2,5-二氯硝基苯生產(chǎn)中洗滌工藝的改進(jìn)

徐國(guó)想 王蘇廣 伏廣龍 李樹(shù)安 于建民

(江蘇省海洋資源開(kāi)發(fā)研究院，江蘇 連云港 222005；*連云港泰盛化工有限公司，江蘇 連云港 222525)

2,5-二氯硝基苯是重要的化工中間體，主要用于生產(chǎn)冰染染料，是大紅色基GG、紅色基3GL、紅色基RL等的中間體[1]。還可作為氮肥增效劑用以提高水稻產(chǎn)量。 2,5-二氯硝基苯又是制備三氯新(2,4,4-三氯-2-羥基二苯醚)的原料，廣泛應(yīng)用在日用化學(xué)品、醫(yī)療衛(wèi)生消毒劑中。

2,5-二氯硝基苯傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝包括硝化、預(yù)洗、中和、水洗等工序。為降低液堿消耗，反應(yīng)后的酸性硝化物在中和之前加水預(yù)洗，加水預(yù)洗雖然降低了堿耗，但相應(yīng)增加了廢酸量，同時(shí)廢酸中的硝酸沒(méi)有得到有效回收，增加了硝酸消耗，工藝急需改進(jìn)[2]。本文針對(duì)洗滌工藝存在的問(wèn)題提出改進(jìn)方案并加以實(shí)施，取得令人滿意的效果。改進(jìn)后的洗滌工藝不僅減少了廢酸、廢水量，而且降低了硫酸、硝酸和液堿的消耗，降低了生產(chǎn)成本。

1 傳統(tǒng)洗滌工藝

1.1 流程簡(jiǎn)述(見(jiàn)圖1)

對(duì)二氯苯、硫酸、硝酸由泵經(jīng)流量計(jì)按比例連續(xù)進(jìn)料，進(jìn)行三釜串聯(lián)式連續(xù)硝化反應(yīng)，反應(yīng)溫度為65±5℃，在3#硝化機(jī)內(nèi)硝化液實(shí)現(xiàn)連續(xù)分離，得到廢酸和酸性硝化物，下層廢酸經(jīng)萃取、濃縮后循環(huán)套用，上層酸性硝化物經(jīng)熱水預(yù)洗、液堿中和、熱水洗滌得到合格的2,5-二氯硝基苯產(chǎn)品。

圖1 傳統(tǒng)洗滌工藝流程Fig 1 Traditional washing process flowchart

1.2 消耗定額(見(jiàn)表1)

表1 傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝消耗定額Table 1 Consumption quota of traditional production technology

1.3 問(wèn)題分析

酸性硝化物攜帶的酸分兩部分：溶解酸及游離酸。溶解酸和硝化物互溶，只能通過(guò)加水預(yù)洗稀釋再中和的方式處理，而游離酸則可以通過(guò)沉降分層的方法分離并去除。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，一硝化物在酸中的溶解度是很小的，酸性硝化物攜帶的酸主要為游離酸。為此進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，試驗(yàn)方法：從預(yù)洗分離器進(jìn)口隨機(jī)取1 000 g酸性硝化物，靜置分層，10 min后發(fā)現(xiàn)確實(shí)有分層現(xiàn)象，上層為酸性硝化物，下層為游離廢酸，經(jīng)定量分析，其組成數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

表2 酸性硝化物組成數(shù)據(jù)表Table 2 Data sheet of acid nitrating content

表2數(shù)據(jù)說(shuō)明酸性硝化物中攜帶的酸仍以游離酸為主，該游離酸可以通過(guò)沉降方式再分離。目前通過(guò)加水預(yù)洗的方式雖能去除大部分酸，降低了中和工序的液堿消耗，但增加了廢酸量，同時(shí)廢酸中的硝酸沒(méi)有得到充分回收，增加了硝酸消耗。借鑒苯、甲苯、氯苯等硝化生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，并經(jīng)過(guò)縝密的分析計(jì)算，決定取消預(yù)洗工藝，將預(yù)洗分離器改為酸性硝化物再分離器。

2 改進(jìn)后的洗滌工藝

2.1 流程簡(jiǎn)述(見(jiàn)圖2)

硝化反應(yīng)同前。3#硝化機(jī)內(nèi)分層后的下層廢酸經(jīng)萃取、濃縮后循環(huán)套用，上層酸性硝化物進(jìn)入再分離器，再分離后的廢酸進(jìn)入1#硝化機(jī)，硝化物通過(guò)液堿中和、熱水洗滌得到合格的2,5-二氯硝基苯產(chǎn)品。

圖2 改進(jìn)后的洗滌工藝流程Fig 2 Improved washing process flowchart

2.2 消耗定額

改進(jìn)后的洗滌工藝投入運(yùn)行后生產(chǎn)穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量沒(méi)有受到影響，但硫酸、硝酸、液堿消耗明顯下降(見(jiàn)表3)。

表3 生產(chǎn)工藝改進(jìn)后的消耗定額Table 3 Consumption quota of improved production technology

3 結(jié)果討論

(1)廢水量迅速下降，從原來(lái)的3 t廢水/t產(chǎn)品下降到目前的1.2 t廢水/t產(chǎn)品；

(2)原料對(duì)二氯苯消耗沒(méi)有變化，硫酸、硝酸消耗分別下降9、13 kg/t；

(3)改進(jìn)后液堿消耗降幅明顯，從改進(jìn)前39 kg/t產(chǎn)品下降到6.5 kg/t產(chǎn)品；

(4)洗滌效果良好，洗滌工藝改進(jìn)后產(chǎn)品質(zhì)量沒(méi)有受到影響，符合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié) 語(yǔ)

按年產(chǎn)5 000 t 2,5-二氯硝基苯計(jì)算，洗滌工藝改進(jìn)后，廢水處理費(fèi)用降低90萬(wàn)元/a，硫酸成本降低1.8萬(wàn)元/a，硝酸成本降低11.7萬(wàn)元/a，工業(yè)液堿成本降低4.875萬(wàn)元/a，累計(jì)降低成本108.375萬(wàn)元/a。改進(jìn)后的洗滌工藝經(jīng)濟(jì)效益顯著，社會(huì)效益良好，洗滌工藝改進(jìn)取得了圓滿成功。