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第39卷第10期
化工技术与开发
Vo1. 39 No10
2010年10月
Technology Development of Chemical Industry
Oct.2010
硝基萃生产中的节水措施
姜新亮
(中国石化集团南京化学工业有限公司,江苏南京210048
摘要:介绍了硝基苯生产的典型工艺,通过改造使系统中外排的各种水得以回收利用,达到了节水减排的目的。
关键词:硝基苯;生产;废水;凝结水;回用
中图分类号:TQ241.1
文献标识码:B
文章编号:1671-9905(2010)10-0057-03
硝基苯(俗称人造苦否仁油)是一种剧毒有机与水后进入精馏塔,再除去重组分(主要为硝基酚、
物,有像杏仁油的特殊气味,化学式为 CSHSNO2。硝基酚钠、二硝基苯、硫酸钠和硝酸钠等)后便获取
纯品是几乎无色至淡黄色的晶体或油状液体,不溶精硝基苯。硝基苯生产中产生的废水用汽提塔回收
于水。硝基苯是工业上制备苯胺和苯胺衍生物(如扑其中的有机物(主要为硝基苯)后,剩下的废水被送
热息痛)的重要原料,同时也被广泛用于橡胶、杀虫往生化处理装置集中处理后达标排放。其化学反应
剤、染料以及药物的生产,亦被用于涂料溶剂、皮方程式如下:
革上光剂、地板抛光剂等。其主要是通过使用浓硝主反应:cH4+BNOっsO-CHNO2+HO
5060℃
酸和浓硫酸的混合物对苯进行硝化反应来制备,是
个典型的亲电芳香取代反应。
副反应:Cs+HINO
HS04→ CSHSOH+HNO2;
目前硝基苯的工业生产主要采用混酸硝化法。
CEASNO2+HIVO。HSOA-→C6FH4CNO2+H20;
一般有2种工艺,一种是传统的等温硝化法,另一
H,SO
CEHSOH+ NHNO
种是绝热硝化法。绝热硝化法在国内还没有应用到
大规模生产中,国内普遍采用传统的等温硝化法,
HO-C6H(NO2)+H20 (n=1-3)
HNO3+NAOH- NANO? +H,0
即苯硝化后经中和、分离、水洗,获得粗硝基苯,
粗硝基苯进一步精制获得精硝基苤。
H2SO&+ 2NAOH- Na2so]+2H2 O
HO-C6H5-N-(NO2)+ NAOH-
1硝基苯装置生产工艺概况
NAO-COHS-4-(NO2)+H2O (n=1-3 )o
生产工艺流程图见图1
中国石化集团南京化学工业有限公司苯化工
(ー
部现有2套硝基苯生产装置,生产能力分别为7.5
1化登
24特
化
万ta和15万ta。均采用四釜串联硝化法,即混酸
与酸性苯及循环废酸(主要为68%硫酸)连续送入
1#硝化釜反应器,依次溢流至2#、3#和4#硝化釜,
中和?喜
中冷高
高
分别控制不同的温度进行反应以保证其转化率,反
应后的物料溢流至硝化分离器,通过重力沉降实现
硝基苯与废酸的分离;一部分废酸用于系统内循
?分
球t
环,一部分进人萃取崟,经萃取分离器分离出酸性
水
苯和废酸。萃取后的废酸被用于滉酸配制和硫基肥
装置。酸性硝基苯经中和、水洗、分离等操作后,
球他
得到中性硝基苯粗品。硝基苯粗品经初馏塔脱去苯
图1硝基苯生产工艺流程
收稿日期:2010-05-12
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化工技术与开发
第39卷
2改造前各工序(系统)用水情况
蒸气会与空气形成气体混合物,当达到爆炸极限
后,遇到火源就可能会燃烧甚至爆炸,后果不堪设想。
2.1中和工序
根据生产经验,从初馏塔顶蒸出的水有12th左右。
从硝化分离器分离出来的酸性硝基苯中含有
此外,硝基苯预热器在使用过程中,会不断有
少量的硝酸、硫酸、硝基酚等,为了减少对设备的析出的钠盐附着在预热器的列管上,不仅堵塞了列
腐蚀并使其有效去除,需要使用液碱进行中和反管,也是了巨大的安全隐患。此时就须将该预热器
应,生成溶于水的钠盐(硝酸钠、硫酸钠、硝基酚切出,用水对其进行蒸煮清洗,以除去附着在列管
钠)同时需加入6th左右的水进行混合,以达到上的钠盐(尤其是硝基酚盐),用于蒸煮清洗预热
充分混合反应的目的。根据工艺设计,这6th的水器的水则是来自外管的清江水。在生产负荷较高的
一部分来自硝基苯废水汽提塔顶下料,按正常生情况下,预热器几乎7d就要蒸煮1次,每次持续
产,塔顶下料可提供2.5th左右的水,剩下的3.5th用水达0.5h,耗清江水7t次左右,从预热器出来
的水则全部从外管脱盐水补给。中和后的6th左右的水去往废水罐。
的废水则全部去往废水鑪。
2.4真空系统
2.2水洗工序
为确保安全和降低能耗,在硝基苯精制过程中
从中和工序分离出的粗硝基苯则进入一级水采用的是减压蒸馏方式,即给初、精馏塔带真空,
洗工序,将中和工序生成的钠盐进行一次水洗去而提供真空系统的设备是水环真空泵。水环真空泵
除。该工序用水主要为二级水洗套用水,正常生产使用的工作液为循环水,由于受循环水水质及环境
条件下,则需7h左右的水洗水,套用水量不足,温度的影响,作为工作液的循环水需要采用连续直
则从外管补充2h左右脱盐水。从一级水洗分离器排的方式才能维持工作液较低的温度(在炎热的夏
分离出的的废水则全部去往废水罐,分离出粗硝基季尤为严重),以便提供足够高的真空度。而且循
苯则进入二级水洗工序,对粗硝基苯进行二次洗环水中还含有水垢、各种菌类和藻类等杂质,它何
涤。该工序所需5th左右的水洗水则全部来自外管易附着在工作液的换热器列管上,严重影响换热效
脱盐水。
果。根据估算,初、精馏真空泵直排地沟水高达4h。
2.3精制工序
2.5凝结水系统
经过二级水洗后的粗硝基苯经预热器预热后
由于硝基苯装置配套有硝基苯加氢制苯胺装
进入硝基苯初馏塔,从塔顶脱去未反应完全的苯以置,在这两套装置中有高、中、低压管网及各种蒸
及粗硝基苯中所夹带的水。由于设计不够合理、操汽换热设备,蒸汽管网的疏水采用直排地沟的方式
作条件苛刻等因素,苯与水在苯水分离器中不能很进行,换热器蒸汽的冷凝水采用直排和回软水两
好分离。混有较多水的苯通过回流进入初馏塔,给种方式进行,初步估算,被直排地沟的软水高达6th,
初馏塔的稳定操作带来一定难度,还会导致有硝基不仅浪费了大量水资源,也增加了废水排放总量。当
苯被蒸出,破坏了生产的平衡;同时,含有水的苯软水罐中软水不足时,再通过外管脱盐水补给。
被送往苯罐后,水就会沉积在贮罐底部,随着生产
的连续运行,贮罐内的水量也在不断增加,这样水3节水改造措施
就会与苯一同送往至萃取釜,水进入萃取釜后,废3.1蒸汽凝结水回收利用
酸被稀释,增加了对设备的腐蚀能力,影响了下游工
为了节约水资源、达到一水多用的目的,我们
序。为稳定生产,原来采用的是间歇对苯罐进行人对蒸汽及软水系统进行了改造。除了必要的锅炉蒸
工放水。水放完与否完全依靠人的主观判断。因为汽系统排污之外,将所有直排凝结水全部回收至软
苯与水几乎都为无色液体,肉眼无法准确观测是否水罐。由于在苯胺装置蒸汽锅炉系统中加人了一定
将水放完。从苯罐中放出的水是苯的饱和水溶液,量的 Nagpo4对水进行软化处理,所以回收的凝结
放出后是