氯苯绝热硝化反应后硝基氯苯粗品的洗涤除杂工艺

摘要

本发明公开了一种氯苯绝热硝化反应后硝基氯苯粗品的洗涤除杂工艺，其步骤是：(1)硝基氯苯粗品与减压闪蒸得到的冷凝水和第二次液－液分离得到的水相物料进行混合洗涤；(2)水相物料去废水处理，油相物料进入下一步；(3)油相物料、第三次液－液分离得到的水相物料以及中和剂混合洗涤；(4)水相物料作为第一次混合洗涤水，油相物料进入下一步；(5)油相物料与水混合洗涤；(6)水相物料作为第二次混合洗涤水，油相物料去分离精制。本发明工艺简单、操作容易、能量消耗少、节省洗涤用水量，减少废水量，副产物可回收利用，节约成本，便于实现大规模工业化。

说明书

技术领域

本发明涉及硝基氯苯粗品的洗涤除杂工艺，特别涉及一种氯苯绝热硝化反应后硝基氯苯粗品的洗涤除杂工艺，属于精细化工技术领域。

背景技术

氯苯绝热硝化制备硝基氯苯过程中，硫酸为催化剂，氯苯和硝酸发生硝化反应生成硝基氯苯。经连续绝热硝化反应后的物料采用减压闪蒸技术，将反应后的物料迅速冷却，蒸出水和未反应的原料氯苯；在减压闪蒸的同时将废酸浓缩，硝化反应后的物料经液-液分离，水相主要为硫酸水溶液，供硝化反应循环使用；油相为含有对硝基氯苯、邻硝基氯苯和间硝基氯苯混合物等的硝基氯苯粗品，硝基氯苯粗品通常需要经水洗、碱洗、水洗等操作除去混合物中的酸以及酚类化合物杂质后才能满足进一步分离要求，经过进一步分离得到邻硝基氯苯、间硝基氯苯和对硝基氯苯产品。

传统的硝基氯苯粗品的洗涤除杂工艺采用一次水进行混合洗涤，不但一次水消耗量大，而且产生大量的含有机物及硫酸盐的废水。

氯苯绝热硝化过程中产生的废水中含有多种有毒、有害有机物，一般难以生化转化。

发明内容

本发明的目的是提供一种分离过程简单、分离成本低、资源和能量消耗少的一种氯苯绝热硝化反应后硝基氯苯粗品的洗涤除杂工艺。

实现上述目的的技术方案是：一种氯苯绝热硝化反应后硝基氯苯粗品的洗涤除杂工艺，所述方法步骤如下：

(1)第一次混合洗涤：在混合洗涤设备中，将氯苯绝热硝化反应后的物料经减压闪蒸、油-水分离得到的硝基氯苯粗品与减压闪蒸得到的冷凝水和第二次液-液分离过程中得到的水相物料进行混合洗涤，经过混合洗涤物料进入下一步；

(2)第一次液-液分离：在液-液分离设备中，将上一步得到的物料进行液-液分离，经液-液分离后得到的水相物料去进一步废水处理，油相物料进入下一步；

(3)第二次混合洗涤：在混合洗涤设备中，将上述液-液分离后得到的油相物料及第三次液-液分离过程中得到的水相物料加入碱溶液作为中和剂进行中和反应，并同时进行混合洗涤，除去油相物料中的酸以及将物料中的酚类化合物杂质溶入水相中，经过混合洗涤物料进入下一步；

(4)第二次液-液分离：在液-液分离设备中，将上一步得到的物料进行液-液分离，分离后得到的水相物料作为第一次混合洗涤的洗涤用水进一步回收使用，油相物料进入下一步；

(5)第三次混合洗涤：在混合洗涤设备中，将上一步得到的油相物料进一步与水相物料进行混合洗涤，进一步除去物料中夹带的杂质；

(6)第三次液-液分离：在液-液分离设备中，将上一步得到的物料进行液-液分离，水相物料作为第二次混合洗涤用水循环使用，油相硝基氯苯混合物去进一步分离精制得到邻硝基氯苯、间硝基氯苯和对硝基氯苯产品。

进一步，所述的混合洗涤设备是搅拌釜、管式混合器或静态混合器中的任意一种。

进一步，第二次混合洗涤过程的中和剂为氢氧化钠或氢氧化钠与碳酸氢钠或氢氧化钠与碳酸钠组成的水溶液中任意一种，氢氧化钠水溶液的质量分数为1％-3％，碳酸钠或碳酸氢钠的质量分数为1％-5％，中和剂的用量为反应中和至pH＝8-10。

进一步，混合洗涤使用的洗涤水与硝基氯苯粗品的体积比为10∶1-1∶1，混合洗涤操作温度为40℃-80℃。

进一步，所述的液-液分离装置为沉降式或离心式或高效油-水分离器中的任意一种。

进一步，所述的液-液分离的操作温度为40℃-80℃。

本发明的氯苯绝热硝化反应后硝基氯苯粗品的洗涤除杂工艺的工作原理是：(1)将氯苯绝热硝化反应过程中产生的工艺水作为粗硝基氯苯的洗涤用水，一方面可以节省过程的洗涤用水，另一方面也能够减少过程的废水处理量，同时可以充分回收利用废水中的物料；(2)充分利用硝基氯苯在水中的溶解度极小的特点，得到的工艺水作为粗产品硝基氯苯的洗涤用水，将粗产品中夹带的硫酸和少量有机物进入水相中，利用闪蒸冷凝水中本身含有一定数量的氯苯和硝基氯苯，可减少洗涤过程中有机物的损失；(3)第二次混合洗涤中采用1％-3％质量分数的氢氧化钠水溶液为中和剂中和硝基氯苯粗品的硫酸，添加1-5％质量分数的碳酸氢钠或碳酸钠组成的水溶液可以进一步控制中和过程。

实现本发明需要的主要工艺设备为：混合洗涤器和液-液分离器等。

采用上述技术方案的优点是：(1)本发明首先将该工艺水作为硝基氯苯粗品的洗涤用水，一方面可以节省过程的洗涤用水，另一方面也能够减少过程的废水处理量，同时可以充分回收利用废水中的物料，提高产物收率，而且为反应产物的分离制备提供了非常有利的条件，有利于实现过程的清洁生产，大幅度降低了生产成本，便于实现大规模工业化；(2)第二次混合洗涤中采用1％-3％质量分数的氢氧化钠水溶液为中和剂中和硝基氯苯粗品的硫酸，添加1％-5％质量分数的碳酸氢钠或碳酸钠组成的水溶液可以进一步控制中和过程；(3)第三次混合洗涤后的水作为第二次混合洗涤水，第二次混合洗涤后的水和氯苯绝热硝化反应过程中产生的工艺水作为第一次混合洗涤水，实现洗涤水的循环使用，第一次混合洗涤后经液-液分离后得到的水相物料去进一步废水处理，处理废水量少。本发明工艺简单、操作容易、能量消耗少、副产物可回收利用，这大大节约了成本，便于工业化生产。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

主要工艺设备为：混合洗涤器和液-液分离器等。

如图1所示，一种氯苯绝热硝化反应后硝基氯苯粗品的洗涤除杂工艺，所述工艺步骤如下：

(1)第一次混合洗涤：在静态混合洗涤器中，将氯苯绝热硝化反应后的物料经减压闪蒸、油-水分离得到的硝基氯苯粗品与减压闪蒸得到的冷凝水和第二次液-液分离过程中得到的水相物料进行混合洗涤，混合洗涤使用的洗涤水与硝基氯苯粗品的体积比为10∶1，混合洗涤操作温度为80℃，将硝基氯苯粗品中夹带的硫酸和少量有机物进入水相中，经混合洗涤后的物料进入下一步；

(2)第一次液-液分离：在沉降式液-液分离器中，液-液分离操作温度为80℃，将上一步得到的物料进行液-液分离，经液-液分离后得到的水相物料去进一步废水处理，油相物料进入下一步；

(3)第二次混合洗涤：在静态混合洗涤器中，混合洗涤操作温度为80℃，将液-液分离后得到的油相物料、第三次液-液分离过程中得到的水相物料、加入碱溶液作为中和剂发生中和反应以及混合洗涤，混合洗涤使用的洗涤水与硝基氯苯粗品的体积比为5∶1，中和剂为氢氧化钠，氢氧化钠的用量为中和至pH＝8-10，除去油相物料中的夹带的硫酸以及将物料中的酚类化合物杂质，经过混合洗涤物料进入下一步；

(4)第二次液-液分离：在沉降式液-液分离器中，混合洗涤操作温度为80℃，将上一步得到的物料进行液-液分离，分离后得到的水相物料作为第一次混合洗涤的洗涤用水进一步回收使用，油相物料进入下一步；

(5)第三次混合洗涤：在静态混合洗涤器中，混合洗涤操作温度为80℃，将上一步得到的物料进一步与水进行混合洗涤，混合洗涤使用的洗涤水与硝基氯苯粗品的体积比为10∶1，进一步充分除去物料中夹带的少量有机物杂质；

(6)第三次液-液分离：在沉降式液-液分离器中，将上一步得到的物料进行液-液分离，水相物料作为第二次混合洗涤用水循环使用，油相硝基氯苯混合物满足进一步分离精制条件，进一步分离精制得到邻硝基氯苯、间硝基氯苯和对硝基氯苯产品。

实施例二

主要工艺设备为：混合洗涤器和液-液分离器等。

如图1所示，一种氯苯绝热硝化反应后硝基氯苯粗品的洗涤除杂工艺，所述工艺步骤如下：

(1)第一次混合洗涤：在釜式搅拌混合洗涤设备中，混合洗涤操作温度为40℃，将氯苯绝热硝化反应后的物料经减压闪蒸、油-水分离得到的硝基氯苯粗品与减压闪蒸得到的冷凝水和第二次液-液分离过程中得到的水相物料进行混合洗涤，混合洗涤使用的洗涤水与硝基氯苯粗品的体积比为1∶1，将硝基氯苯粗品中夹带的硫酸和少量有机物进入水相中，经混合洗涤后的物料进入下一步；

(2)第一次液-液分离：在离心式液-液分离器中，液-液分离操作温度为40℃，将上一步得到的物料进行液-液分离，经液-液分离后得到的水相物料去进一步废水处理，油相物料进入下一步；

(3)第二次混合洗涤：在釜式搅拌混合洗涤设备中，混合洗涤操作温度为40℃，将液-液分离后得到的油相物料、第三次液-液分离过程中得到的水相物料、加入碱溶液作为中和剂发生中和反应以及混合洗涤，中和剂为质量分数为2％的氢氧化钠与5％的碳酸氢钠的混合物，中和剂的用量为中和至pH＝8-10。混合洗涤使用的洗涤水与硝基氯苯粗品的体积比为5∶1，除去油相物料中的夹带的硫酸以及将物料中的酚类化合物杂质，经过混合洗涤物料进入下一步；

(4)第二次液-液分离：在离心式液-液分离器中，液-液分离操作温度为40℃，将上一步得到的物料进行液-液分离，分离后得到的水相物料作为第一次混合洗涤的洗涤用水进一步回收使用，油相物料进入下一步；

(5)第三次混合洗涤：在釜式搅拌混合洗涤设备中，混合洗涤操作温度为40℃，混合洗涤使用的洗涤水与硝基氯苯粗品的体积比为10∶1，将上一步得到的物料进一步与水进行混合洗涤，进一步充分除去物料中夹带的少量有机物；

(6)第三次液-液分离：在离心式液-液分离器中，将上一步得到的物料进行液-液分离，液-液分离的操作温度为60℃，水相物料作为第二次混合洗涤用水循环使用，油相硝基氯苯混合物满足进一步分离精制条件，进一步分离精制得到邻硝基氯苯、间硝基氯苯和对硝基氯苯产品。

实施例三

主要工艺设备为：混合洗涤器和液-液分离器等

如图1所示，一种氯苯绝热硝化反应后硝基氯苯粗品的洗涤除杂工艺，所述工艺步骤如下：

(1)第一次混合洗涤：在管式混合洗涤器中，混合洗涤操作温度为60℃，将氯苯绝热硝化反应后的物料经减压闪蒸、油-水分离得到的硝基氯苯粗品与减压闪蒸得到的冷凝水和第二次液-液分离过程中得到的水相物料进行混合洗涤，混合洗涤使用的洗涤水与硝基氯苯粗品的体积比为1∶1，将硝基氯苯粗品中夹带的硫酸和少量有机物进入水相中，经混合洗涤后的物料进入下一步；

(2)第一次液-液分离：在高效油-水分离器中，将上一步得到的物料进行液-液分离，经液-液分离后得到的水相物料去进一步废水处理，油相物料进入下一步；

(3)第二次混合洗涤：在管式混合洗涤器中，混合洗涤操作温度为60℃，将液-液分离后得到的油相物料、第三次液-液分离过程中得到的水相物料、加入碱溶液作为中和剂发生中和反应以及混合洗涤，中和剂为质量分数为1％的氢氧化钠与5％的碳酸钠的混合物，中和剂的用量为中和至pH＝8-10，混合洗涤使用的洗涤水与硝基氯苯粗品的体积比为5∶1除去油相物料中的夹带的硫酸以及将物料中的酚类化合物杂质溶入水相中，经过混合洗涤物料进入下一步；

(4)第二次液-液分离：在高效油-水分离器中，液-液分离操作温度为60℃，将上一步得到的物料进行液-液分离，分离后得到的水相物料作为第一次混合洗涤的洗涤用水进一步回收使用，油相物料进入下一步；

(5)第三次混合洗涤：在管式混合洗涤器中，混合洗涤操作温度为60℃，将上一步得到的物料进一步与水进行混合洗涤，混合洗涤使用的洗涤水与硝基氯苯粗品的体积比为10∶1，进一步充分除去物料中夹带的少量有机物；

(6)第三次液-液分离：在高效油-水分离器中，液-液分离操作温度为60℃，将上一步得到的物料进行液-液分离，水相物料作为第二次混合洗涤用水循环使用，油相硝基氯苯混合物满足进一步分离精制条件，进一步分离精制得到邻硝基氯苯、间硝基氯苯和对硝基氯苯产品。

本发明中将工艺水作为硝基氯苯粗品的洗涤用水，一方面可以节省过程的洗涤用水量，另一方面也能减少过程的废水处理量，同时可以充分回收利用过程的物料，循环利用废水，废水的处理量大大降低，是一种清洁生产工艺。

除上述各实施例，本发明的实施方案还有很多，凡采用等同或等效替换的技术方案，均在本发明的保护范围之内。

在混合洗涤和液-液分离过程中，当操作温度在40℃-80℃之间时，油相中会有部分对硝基氯苯结晶析出，这种情况下本发明的工艺方案同样适用。