[发明专利]含高沸点有机物的硝酸的处理方法和处理系统、以及制备取代硝基苯甲酸的方法和设备

说明书

本发明提供了一种含高沸点有机物的硝酸的处理方法和处理系统、以及制备取代硝基苯甲酸的方法和设备。该处理方法包括：步骤S1，对含有高沸点有机物的硝酸进行固液分离，得到第一高沸点有机物产品、废稀硝酸和第一硝烟尾气；步骤S2，对废稀硝酸进行预浓缩处理，得到回收废水、回收稀硝酸和第二硝烟尾气，回收废水中硝酸浓度低于回收稀硝酸中硝酸浓度；步骤S3，采用硫酸法对回收稀硝酸进行浓缩，得到回收浓硝酸、硫酸水溶液；步骤S4，对硫酸水溶液进行浓缩，得到废水和粗浓硫酸；以及步骤S5，对粗浓硫酸进行精制，得到回收浓硫酸和固废，回收浓硫酸返回步骤S3中作为硫酸法浓缩回收稀硝酸的硫酸使用。可以使硝酸废液得到有效回用。

技术领域

本发明涉及硝酸回收技术领域，具体而言，涉及一种含高沸点有机物的硝酸的处理方法和处理系统、以及制备取代硝基苯甲酸的方法和设备。

背景技术

硝化反应是广泛应用于生产染料、医药、农药、炸药等化工产品的重要单元反应，其中硝酸硝化是常用的硝化方法。在硝酸硝化反应过程中会产生大量的被有机物饱和的废硝酸，若作为三废进行中和处理，则三废处理量大、处理成本高，高沸点有机物的存在令回收的硝酸盐的质量差，不能得到有效利用，造成资源浪费，废物增多，二次污染环境。

行业为提高硝酸硝化过程中硝酸或者回收的废硝酸的利用率，降低三废排放，对于硝酸硝化产生的含高沸点有机物的硝酸，通过蒸馏的方式对稀硝酸进行浓缩并脱除部分有机物，以期实现硝酸的再利用。但进行常规蒸馏处理时，溶解在硝酸中的有机物会因气液相平衡而挥发或被蒸汽夹带到回收硝酸中，从而使回收硝酸中有机物含量较高，若将该回收硝酸进一步浓缩，则会因为体系中含有高沸点有机物而存在安全隐患；若将这种回收硝酸用作其它用途，则会在其它用途中带入新的有机杂质。这就使得采用常规蒸馏操作回收得到的硝酸的应用范围受限，并且存在安全隐患、影响产品质量。因此，常规蒸馏浓缩废稀硝酸的工艺难以实现硝酸的有效利用，既容易造成二次污染又增加了生产成本。

申请公布号为CN108128826A的中国专利申请公开了一种含硝酸废水处理装置及处理方法，该专利申请以间甲基苯甲酸硝化为具体实例对其技术方案进行了描述，首先将98％硝酸与间甲基苯甲酸混合并发生硝化反应，产生的硝化产物经压滤后得到硝酸质量浓度约为94％的硝化母液和硝化产物，然后硝化产物用新鲜水进行梯度洗涤，并将洗涤滤液与硝化母液混合后得到70％的硝酸废液，随后再对70％的硝酸废液进行蒸馏浓缩处理，馏出物通过冷凝器冷却后收集得到浓度为68％的回收硝酸，该浓度与间甲基苯甲酸的硝化反应需要的硝酸浓度 98％相差太大，不能直接套用到间甲基苯甲酸的硝化反应中，这是因为该回收硝酸中仍含有较多的有机物，例如通过专业化工流程模拟软件(AspenPlus)计算得到的结果为回收硝酸中的有机物含量在3000ppm以上，根据本领域技术人员的常识，若将该含如此高的有机物浓度的回收硝酸直接作为工业硝酸应用于其它硝化反应，会严重影响硝化产品的品质。这些都导致以上述专利申请所公开的技术为代表的现有技术方案中描述的从含高沸点有机物的废硝酸中回收得到的回收硝酸在工业上的实际应用范围将会严格受限。

硝酸水为共沸混合物，常规的精馏方法只能获得不高于硝酸水共沸浓度的回收硝酸，为了获得更高浓度的硝酸，实现硝酸的回收再利用，必须采用特殊的硝酸浓缩方法，目前工业化的特殊硝酸浓缩方法为硝镁法与硫酸法，即利用硝酸镁或硫酸作为脱水剂浓缩稀硝酸。以硝酸镁为脱水剂浓缩稀硝酸时，在浓缩过程中设置有机物的出口比较困难，导致硝酸浓缩过程中有机物会不断累积，最终生成爆炸性的取代硝基苯甲酸-硝酸镁体系，存在巨大安全隐患。因此，以硝酸镁为脱水剂的硝酸浓缩方法只适于浓缩纯净的或不含有机物的稀硝酸，对含有有机杂质的稀硝酸的浓缩处理宜采用以硫酸为脱水剂的浓缩方法，即硫酸法。