные колонны, емкости и насосы, осуществление процесса регенерации HNOg потребует минимального количества обслуживающего персонала . Процесс легко автоматизируетс .

Изобретение позволит- сократить расход HNOg в 2-2,5 раза, сократить расход №Ц, используемого дл нейтрализации отработанной кислоты, и вьще- лить приблизительно 20 кг п-НБК на ка адую 1 т готовой продуки 1и, существенно увеличиваетс чистота конечного продукта (количество динитропро- изводных уменьшаетс с 0,25 до 0,05% в целевом продукте),

За счет практически полного сокращени стоков и сброса их на биоочистные сооружени значительно повьпиаетс экологичность процесса.

Сущность предлагаемого способа заключаетс в том, что раствор отработанной азотной кислоты 20-50%-ной концентрации пропускают через слой АУ при соотношении объемов угл к раствору , равном 1:10-110, после чего п-нитробензойную кислоту извлекают из сло путем пропускани через него 0,5-2%-ного водного раствора NH.J , Na,,CO.,, NaOH ли КОН, а оставшиес

в слое нитропродукты извлекают из сло с помощью ацетона при 30-50°С.

При разбавлении ОК ниже 20% умень- J шаетс эффективность рецикла - необходима более концентрированна свежа азотна кислота, что неэкономично, а более 50%-ной азотной кислоты со стадии окислени п-нитротолуола не . 10 выходит, кроме того, при более высоких концентраци х азотной кислоты резко падает эффективность ее очистки на угл х.

Процесс адсорбции. п-НБК лимитиру- J5 етс взаимным вли нием органической и минеральной кислот, т.е. энергией, и характером гидратации - сольватации п-НБК и конкурирующей способностью азотной кислоты. По мере роста кон- 20 Центрации азотной кислоты с 20 до 50% происходит постепенное сокращение адсорбируёмости п- НБК, что св зано с увеличением гидратации - сольвата - ции этого соединени , а также увели- 25 чением вли ни самой азотной кислоты. Дл удобства использовани предлагаемого технического решени в технологической практике, наход т эмпирическую зависимость объема регенери- 3Q руемой азотной кислоты за один цикл . адсорбци - десорбци от Kot-тозиции ОК и загрузки угольной шихты:

,y..1681. ,. где V - объем регенерируемой ОК, л; 35 G,j - количество АУ в шихте, кг;

е - основание натурального логарифма;

с - концентраци азотной кислоты, .мае.доли;

С - концентраци ; п-НБК в ОК,г/л.

Из этой зависимости следует, что. в зависимости от концентрации азотной кислоты соотношение угл и отре- генерируемой кислоты составл ет 1: :10-110. Дл отработанной азотной кислоты 20%-ной концентрации это соотношение равно 1:110, а Дл азотной кислоты 50%-ной концентрации оно равно 1:10, 50

10

15

Фильтрат, полученный на стадии адсорбции, представл ет собой полностью очищенную азотную кислоту, готовую к повторному использованию на стадии окислени нитротолуола.

На стадии десорбции веществ из сло АУ осуществл етс селективное разделение п-НБК и сопутствующих примесей . Это достигаетс за счет переИз этой зависимости следует, что. в зависимости от концентрации азотной кислоты соотношение угл и отре- генерируемой кислоты составл ет 1: :10-110. Дл отработанной азотной кислоты 20%-ной концентрации это соотношение равно 1:110, а Дл азотной кислоты 50%-ной концентрации оно равно 1:10, 0

На стадии десорбции веществ из сло АУ осуществл етс селективное разделение п-НБК и сопутствующих примесей . Это достигаетс за счет пере

вода п-НБК в солевую форму, использу дл этого в качестве десорбирую-: -щего агента 0,5-2,0%-ный водный раствор щелочи (NH40H, NaOH, или КОН). Концентраци щелочного десорби- рующего агента определ етс следующими причинами. При концентрации щелочи менее 0,5% концентраци десорбируемой соли п-НБК (а затем и самой п-НБК, получаемой при подкислении элюента-) слищком мала дл достаточно полного вьиелени целевого продукта, а при концентрации щелочи 2,0% в процессе десорбции начинают элюироватьс и примеси других нитропродуктов (в основном динитропроизводные).

Уже при рН 7-8 п-НБК полностью переходит в соль. Благодар сильной гидратируемости неорганических солей п-НБК растворимость аммониевой, натриевой и калиевой солей почти в 100 раз больше, чем кислоты. Вследствие этого адсор бируемость солей п-НБК

значительно меньше, чем самой п-НБК и соответственно этому при десорбции щелочными растворами получаютс элю- енты с концентрацией, в 20-70 раз превышающей концентрацию исходных растворов.

Дл осуществлени многократности адсорбционного цикла .необходима .возможно полна регенераци сло АУ перед стадией адсорбции. В услови х десорбции п-НБК низкоконцентрированными водными растворами щелочей сопутствующие целевому компоненту нит- ропримеси остаютс в слое АУ. Дл «десорбции примесей необходимо использование органических растворителей-,- в которых растворимость этих соедине НИИ резко возрастает по сравнению с растворимостью в воде.,Наиболее эффективным десорбирующим агентом примесей п-НБК вл етс ацетон. В случае использовани ацетона адсорбционна активность сло восстанавливаетс на 98-99%.

При десорбции -остаточных примесей ацетоном при температуре ниже 30°С эффективность процесса низка - необходимо повышенное его количество дл полной десорбции примесей, при темпе1586997

0

5

0

5

0

5

0

5

0

ратуре выше эО С возможно вскипание ацетона, привод щее к нарушению гидродинамики процесса и осм.олению угл .

Дл удалени ацетона из сло АУ достаточно слой продуть воздухом в течение 15-20 мин, а затем промыть слой небольшим количеством воды иль пара при 92-94 С. После этого адсорбент готов к повторению цикла гщсорб- ци - десорбци - дегенераци .

Практика использовани адсорбционных процессов показывает, что в столь м гких услови х десорбции и регенера- ции слой АУ может работать в сотн Х циклов без заметной потери адсорбционной емкости.

Установлено, что активность АУ по п-НБК, а именно этот процесс опреде- л ет эффективность регенерации отработанной азотной кислоты, симбатно возрастает по мере увеличени микропористости адсорбента, вследствие чего в работе используют один из наиболее микропористых АУ типа СКТ-ба. Могут использоватьс и другие АУ, но при этом сокращаетс производи-, тельность процесса адсорбции п-НБК в соответствии с уменьшением объема микро- и мелких переходных пор адсорбента .

Использоваште предлагаемого способа позвол ет снизить расход азотной кислоты за счет повышени кoэффиц ieн- та рециркул ции, увеличить выход товарной п-НБК за счет ее повьшенного извлечени .

Claims

Формула изобретени

Способ регенерации отработанной 20-50%-ной азотной кислоты в производстве паранитробензойной кислоты,, включающий охлаждение кислоты и очистку от органических примесей, отличающийс тем, что, с целью повышени степени регенерации, очистку ведут пропусканием отработанной кислоты через слой активированного угл типа сернисто-калиевой активации торф ной при соотношении объемов угл к раствору, равном 1:(10- 110) .