[发明专利]用于连续生产二硝基甲苯的方法中的废气净化

说明书

本发明涉及一种生产二硝基甲苯的方法，包含以下步骤：a)用硝酸和硫酸的混合物将甲苯硝化，随后分离硝化过程中形成的含硫酸的水相，其中获得粗的二硝基甲苯，b)用中性和/或碱性水洗液洗涤粗的二硝基甲苯，其中在分离最后一次洗涤中使用的洗液之后，获得预纯化的二硝基甲苯，其除了二硝基甲苯外还至少包含水，和c)从预纯化二硝基甲苯中分离水，d)收集来自步骤a)、b)和/或c)的废水，e)任选用甲苯萃取来自步骤d)的收集废水，和将由此获得的有机相再循环进入步骤a)中，f)在甲苯汽提器中从来自步骤d)的收集废水中，或如果进行任选的步骤e)，从来自步骤e)的萃取废水中去除甲苯，由此获得含甲苯的废气流，g)将来自步骤a)、b)、c)、d)、e)或f)的至少一个废气流送入废气冷凝器中，并且在该废气冷凝器中去除该至少一个废气流中存在的甲苯，其中该方法包含进一步的步骤：h)将在步骤g)中甲苯冷凝出之后产生的废气流送入至热废空气纯化，其中向要送入废气冷凝器的废气流中或要离开废气冷凝器的废气流中加入氮气，其中废气流中的氮气浓度优选调节为至少0.1 vol%，特别优选调节为至少0.5 vol%。

本发明涉及一种生产二硝基甲苯的方法，包含以下步骤：

a)用硝酸和硫酸的混合物将甲苯硝化，随后分离硝化过程中形成的含硫酸水相，获得粗的二硝基甲苯，

b)用中性和/或碱性水洗液洗涤粗的二硝基甲苯，其中在分离最后一次洗涤中使用的洗液之后，获得预纯化的二硝基甲苯，其除了二硝基甲苯外还至少包含水，以及

c)从预纯化的二硝基甲苯中分离水，

d)收集来自步骤a)、b)和/或c)的废水，

e)任选用甲苯萃取来自步骤d)的收集废水，和将由此获得的有机相再循环进入步骤a)中，

f)在甲苯汽提器中从来自步骤d)的收集废水中，或如果进行任选的步骤e)，从来自步骤e)的萃取废水中去除甲苯，由此获得含甲苯的废气流，

g)将来自步骤a)、b)、c)、d)、e)或f)的至少一个废气流送入废气冷凝器中，并且在该废气冷凝器中去除该至少一个废气流中存在的甲苯，

其中该方法包含进一步的步骤：

h)将在步骤g)中甲苯冷凝出之后产生的废气流送入至热废空气纯化，其中向要送入废气冷凝器的废气流中或要离开废气冷凝器的废气流中加入氮气，其中废气流中的氮气浓度优选调节为至少0.1 vol%，特别优选调节为至少0.5 vol%。

二硝基甲苯(DNT)为生产甲苯二异氰酸酯（TDI）的中间体，甲苯二异氰酸酯是生产聚氨酯的重要前体且以工业规模大量生产。

通过用硝化酸(硝酸和硫酸的混合物)硝化甲苯生产二硝基甲苯已是许多出版物和专利申请的主题(Ullmanns Enzyklopedie der technischen Chemie，第4版，17卷，391页及其后面页，1979，Verlag Chemie Weinheim/New York)。如H. Hermann，J. Gebauer，P.Konieczny，ACS-Symposium中的“Industrial Nitration of Toluene toDinitrotoluene”，序列623，234-249，1996，主编L.F.Albright，R.V.C Carr，R.J. Schmitt中所述的，在作为催化剂的硫酸存在下，用硝酸主要以等温方式在两步中连续进行工业生产，使得

a)通过相分离将二硝化作用(一硝基甲苯-MNT-硝化为DNT)中获得的反应混合物分离，并且再浓缩由此获得的含硝酸的废酸，然后与甲苯混合并送入至一硝基化(甲苯硝化为MNT)，和

b)在反应完成后，来自一硝基化的反应混合物在分离步骤中再分离为包含一硝基甲苯的有机相和主要包含硫酸的水相(废酸)，和

c)将b)中获得的含一硝基甲苯的有机相送至二硝化，并且一硝基甲苯在那里在硫酸存在下与硝酸反应，生产二硝基甲苯。