本发明专利技术公开了一种有机物的硝化新工艺，属于有机物的硝化工艺领域，是以液氨为原料，由液氨经催化氧化工艺后，变为氮氧化物，再进入有机物的硝化工艺中的废酸吸收塔，被废酸吸收后成为稀硝酸或混酸，作为有机物硝化的硝化剂，该工艺生产中不用外加硝酸，从而改变了传统工艺原料路线，这种生产工艺可节约原料和生产成本，带来可观的经济效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开了一种有机物的硝化新工艺，属于有机物的硝化工艺领域。
技术介绍
硝化是向有机物分子中引入硝基(-NO2)的反应过程，根据被硝化物的性质和所用硝化剂的不同，硝化方法主要为稀硝酸硝化、浓硝酸硝化、在浓硫酸中用硝酸硝化和非均相混酸硝化等。其中混酸硝化主要用于苯、甲苯和氯苯等的硝化。以硝基苯生产工艺为例，目前的传统硝化法是将苯和硝酸、硫酸(即混酸)加入釜式硝化器(亦称硝化锅)中进行，反应可间歇或连续进行，所用混酸组成为硫酸56％-65％，硝酸20％-26％，水15％-18％(质量)，硝化温度控制在50-55℃，反应后期可升至70-75℃。釜式硝化工艺是国内外传统的硝化工艺，反应比较平稳，易于控制，产品质量稳定，设备造价较低，技术成熟，至今仍为大多数工业装置所采用。但混酸硝化时消耗的是硝酸，每引入一个硝基(-NO2)消耗一个分子的硝酸，同时产生一个分子的水，所以随着工艺过程的进行，所产生的废酸是低浓度的硫酸，必须经过浓缩才能返回系统中去再利用。长期以来，废酸浓缩的方法其一是用大铸铁锅蒸煮，用煤直接加热。由于操作温度高，设备腐蚀严重，检修工作量大，产生的废水废气量大，操作环境恶劣；其二是真空管式浓缩器，操作温度150-160℃，采用中压蒸汽加热，由于温度较高，加热器选用钽材，钽是贵金属，每公斤价格高达8000元左右。
技术实现思路
本专利技术的目的是公开一种有机物的硝化新工艺，本工艺基本上还是釜式连续硝化工艺，只是在废酸处理上，不采用加热浓缩方法，而采用往废酸中引入NO2的方法，用废酸吸收NO2，同时产生所需浓度比例的混酸。因为硝化反应过程每消耗一个分子硝酸便会产生一个分子的水分，而废酸每吸收一个分子的NO2则需要一个分子的水分，结果除了产品夹带少量水分和酸需要稍加调整补充外，整个生产过程物料处于平衡状态。生产中不用外加硝酸，从而改变了传统工艺原料路线。本专利技术是通过以下技术方案实现的一种有机物的硝化新工艺，所用的硝化剂为硝酸或由硫酸和硝酸组成的混酸，原料为液氨，由液氨经催化氧化工艺后，变为氮氧化物，再进入有机物的硝化工艺中的废酸吸收塔，被废酸吸收后成为稀硝酸或混酸。上述的一种有机物的硝化新工艺，所述的液氨催化氧化工艺可在加压或常压法下进行。本硝化新工艺的优点1、废酸不用浓缩，省除了昂贵金属钽做的换热设备，同时节约了能源。在设备投资上，新加设备与节省的设备相仿，但在能源节约方面，按每吨硝基苯成品计算约为80元；NH3的催化氧化所产生的高温用于产生蒸汽的价值可抵消NO2发生装置中鼓风机及冷却水的能耗价值。2、用NH3作原料比用98％浓硝酸作原料，生产每吨硝基苯可节约成本620元左右，计算如下①、每吨NH3相当于3.78吨98％浓硝酸63/17÷0.98＝3.78②、按每吨硝基苯成品消耗98％浓硝酸550kg计算，则0.55×＝589元/吨 98％浓硝酸的价格是1600元/吨，100％液氨的价格是2000元/吨。加上节约的运输费用，每吨硝基苯成本约降低620元左右。1、2二项合计每吨硝基苯成本可节约700元，按4万吨/年生产硝基苯的规模计算，每年可节约成本2800万元。附图说明图1是以苯的硝化工艺为例的工艺流程图。图中1、环式反应器 2、3、4、釜式硝化锅 5、分离器 6、水洗锅 7、蒸馏塔 8、精馏塔 9、氨过滤器 10、氨、空气混合器 11、空气过滤器 12、鼓风机 13、氧化炉 14、废热锅炉 15、快速冷却器 16、液氨蒸发器 17、废酸吸收塔。具体实施例方式液氨经流量计计量后进入液氨蒸发器16，出来后成气氨，气氨经过氨过滤器9后，进入氨、空气混合器10，与此同时，空气经空气过滤器11中的呢袋过滤后经过气体流量计计量后进入氨、空气混合器10，氨气和空气在混合器内充分混合后，经鼓风机12加压进入预热器，与来自废热锅炉14的高温氮氧化物气体换热，混合气体的温度由35℃预热到65-75℃，再经纸板过滤器进一步净化，进入氧化炉13，在三张铂网上进行氧化，反应温度约为800-820℃，高温氮氧化物气体直接进入废热锅炉14回收余热，出锅炉的气体温度降至150-170℃，再进入快速冷却器15内，在此气体被冷却至45-50℃，由于气体和液体直接接触，残存地气体中的氨被洗涤下来，防止铵盐带入硝基苯系统。氮氧化物气体进入液氨蒸发器16继续冷却到20℃以下，这样气体中的水分被进一步冷却分离出来，同时氮氧化物气体温度越低越有利于被吸收。一氧化氮进入废酸吸收塔17，与吸收塔底部补充进的空气发生氧化应，得到氮的高价氧化物NO2、N2O3、N2O4、其化学反应方程式为ΔH＝-112.6KJ ΔH＝-40.6KJΔH＝-56.9KJNO是无色气体，微溶于水，NO2是棕色气体，与水作用生成硝酸，气态NO2在低温下会部分迭合成N2O4，N2O3在常温下很容易分解成NO和NO2。上述三个反应都是可逆放热反应，反应后摩尔数减少，所以温度降低、增加压力有利于NO氧化反应的进行。氮氧化物(主要是NO2)在废酸吸收塔17下部与塔顶喷下来的废酸逆流吸收后变成混酸，混酸流出塔外后根据硝酸和硫酸的重量比例，可补入一定量的新鲜浓硫酸，硝酸、硫酸重量比例合格后，再送入环式反应器1，并在环式反应器1中加入过量的苯，再依次经过第二、第三、第四釜式硝化锅2、3、4进行连续硝化，从第四釜式硝化锅4流出的酸性硝基苯进分离器5，上层的酸性硝基苯再进中和锅和水洗锅6得到粗硝基苯，粗硝基苯再经蒸馏塔7、精馏塔8得到成品硝基苯。分离器下层的废酸(主要是稀硫酸、0.5％左右的硝酸)由泵定量地送到废酸吸收塔17去吸收NO2。塔顶出来的废气，根据氮氧化物含量情况进行处理，或放空，或去界外处理。权利要求1.一种有机物的硝化新工艺，工艺中所用的硝化剂为硝酸或由硫酸和硝酸组成的混酸，其特征在于原料为液氨，由液氨经催化氧化工艺后，变为氮氧化物，再进入有机物的硝化工艺中的废酸吸收塔，被废酸吸收后成为稀硝酸或混酸，作为有机物硝化所用的硝化剂。2.如权利要求1所述的一种有机物的硝化新工艺，其特征在于液氨的催化氧化工艺可在加压或常压法下进行。全文摘要本专利技术公开了一种有机物的硝化新工艺，属于有机物的硝化工艺领域，是以液氨为原料，由液氨经催化氧化工艺后，变为氮氧化物，再进入有机物的硝化工艺中的废酸吸收塔，被废酸吸收后成为稀硝酸或混酸，作为有机物硝化的硝化剂，该工艺生产中不用外加硝酸，从而改变了传统工艺原料路线，这种生产工艺可节约原料和生产成本，带来可观的经济效益。文档编号C07B43/02GK1827561SQ20061001258公开日2006年9月6日 申请日期2006年4月13日 优先权日2006年4月13日专利技术者叶龙声 申请人:叶龙声本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种有机物的硝化新工艺，工艺中所用的硝化剂为硝酸或由硫酸和硝酸组成的混酸，其特征在于：原料为液氨，由液氨经催化氧化工艺后，变为氮氧化物，再进入有机物的硝化工艺中的废酸吸收塔，被废酸吸收后成为稀硝酸或混酸，作为有机物硝化所用的硝化剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：叶龙声，
申请(专利权)人：叶龙声，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]
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