一種酸套用連續化硝化制備2,5-二氯硝基苯的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一條連續化硝化制備2, 5-二氯硝基苯的生產工藝，尤其在過程中實 現廢酸回收套用。
【背景技術】
[0002] 2, 5-二氯硝基苯(簡稱2, 5-DCNB)主要用于制備2, 5-二氯苯胺、紅色基3GL、大紅 色基RC等，也是氮服增效劑，有固氮保服作用。目前工業化生產的主要工藝路線，是W對二 氯苯為原料，經硝酸和濃硫酸配制混酸硝化，堿洗，水洗，脫輕等工序制備2, 5-DCNB。
[0003] 該方法采用間歇方式生產2, 5-DCNB，存在生產裝置投資大，產能低，工序繁瑣，操 作強度大等缺點，改用連續化硝化，可W較好的解決上述問題。專利CN1062899A提到一種 可硝化芳香族化合物的連續化硝化方法，但限制該化合物范圍要求與水形成共沸物為氯化 苯、苯和甲苯，同時過程中未提及硝化廢酸的處理及回收套用工作。
[0004] 硝化反應結束產生大量廢酸含有75-80%硫酸，0. 5-0. 8%有機物，4000-6000ppm hn〇3,難W回收利用，通常采用低價或貼錢給下游化服企業，用于生產氮服，增加了生產成 本，不利于大規模實施。關于2, 5-DCNB硝化廢酸處理回收，專利CN102390820A提到一種從 硝化廢酸中回收硝酸的方法，將被硝化原料加至硝化廢酸中，控制一定反應溫度時間，確保 硝化廢酸中硝酸反應完全，反應后靜置分層，有機物套用于下批次混酸硝化，廢酸負壓狀態 下蒸發濃縮除去水分，但專利中未涉及到濃縮后廢酸套用于下批次硝化工作。
[0005] 濃縮后廢酸套用于下批次硝化反應過程中，油相酸相界面會出現乳化層，嚴重時 靜置幾十個小時仍不分層，造成設備的生產能力降低、物料損失、耗堿量增大和廢水量增 多。有文獻報道乳化層主要是硝化反應過程中產生亞硝醜硫酸絡合物的造成，產生的原因 主要是硫酸脫水值(簡稱D. V. S值)、反應溫度的控制，但是未提及D. V. S值和反應溫度的控 制范圍。
[0006] 針對現有間歇方式生產2, 5-DCNB過程存在的問題，本文意在提供一條解決方案， 采用硝化連續方式制備2, 5-DCNB，過程中實現廢酸回收穩定套用工作。
【發明內容】
[0007] 本發明針對現有對二氯苯硝化制備2, 5-DCNB過程，采用間歇方式生產，廢酸無法 套用，產品質量收率有波動等缺點，提供一條連續化硝化制備2, 5-DCNB的工藝方案，反應 過程中放熱通過熱交換介質移出從而確保過程中溫度控制穩定，同時通過一系列后處理工 序實現廢酸循環套用。
[0008] 本發明提供一條酸套用連續化硝化制備2, 5-DCNB的工藝方案，其特征在于采用 硫酸和硝酸配制混酸，混酸和對二氯苯同時進入H級蓋(環）式連續化反應器進行硝化反 應，從第H級蓋(環）式反應器出來硝化反應液在分層器中靜置分層得到硝化油層和硝化廢 酸，硝化油層堿洗、水洗脫輕得到2, 5-DCNB成品。硝化廢酸加入對二氯苯萃取酸層中有機 物，同時消耗酸層中殘留hn〇3,萃取畢分層得到萃取油層和萃余廢酸，萃取油層用于下批次 硝化，萃余廢酸濃縮后與硝酸配制混酸用于下批次硝化，套用過程中會產生少量乳化層，該 乳化層通常與硝化油層合并后堿洗水洗。
[0009] 本發明采用工藝方案如下：
[0010] 一條酸套用連續化硝化制備2, 5-DCNB的工藝方案，所述工藝方案包括：
[0011] (1)混酸配制；為了確保硝化廢酸正常循環套用，同時盡可能減少不希望副產物二 硝的生成，2, 5-DCNB硝化反應D. V. S值控制在3. 5-4. 5,硝酸與對二氯苯的摩爾比(硝酸比） 1. 00-1. 05 ;1，采用90%硫酸和98%濃硝酸做原料，硫酸與硝酸摩爾比1. 07-1. 78 ;1，混酸配 制蓋先投90%硫酸，滴加98%濃硝酸配制混酸，滴加濃硝酸過程中控制溫度《4(TC。
[0012] (2)硝化連續化；將步驟（1)得到混酸與對二氯苯W重量比1. 27-1. 78 ;1比例進入 連續化反應器，采用H級蓋(環)式連續化，為了確保硝化廢酸正常套用，硝化連續化1#反應 蓋溫度控制在56-6(TC，停留時間2-化，2#反應蓋反應溫度56-65C，停留時間1-化，3#反 應蓋反應溫度56-7(TC，停留時間1-化，3#反應蓋溢流至分層器物料65-7(TC靜置4-她分 別得到硝化油層和硝化廢酸。
[0013] (3)堿洗水洗脫輕；將步驟（2)得到硝化油層經過堿洗、水洗和負壓蒸觸方式脫輕 得到含量大于99. 8%2, 5-DCNB成品。
[0014] (4)萃取濃縮；將步驟（2)得到硝化廢酸加入與硝化反應投料量相同的對二氯 苯進行萃取，萃取溫度56-65C，萃取畢靜置分層得到萃取油層和萃余廢酸。萃余廢酸 在-0. 095Mpa真空下，濃縮至蓋溫185C結束得到90%硫酸。
[00巧](5)硝化套用；將步驟（4)得到濃縮后90%硫酸與98%濃硝酸按照步驟（1)中混酸 組成比例配制，配制混酸與步驟（4)得到萃取油層按照步驟（2)比例方式進入連續化反應 器，反應溫度與停留時間與步驟（2)保持一致，廢酸套用于硝化反應分層過程中會有占硝化 油層重量比例《0. 5%乳化層，乳化層主要成分2, 5-DCNB、廢酸等，分層過程后與硝化油層 合并進行堿洗水洗。
[0016] 本發明相對于傳統工藝存在W下優勢：
[0017] 1.工藝流程簡單，產能大，設備投資少，勞動強度小。本發明采用H級蓋(環)式連 續化，與通用連續化反應方式相似，工藝流程簡單。采用連續化硝化方式制備2, 5-DCNB，根 據計算相同設備有效容積是間歇方式的2-3倍，產能大，設備投資小。另外采用連續化方 式，能夠顯著降低操作人員的勞動強度。
[0018] 2.實現硝化廢酸回收循環套用。本發明通過控制反應過程中D. V. S值和反應溫 度，實現了硝化廢酸的回收及循環套用工作，減少原料硫酸用量消耗，減輕環保壓力，降低 生產成本，實現綠色化學生產。
[001引 3.連續化硝化得到2, 5-DCNB產品質量和收率穩定。本發明采用連續化硝化，相較 間歇操作，各項工藝參數控制相對比較平穩，得到2, 5-DCNB產品質量和收率也比較穩定。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發明廢酸連續化硝化制備2, 5-DCNB的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[00川 實施例1
[0022] 1000ml玻璃反應蓋投90%硫酸535. 16g，控制好攬拌速度，緩慢滴加98%硝酸 288. 18g配制混酸，滴加硝酸過程控制溫度《4(TC，混酸中硫酸；硝酸；水重量比例為58. 5 : ：M. 3 ;7. 2。
[0023] 連續化硝化采用H只體積分別為1000ml、500ml、500ml玻璃反應蓋串聯，每蓋有 效體積分別為500ml、248ml、248ml共計996ml。過程中控制D. V. S值3. 5,硝酸比1. 03,1 級反應蓋溫度56-6(TC停留時