[发明专利]硝基甲烷生产中固体废渣的处理装置和工艺

说明书

提供了一种硝基甲烷生产中固体废渣的处理装置，它包括依次连接溶解釜(1)、压滤机(2)、酸解反应器(3)、冷冻结晶器(4)、第一离心机(5)、提升机(6)、蒸发结晶器(7)、第二离心机(8)和干燥器(9)；第一离心机(5)和第二离心机(8)的底部连接至分相罐(10)，分相罐(10)底部连接至溶解釜(1)，上部连接硝基甲烷精馏段，其中酸解反应器(3)用于使固体废渣中的有机肟酸盐在其中发生酸解反应，形成硝基甲烷和含盐溶液。本发明装置用于处理硝基甲烷生产中的固体废渣，可以消除固体废渣中的有机肟酸盐及其引起的有机物，得到混合盐，并可实现溶解用水的回收和循环利用。

技术领域

本发明总体地涉及硝基甲烷生产技术领域，具体地涉及一种硝基甲烷生产中固体废渣的处理装置和工艺。

背景技术

硝基甲烷是无色透明、具有芳香味和一定挥发度的油状液体，与水部分互溶，水溶液呈酸性，溶于醇、醚、丙酮、四氯化碳等，因此其本身也是一种性能良好的溶剂。硝基甲烷是一种重要的有机合成中间体和有机反应介质，可以用来合成多元醇、羟胺衍生物以及硝基氯仿等；其次，硝基甲烷是很好的燃料和工业炸药原料，经过有机胺敏化后可生产液体炸药；另外还可作为阻聚剂、防静电剂、粘接剂等。

硝基甲烷的合成有很多方案，除了氯乙酸法、卤代烷法、甲苯磺酸甲酯法等，目前国内外最受关注的主要有气相硝化法和亚硝酸盐置换法这两种工艺路线。其中亚硝酸盐置换法由于操作简单、原料易得、生产成本低和易于工业化等优点，是当下国内工业上采用最多的合成硝基甲烷的方法，反应方程式如下：

(CH₃)₂SO₄+2NaNO₂→2CH₃NO₂+2Na₂SO₄

但亚硝酸盐置换法存在的主要问题之一是环保问题：生产过程中产生了大量棕红色废渣副产物，废渣中主要包含成分复杂的含氮有机物以及硫酸盐类，其中含氮有机成分主要为肟酸盐类，约占总量的1～2％；硫酸盐类为其中的主要部分，基本为硫酸钠，含有极少量的未反应物亚硝酸钠，约占总量的90～95％。废渣溶液呈深褐色，具有一定黏度，极难处理。若对这些废渣进行简单的填埋处理一是会对环境造成污染，二是主要成分硫酸钠，存在着回收再利用的价值，直接填埋会造成资源的浪费。

现有技术曾指出一种回收利用硫酸钠盐的工艺方法：采用硝基甲烷生产废水冷冻回收硫酸钠。但其存在一个问题：文中指出，经深冷离心过滤去除结晶硫酸钠后的废水，在两次离心回收硫酸钠的过程中，部分其他杂质也随硫酸钠带走，主要实现的是废水的可循环利用。也就是，其工艺回收的钠盐质量是不够纯净、含有杂质的。也有部分企业采用煅烧的方式去除回收盐中的有机物，但焚烧法一方面能耗较高，另一方面，燃烧可能使有机物存在的有机元素如N，S等形成含氮化合物，和含硫化合物等有害气体排放至大气中，造成大气污染。

发明内容

针对现有技术中硝基甲烷生产中固体废渣处理所得回收物杂质含量高、污染环境等缺陷，提供一种硝基甲烷生产中固体废渣的处理装置和工艺，通过设置酸解反应器和添加酸解液，在高温高压条件下实现废渣中副产物肟酸盐的结构重排和酸解，最终转化成无色透明的硝基甲烷和含盐溶液；然后通过分别在冷冻结晶器和蒸发结晶器处理，促进混合溶液中混合盐的结晶、析出，得到白色纯净的混合盐；而冷却结晶后的母液和芒硝脱水的母液返回分相罐进行分相，下层水相返回溶解釜用于溶解最原始废渣，这样既降低了溶解水的用量，又实现了母液的循环利用，上层有机相主要为硝基甲烷则返回硝基甲烷精馏段进行精馏回收。