一种低碱耗、低钠盐残留的硝基苯洗涤方法与流程

本发明涉及一种硝基苯洗涤方法，具体地说是一种低碱耗、低钠盐残留量的粗硝基苯洗涤方法。

背景技术：

1、硝基苯是重要的有机化工原料之一。其生产过程中产生硝基酚类易爆物质，一般地，可通过碱洗脱除硝基酚类物质。但因硝基苯中可溶解1％左右的水，碱洗后硝基苯中将残留部分硝基酚钠盐以及硫酸钠盐，难以完全除去，在下游使用过程中若涉及加热设备，存在盐类在加热设备表面析出，造成加热设备堵塞，甚至因硝基酚钠盐的存在而有安全风险。

2、中国专利cn113248385a提供了一种减低碱耗的方法，通过在碱洗前增加一级水洗，以降低碱洗前硝基苯中酸含量，进而实现碱洗后硝基苯中盐含量。

3、中国专利cn106278902b在增加一级水洗的基础上，通过碱洗液循环，以在降低碱耗的基础上增加碱洗效果，可将硝基苯中钠盐含量降低至5-8ppm。

4、以上两种方法都需要增加水洗单元，实现降低碱耗及钠盐残留量的过程中，增加了废水量，导致废水处理成本增加。

5、此外，在传统的一级碱洗过程中，为了确保酚的脱除效率，往往需要添加过量的碱液，存在碱液的巨大浪费。同时，因洗涤液中碱液浓度高，洗涤后硝基苯中残留钠盐仍然偏高，无法进一步降低。

6、因此，仍旧需要开发一种新的粗硝基苯洗涤工艺，降低碱耗并最终制备出钠盐含量低的硝基苯产品。

技术实现思路

1、本发明人发现硝基苯中酚类分单硝基酚，二硝基酚和三硝基酚，其中二硝基酚与三硝基酚因酚羟基数量多于单硝基酚，优先于单硝基酚与碱反应。在富含二硝基酚盐和三硝基酚盐的环境中，二硝基酚盐和三硝基酚盐中剩余酚羟基仍与单硝基酚竞争与碱的反应。由此造成一级碱洗工艺需消耗大量的碱量确保单酚的脱除率。

2、发明人基于以上发现，开发了一种两级碱洗工艺：一级碱洗以脱除酸分、二硝基酚和三硝基酚为目的。通过控制ph的方法精准控制碱添加量，在实现多酚脱除目的的同时，减少碱与多酚中第二/三个酚羟基的反应及洗涤液中碱残留量，同时降低一级碱洗后硝基苯中多酚残留量，以降低二级碱洗单酚脱除所需的碱过量率，综合实现降低碱耗和钠盐残留量，从而完成了本发明。

3、本发明的目的是提供一种低碱耗、低钠盐残留量的粗硝基苯洗涤方法，可以在不增加废水量的情况下，降低碱耗并最终制备出钠盐质量浓度低于2ppm的硝基苯产品。

4、为达到以上发明目的，本发明的技术方案如下：

5、一种低碱耗、低钠盐残留的粗硝基苯洗涤方法，包含如下步骤：

6、(1)将酸性粗硝基苯与来自二级碱洗的碱液以及部分新鲜碱液混合进行一级碱洗，静置分离后得到下层油相为一级碱洗后粗硝基苯，上层水相为碱洗废水；

7、(2)一级碱洗后粗硝基苯与来自中性水洗的洗涤液以及部分新鲜碱液混合进行二级碱洗，静置分离后得到下层油相为二级碱洗后粗硝基苯，上层水相为二级碱洗的碱液循环至步骤(1)的一级碱洗；

8、(3)二级碱洗后粗硝基苯与新鲜脱盐水混合进行中性水洗，静置分离后得到精硝基苯，中性水洗的洗涤液循环至步骤(2)的二级碱洗。

9、一些具体的实施方案中，步骤(1)中所述酸性粗硝基苯为苯硝化产物与催化剂硫酸静置分层后的油相；

10、优选地，所述酸性粗硝基苯中包括93wt％的硝基苯，6.5wt％的苯，0.3wt％的硫酸，0.2wt％总硝基酚，其中，总硝基酚中包含150ppm单硝基酚，其余为二硝基酚和三硝基酚。

11、一些具体的实施方案中，所述一级碱洗、二级碱洗或中性水洗在混合洗涤器中进行，优选采用釜式混合器或管式静态混合器；优选地，采用逆流洗涤。

12、一些具体的实施方案中，所述静置分离在分层器中进行，优选为储罐式分层器。

13、一些具体的实施方案中，所述新鲜碱液为质量浓度5％-32％的碱液，例如质量浓度为5％、8％、10％、12％、15％、17％、20％、25％、27％、29％、30％、32％的碱液，所述碱液优选为氢氧化钠水溶液或碳酸钠水溶液，优选为25％-32％氢氧化钠水溶液。不同浓度及碱液类型对洗涤效果的影响主要为于酚的洗脱效率不同，碱性弱的碱液所需的碱液量增加，可提升钠的洗脱效率但增加废水量。

14、一些具体的实施方案中，步骤(1)中二级碱洗的碱液与酸性硝基苯的体积流量比控制在1:3-3:1，例如1：3、1：2、1：1、1.5：1、2：1、2.5：1、3：1等；

15、优选地，通过添加新鲜碱液，控制一级碱洗的混合碱液ph在7-9之间，优选为7-8。

16、一些具体的实施方案中，步骤(2)中中性洗洗涤液与一级碱洗后粗硝基苯的体积流量比控制在1:3-3:1，例如1：3、1：2、1：1、1.5：1、2：1、2.5：1、3：1等；

17、优选地，通过添加部分新鲜碱液，控制二级碱洗的混合碱液ph在10-11之间，优选为10-10.5。

18、一些具体的实施方案中，步骤(3)中新鲜脱盐水与二级碱洗后粗硝基苯的体积流量比控制在1:3-3:1，例如1：3、1：2、1：1、1.5：1、2：1、2.5：1、3：1等。

19、一些具体的实施方案中，所述一级碱洗的洗涤温度为60℃-70℃，例如65℃，洗涤时间为3-10min，例如3min、4min、5min、6min、7min、8min、9min、10min等；一般的，洗涤时间超过3min即可满足洗涤需求，进一步延长洗涤时间对洗涤效果无明显影响。

20、所述二级碱洗的洗涤温度为60℃-70℃，例如65℃，洗涤时间为3-10min，例如3min、4min、5min、6min、7min、8min、9min、10min等；

21、所述中性水洗的洗涤温度为60℃-70℃，例如65℃，洗涤时间为3-10min，例如3min、4min、5min、6min、7min、8min、9min、10min等。

22、一些具体的实施方案中，洗涤得到的精硝基苯中钠盐含量不超过2ppm，总酚含量不超过2ppm。

23、与现有技术相比，本发明的积极效果在于：

24、本发明提供一种降低粗硝基苯洗涤碱耗并同时降低精硝基苯中钠盐残留量的方法，通过对硝基苯碱洗碱液的不同作用，并基于大量实验研究，通过分级碱洗，在保证酚类杂质脱除效率的前提下，在不增加废水量的情况下，实现碱液的精准添加，并同时降低精硝基苯中钠盐残留量。

25、本发明的洗涤方法，可将碱耗降低50％以上，且硝基苯中残留的钠盐量低于2ppm，总酚含量不超过2ppm。

技术特征：

1.一种低碱耗、低钠盐残留的粗硝基苯洗涤方法，其特征在于，包含如下步骤：

2.根据权利要求1所述的粗硝基苯洗涤方法，其特征在于，步骤(1)中所述酸性粗硝基苯为苯硝化产物与催化剂硫酸静置分层后的油相；

3.根据权利要求1或2所述的粗硝基苯洗涤方法，其特征在于，所述一级碱洗、二级碱洗或中性水洗在混合洗涤器中进行，优选采用釜式混合器或管式静态混合器；优选地，采用逆流洗涤。

4.根据权利要求1-3任一项所述的粗硝基苯洗涤方法，其特征在于，所述静置分离在分层器中进行，优选为储罐式分层器。

5.根据权利要求1-4任一项所述的粗硝基苯洗涤方法，其特征在于，所述新鲜碱液为质量浓度5％-32％的氢氧化钠或碳酸钠水溶液，优选为25％-32％氢氧化钠水溶液。

6.根据权利要求1-5任一项所述的粗硝基苯洗涤方法，其特征在于，步骤(1)中二级碱洗的碱液与酸性硝基苯的体积流量比控制在1:3-3:1；

7.根据权利要求1-6任一项所述的粗硝基苯洗涤方法，其特征在于，步骤(2)中中性洗洗涤液与一级碱洗后粗硝基苯的体积流量比控制在1:3-3:1；

8.根据权利要求1-7任一项所述的粗硝基苯洗涤方法，其特征在于，步骤(3)中新鲜脱盐水与二级碱洗后粗硝基苯的体积流量比控制在1:3-3:1。

9.根据权利要求1-8任一项所述的粗硝基苯洗涤方法，其特征在于，所述一级碱洗的洗涤温度为60℃-70℃，洗涤时间为3-10min；和/或

10.根据权利要求1-9任一项所述的粗硝基苯洗涤方法，其特征在于，洗涤得到的精硝基苯中钠盐含量不超过2ppm，总酚含量不超过2ppm。

技术总结
本发明提供一种低碱耗、低钠盐残留的硝基苯洗涤方法，包括如下步骤：通过两级碱洗，其中第一级碱洗用于中和残留硫酸、三硝基酚和大部分二硝基酚，第二级碱洗用于反应脱除残余二硝基酚和单硝基酚，最终通过中性水洗脱除残留盐含量，得到精硝基苯产品。本发明的方法通过分段碱洗，精准控制碱液加入量，避免碱液浪费，碱耗较传统洗涤工艺降低50％，且精硝基苯中钠盐残留量降低至2ppm以下。本发明的方法可以在不增加废水量的情况下，降低系统碱耗，同时降低精硝基苯中钠盐残留量且保证硝基苯中酚类杂质脱除至2ppm以下。

技术研发人员：陆洋,李艳杰,牛桂英,李江,赵东科,张宏科,赵宪庆,胡永红
受保护的技术使用者：万华化学集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17