[发明专利]由用硝化酸硝化甲苯制备二硝基甲苯得到的工艺废水蒸馏分离二硝基甲苯的方法

说明书

本发明涉及一种由在硝化酸硝化甲苯制备DNT时获得的工艺废水蒸 馏移除二硝基甲苯(DNT)的方法。在上述制备DNT的方法中获得各种工艺 废水，即在此工艺中不能被进一步利用或其利用不经济并且被供入废水处 理的水流。对于该处理，对化学化合物的可允许残留浓度规定了严格限值； 例如，尤其对硝基芳香族化合物的限值非常低，因为它们难以生物降解。

因此，开发了各种方法以减少在制备DNT工艺时获得的工艺废水的 量及其对化学物质，尤其是有机物质的负载量。

DE-B10356499描述了一种精馏亚共沸浓缩含NOx的含水稀释废混 合酸的方法，所述酸通常在消耗硝酸的设备，但尤其在硝化设备的洗涤工 艺中获得，并且其主要包含亚共沸组合物中的硝酸、硫酸、水和有机物。 精馏含水废酸而不改变其pH值，即在消耗硝酸的设备中获得的pH，因此 pH值在酸性范围内。虽然该方法可通过精馏塔的顶部物流移除一部分硝基 有机物，尤其是单硝基甲苯(MNT)和DNT，如实施例中实施的那样，但是 这仅移除供入精馏的含水废酸物流的硝基有机物负载量的大约一半，特别 是约2.0重量％至约1.0重量％。

US6,506,948描述了一种处理由甲苯和硝酸、硫酸反应制备DNT得到 的废水的方法，其中甲苯用作MNT和DNT的萃取剂。缺点是甲苯萃取剂 需要额外的回路，该方法需要增加的能耗来处理萃取剂，以及导致整个设 备需要防爆设计的安全问题。

DE10143800描述了一种减少DNT制备时获得的废水的量的方法， 根据该方法，首先通过重量法由在硫酸浓缩获得时的工艺废水移除未溶解 的MNT和DNT，所述重量法即通过基于水相和有机相的密度差异的相分 离，将这样预净化的工艺废水中和，并且随后通过蒸汽汽提从中移除MNT， 此后这样净化的工艺废水可通过洗涤DNT再循环到设备中。缺点是，在 所述工艺条件下(pH中性工艺废水的蒸汽汽提)，DNT仅被移除一小部 分并且留在工艺废水中(DE-C10143800第16段)，并因此明显干扰了 下游废水处理的长期稳定操作。

WO97/38770描述了在硝酸(25-60％)存在下蒸馏包含DNT的废水。 蒸气流几乎不含DNT(<50重量ppm)并且供入蒸馏的DNT留在底部流出 液中，这大大损害了下游废水处理的长期稳定操作。

因此，本发明的目的是提供一种可显著降低来自DNT制备的工艺废 水中的DNT含量的方法，所述DNT是通过将甲苯和硝酸以简单方式反应 而不使用额外的有机辅助流而制备的。下游废水处理设备的寿命应被延长， 并且在水处理设备中基于该废水流的化学需氧量应减少。

方案在于一种由用硝化酸硝化甲苯制备二硝基甲苯得到的工艺废水蒸 馏移除二硝基甲苯的方法，其包括

-将工艺废水碱化至pH值>8.5，

-将其供入汽提塔的上部并且

-用蒸汽对其逆流汽提以获得

载有二硝基甲苯的蒸气流以及

与所用工艺废水相比，贫二硝基甲苯的底部物流。

已经发现，通过蒸汽汽提、通过在将工艺废水供入蒸汽汽提前碱化其 pH值可以显著移除由甲苯和硝化酸反应制备DNT得到的工艺废水中的 DNT。

DNT通常以连续工艺通过用硝化酸(一种硫酸和硝酸的混合物)硝化 甲苯进行制备，在第一工艺步骤中获得MNT并在第二工艺步骤中获得 DNT。除了主要的DNT产物之外，形成的副产物尤其是硝基甲酚。DNT 通过反应水稀释的硫酸移出并且用稀硝酸、碳酸钠溶液和水进行多级洗涤。 DNT洗涤得到的碱性废水是第一工艺废水流，其特别仍包含MNT、DNT 和硝基甲酚并且pH值>8.5，可对该第一工艺废水流进行本发明的蒸汽汽 提贫化，并且下面将其称为物流1。

在硝化中获得并且具有约71重量％浓度的反应水稀释的硫酸通过加 热而浓缩，通常以若干阶段进行，特别在第一阶段浓缩至至多大约90重量 ％并且在第二阶段浓缩至至多大约94重量％，从而能够再次再循环到甲苯 的硝化中。大约71重量％硫酸的浓缩中获得的工艺废水下面被称为物流2。 物流2可供入本发明贫化DNT的工艺，单独或与物流1合并碱化至pH值 >8.5。