[发明专利]纯化来自粗芳族硝基化合物再加工的废水的方法

说明书

本发明涉及纯化来自芳族化合物的硝化的粗芳族硝基化合物的方法，包括进行一次或多次以下清洗步骤(a)：

(a)使粗芳族硝基化合物(N-in)与水相(W-in)接触并且分相以获得有机相(N-res)和水相(W-res)，

其中至少一种反乳化剂(D)存在于一个或多个清洗步骤(a)中。

芳族硝基化合物特别是单硝基苯在商业方法中通常通过用硝酸和硫酸的混合物（已知作为硝化酸）直接硝化苯而制备。该反应为两步反应，反应速率通过相之间的传质和化学动力学而测定。工业上特别重要的是连续方法，并且绝热反应方法在近来特别重要。

由芳族起始化合物的硝化而获得的反应产物（粗产物）特别是单硝基苯首先作为两相混合物而获得，有机相除包括有机硝基化合物外还包括另外的有机副产物和未转化的有机原料。除有机组分例如单硝基苯和苯外，该过程的水相还包括未消耗的硝化酸。根据现有技术，含有酸的水相通常在酸集中器（硫酸浓缩，SAC）中浓缩并且再循环至硝化反应。

由硝化获得的有机相—在下文中称作粗芳族硝基化合物(N-in)—被有机次要组分例如二硝基苯、苯、硝基酚和硝化酸所污染，并且需要从环境角度满足废液关于能量和加工成本、收率和纯化的高需求。用于粗芳族硝基化合物后处理的方法已知于现有技术。

通常，在从含酸的水相移除粗芳族硝基化合物特别是粗单硝基苯之后进行至少一次清洗操作以用水或水溶液洗去粗芳族硝基化合物。

由上述清洗操作得到的水相（在下文中称作废水）除水和盐外还包括有机化合物如单硝基苯、二硝基苯、硝基酚（单硝化酚和多硝化酚）以及苯。

在将废水引入至生物废水处理（水处理工厂）前废水的不想要的有机组分所需的消耗占据了很高比例的安装用于制备芳族硝基化合物的

资金成本。

EP 1 593 654 A1记载了后处理来自清洗粗硝基苯而得到的废水的方法，粗硝基苯通过苯与硝化酸绝热硝化而制备并且然后在酸性洗液中清洗并且然后在碱性洗液中清洗以获得含有浓度为100至3000ppm的苯和浓度为1000至10 000ppm的硝基苯。没有以溶解形式存在的苯和/或硝基苯然后由碱性废水分离，并且然后残留的苯和/或硝基苯任选地由碱性废水通过汽提而移除。碱性废水随后在高压下加热至150至500℃同时排除氧。然而，根据现有技术的酸性废水就进一步的后处理而言是不利的。其通常包括在提供至生物废水处理前另外需要复杂地移除的组分。酸性废水通常在下游的纯化步骤中另外导致腐蚀问题，这仅能通过另外的复杂技术补救。

根据现有技术而获得的废水在所有步骤另外包括硝基苯氧化物或硝基酚，导致所有废水必须进行复杂的和昂贵的热解分解。因此需要提供纯化粗芳族硝基化合物的方法，其提供至多一部分废水至热解水处理。

有机组分可以从废水移除，例如通过一步或多步用苯萃取。一种已知的方法为有机组分用蒸汽一步或多步汽提，其特别是移除低沸点有机杂质，并且随后热解或氧化分解仍存在于所得的废水中的有机组分。

例如，EP 0 953 546 A2记载在10至300巴下将废水加热至150至350℃而使废水中的芳族硝基化合物降解的方法。EP 0 953 546 A2描述了由此处理的废水可以生物纯化。

然而，根据现有技术的水性废水中的硝基化合物的降解形成氨水，其在生物水处理工厂中具有不利的影响。提供至生物废水处理的含NH₃废水首先进行硝化。硝化是指将氨(NH₃)细菌氧化为硝酸根(NO₃^-)。其由两个偶合的过程组分组成：第一部分，将氨氧化为亚硝酸根，其在第二过程组分中氧化为硝酸根。硝化伴随产生酸（形成H⁺）；pH降低，除非所形成的酸被中和，例如通过与碳酸钙(CaCO₃)反应而中和。形成的酸加重水的缓冲能力并且可以酸化水或土壤。由于硝化微生物仅在中性至略偏碱性范围进行新陈代谢，所以酸化会防止铵/氨的完全转化，其在废水处理工厂中对鱼是有毒性的（抑制作用）。

形成的硝酸盐在另外步骤的生物废水处理中随后进行反硝化以形成N₂。反硝化应理解为是指硝酸盐(NO₃^-)中的氮键通过特定的异养细菌或某些自养细菌而转化为氮气(N₂)，因此其称为反硝化物（denitrificant）。

因此，由现有技术得到的废水仅在复杂地加工以移除所有硝基酚后才可以被送至生物废水处理。