一种纯化来自硝化过程的硝化芳香族化合物的方法技术

本发明专利技术提供了一种用于从在芳香族化合物的硝化期间获得的粗制硝化芳香族产物中去除杂质的方法。通过利用氨洗涤(102)然后苛性碱洗涤(104)进行处理来纯化硝化芳香族产物(1)。对含硝基酚类的洗涤水(4，8)进行处理以回收溶解的有机物和氨，并且将汽提的经氨洗涤的流出物(10)进行焚烧。将在该方法中可积累的二氧化碳吹扫(12)至苛性碱洗涤器(104)。

A method for purification of nitrifying aromatic compounds from nitrification process

The present invention provides a method for removing impurities from the crude nitrification aromatic products obtained during nitrification during the nitrification of aromatic compounds. Through the use of ammonia washing (102) and (104) caustic wash process for purification of aromatic nitration products (1). The washing water containing nitrophenols (4, 8) was treated to recover dissolved organic matter and ammonia and to incinerate the stripped effluent (10) of the stripping. Will accumulate in the method of carbon dioxide blowing (12) to the caustic scrubber (104).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种纯化来自硝化过程的硝化芳香族化合物的方法
本专利技术涉及通过去除硝基酚类和其它氧化副产物来纯化硝化芳香族产物。
技术介绍
在生产硝化芳香族产物的硝化过程中，硝基酚物质和其它氧化分解化合物形成为副产物。例如，苯的硝化产生硝基酚类，甲苯的硝化产生硝基甲酚类，以及二甲苯的硝化产生硝基二甲苯酚类。粗制硝化芳香族产物在适合作为下游氢化过程的原料之前需要纯化以去除这些副产物，其中认为这些杂质对催化剂性能有不利影响。硝化芳香族产物的纯化在工业上通常通过在多级逆流洗涤系统中使粗制硝化有机物与碱性水流接触来实施。作为有机酸的硝基酚类和其它氧化化合物被中和成它们各自的有机盐形式，并且被萃取至碱性水相中以产生富含硝基酚类和其它氧化物质的水流出物流。该方法是众所周知的，并且在专利文献US6,288,289(Boyd等人)、US4,604,214(Carr等人)、US6,506,948(Sawicki)、US2007/0088183(Hermann等人)和WO2012/156095(Polmann等人)中有所描述。所产生的流出物流由于其高硝基酚浓度和其强烈的特征颜色通常被称为强流出物或红水。这种流出物流的处理特别具有挑战性，因为一些硝基酚类生物毒性高，使得生物废水处理装置只能承受非常低的浓度。因此，这种流出物流通常需要预处理以在可以将其排放到生物处理设施之前降低其毒性。目前有几种流出物处理技术用于处理这种强流出物流。这些处理技术包括：热破坏(US4,230,567)、湿法氧化(US5,250,193、US8,801,932)、溶剂萃取(US4,597,567和US4,925,565)、臭氧化(US4,604,214)和焚烧/热氧化(US6,288,289)。最佳的处理技术取决于许多因素，包括本地场地条件、经济性和操作者偏好。另外，所选择的处理技术取决于用于在硝化产物纯化系统中提供碱度的碱的类型。在大多数工业装置中，苛性钠(氢氧化钠)被用作洗涤碱以提供硝化产物纯化方法所需的碱度；然而，在一小部分工业硝化方法中使用氨水。苛性钠受欢迎的原因是它是比氨更强的碱，并且因此，产生了优异的洗涤效率，并且使得产品质量更高，在最终经洗涤的硝化芳香族产物中硝基酚类和氧化物质含量更低。氨，作为较弱的碱，不能有效地中和从而萃取一些较弱的有机酸副产物(即那些具有较高pKa值的副产物)。另外，苛性碱是非挥发性的，而氨会产生显著的蒸气压，并且可能沉积由氨与硝化装置通风口中存在的NOx反应形成的不稳定的亚硝酸铵盐。然而，如果选择焚烧/热氧化作为强流出物处理方案，则氨可以是优选的洗涤碱。一般来说，无机盐在焚烧炉中产生灰烬，它会侵蚀耐火炉衬并且需要安装炉渣收集系统；而氨在热氧化器中被还原成氮，所以不存在待处理的积灰。由于必须被蒸发的大量的水的存在，焚烧的操作成本可能相当高。然而，在一些情况下，焚烧可能是有吸引力的选择，因为它具有不需要进一步处理例如生物处理的益处，并且可以降低项目的总投资成本。在能源成本较低的情况下或者可选地在可以使用流出物流来抵消在焚烧过程中已经使用的水的情况下，也可以实现具有竞争力的操作成本。总而言之，选择苛性钠作为洗涤碱会改善产品质量，但是需要额外的处理方法来处理所产生的强流出物。可选地，选择氨允许进行焚烧/热氧化，所述焚烧/热氧化可以消除对进一步处理方法的需要，但是会导致产品质量降低，这可能对下游过程产生不利影响。
技术实现思路
本专利技术采用氨和苛性钠(或另一种合适的强碱)作为洗涤碱来纯化硝化芳香族产物；而现有技术教导使用氨或者苛性碱，这取决于要处理强流出物的的所选择的方式。首先用氨水溶液洗涤粗制硝化芳香族产物，例如硝基苯、硝基甲苯或硝基二甲苯，由此萃取一部分硝基酚类和其它氧化副产物，产生适合于通过焚烧/热氧化进行处理的强流出物流。随后，用苛性碱溶液洗涤经氨洗涤的硝化芳香族产物以萃取剩余的副产物，从而获得高产物质量的经洗涤的硝化芳香族化合物。令人惊讶地发现在苛性碱洗涤步骤中产生的苛性碱流出物由于其低生物毒性水平而具有不错的质量，使得其可以直接供给至生物处理系统而不需要额外的处理技术。额外的单元操作也可以结合到本专利技术的方法中以降低总体化学消耗并且提高操作成本，例如流出物汽提/蒸馏或流出物浓缩。可以对流出物进行汽提以回收氨和有机产物，然后再循环回到洗涤步骤。可以通过蒸发浓缩氨强流出物流以减少下游流出物处理过程中的水负荷。根据一个实施例，本专利技术提供了一种纯化在硝化过程中产生的含有硝基-羟基-芳香族副产物的硝基芳香族产物的方法，所述方法包括以下步骤：(a)用包含氨的碱性水溶液洗涤含有硝基-羟基-芳香族副产物的硝化芳香族产物以将硝基-羟基-芳香族副产物中的一些转化成它们各自的硝基-羟基-芳香族铵盐；(b)将含有在步骤(a)中形成的硝基-羟基-芳香族铵盐的水洗涤流与包含经氨洗涤的硝基芳香族产物的有机物流分离；(c)用包含比氨更强的碱的水溶液洗涤经氨洗涤的硝基芳香族产物以将在步骤(a)和(b)中未去除的硝基-羟基-芳香族副产物转化成它们各自的硝基-羟基-芳香族盐；以及(d)将包含在步骤(c)中产生的硝基-羟基-芳香族盐的水洗涤流与包含经洗涤的硝基芳香族产物的有机物流分离。根据一些实施例，比氨更强的碱包括碱金属氢氧化物例如苛性钠或氢氧化钾，或碱土金属氢氧化物例如氢氧化钙。下面描述本专利技术的其它方面和具体实施例的特征。附图说明图1是示出了用于纯化硝化芳香族产物的本专利技术的一个实施例的示意性框图。图2是示出了包括对氨流出物和苛性碱流出物进行汽提的本专利技术的第二个实施例的示意性框图。具体实施方式下面描述了本专利技术的实施例，其中所选择的强碱是苛性钠。然而，将理解的是，苛性钠只是可以采用的强碱的一个实例。在本专利技术中也可以使用比氨更强的其它碱，实例为其它碱金属氢氧化物，包括氢氧化钾，以及碱土金属氢氧化物，包括氢氧化钙。首先参考图1，硝化芳香族纯化系统100具有氨洗涤阶段102，随后是苛性碱洗涤阶段104。氨洗涤阶段和苛性碱洗涤阶段均具有一个或多个逆流洗涤器。为了说明的目的，图1显示了两个逆流氨洗涤器102A和102B以及两个逆流苛性碱洗涤器104A和104B；并且将理解的是，可以使用适合于特定应用的任何数量的洗涤器。洗涤阶段102、104可以采用搅拌罐、洗涤柱或静态混合器，然后是分离器。所述纯化系统具有供给到氨洗涤器中的氨3的水流和供给到苛性碱洗涤器中的苛性钠7的水流。在这两个洗涤阶段102、104中可以使用淡水或工艺用水。所述纯化系统包括供给到第一氨洗涤器102A中的再循环氨水洗涤流2和供给到第一苛性碱洗涤器104A中的苛性碱水洗涤流6。在纯化过程中，来自硝化过程的粗制硝化芳香族产物1例如单硝基苯的流首先在氨洗涤阶段102中与氨水洗涤流2接触。在此，矿物酸和更强的(即，较低的pKa)有机酸被转化成它们各自的铵盐形式并且从硝化芳香族产物萃取至水洗涤相(流2)中。氨3为此转化提供必要的碱度。现在含有作为有机盐的杂质的氨水洗涤流2的一部分变成强流出物流4，并且被直接输送至焚烧/热氧化106，或者被直接输送至可选的处理方法。仍含有一部分较弱的硝基酚有机酸的经氨洗涤的硝化芳香族产物流5离开氨洗涤阶段并且在苛性碱洗涤阶段104中与苛性碱水洗涤流6接触。在此，剩余的硝基酚有机酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纯化在硝化过程中产生的含有硝基‑羟基‑芳香族副产物的硝基芳香族产物的方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)用包含氨(3)的碱性水溶液(2)洗涤(102)含有硝基‑羟基‑芳香族副产物的硝化芳香族产物(1)以将硝基‑羟基‑芳香族副产物中的一些转化成它们各自的硝基‑羟基‑芳香族铵盐；(b)将含有在步骤(a)中形成的所述硝基‑羟基‑芳香族铵盐的水洗涤流(4)与包含经氨洗涤的硝基芳香族产物的有机物流(5)分离；(c)用碱金属氢氧化物水溶液(6)洗涤(104)所述经氨洗涤的硝基芳香族产物(5)以将在步骤(a)和(b)中未去除的所述硝基‑羟基‑芳香族副产物转化成它们各自的硝基‑羟基‑芳香族碱金属盐；以及(d)将包含在步骤(c)中产生的所述硝基‑羟基‑芳香族碱金属盐的水洗涤流(8)与包含经碱金属氢氧化物洗涤的硝基芳香族产物的有机物流(9)分离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种纯化在硝化过程中产生的含有硝基-羟基-芳香族副产物的硝基芳香族产物的方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)用包含氨(3)的碱性水溶液(2)洗涤(102)含有硝基-羟基-芳香族副产物的硝化芳香族产物(1)以将硝基-羟基-芳香族副产物中的一些转化成它们各自的硝基-羟基-芳香族铵盐；(b)将含有在步骤(a)中形成的所述硝基-羟基-芳香族铵盐的水洗涤流(4)与包含经氨洗涤的硝基芳香族产物的有机物流(5)分离；(c)用碱金属氢氧化物水溶液(6)洗涤(104)所述经氨洗涤的硝基芳香族产物(5)以将在步骤(a)和(b)中未去除的所述硝基-羟基-芳香族副产物转化成它们各自的硝基-羟基-芳香族碱金属盐；以及(d)将包含在步骤(c)中产生的所述硝基-羟基-芳香族碱金属盐的水洗涤流(8)与包含经碱金属氢氧化物洗涤的硝基芳香族产物的有机物流(9)分离。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：对步骤(b)的所述水洗涤流(4)进行汽提(212)或浓缩(214)以产生包含硝基芳香族产物和氨的冷凝物流(11)以及汽提的流出物流(10)。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：将所述冷凝物流(11)再循环至步骤(a)的氨洗涤。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：通过焚烧或热氧化(106)处理所述汽提的流出物流(10)。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述冷凝物流(11)的一部分吹扫(12)至步骤(c)的苛性碱洗涤。6.根据权利要求1-5中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：对步骤(d)的所述水洗涤流(8)的至少一部分进行汽提(216)以产生包含回收的硝基芳香族产物和氨的冷凝物流(13)以及汽提的苛性碱流出物流(14)。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：将所述包含回收的硝基芳香族产物和氨的冷凝物流(13)输送至步骤(a)的氨洗涤。8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：对所述汽提的苛性碱流出物流(14)进行生物处理。9.根据权利要求1-8中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述硝基芳香族产物包括单硝基苯，并且所述硝基-羟基-芳香族副产物包括硝基酚类。10.根据权利要求1-8中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述硝基芳香族产物包括硝基甲苯类，并且所述硝基-羟基-芳香族副产物包括硝基甲酚类。11.根据权利要求1-8中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述硝基芳香族产物包括硝基二甲苯类，并且所述硝基-羟基-芳香族副产物包括硝基二甲苯酚类。12.根据权利要求1-11中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：通过焚烧或热氧化(106)处理所述含有硝基酚铵盐的水洗涤流(4)。13.根据权利要求1-12中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述碱金属氢氧化物是氢氧化钠。14.根据权利要求1-12中任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述碱金属氢氧化物是氢氧化钾。15.一种纯化...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文·D·布基，阿尔弗雷德·A·京克尔，
申请(专利权)人：诺拉姆国际公司，
类型：发明
国别省市：爱尔兰,IE