2-氰基-4-硝基苯胺副產硫酸制取硫酸鎂工藝

楊會民 楊會喜 高秀華

摘? 要：介紹了2-氰基-4-硝基苯胺生產硝化工藝中副產的稀硫酸制取七水硫酸鎂工藝，對硫酸鎂生產工藝的研究有一定的啟示作用。

關鍵詞：副產硫酸;結晶;七水硫酸鎂

1.引言

目前國內2-氰基-4-硝基苯胺生產工藝主要采用原料鄰氯苯腈經混酸硝化生成鄰氰基對硝基氯苯，硝化后的產品以氯化苯作溶劑，與液氨進行胺基化反應制得2-氰基-4-硝基苯胺產品。此工藝在生產過程中硝化工序產生大量硝化廢酸。所排出的廢硫酸外觀為黃褐色且具有刺激性氣味，含40%～45%的廢硫酸和一定量的有機物和水分。廢硫酸的性質不穩定，因此采用一般方法很難處理廢酸，且處理所需成本高，若直接排出，則會嚴重污染了周圍的生態環境，影響人類的健康。可以作為副產銷售，但目前廢酸市場很小，經常會出現廢酸滯銷的情況。

國內某公司為了提高產品經濟效益，通過自主研發，采用氧化鎂中和法利用廢硫酸生產出合格的七水硫酸鎂，其產品七水硫酸鎂達到農業用七水硫酸鎂標準，變廢為寶。國內大多硫酸鎂生產工藝為工業硫酸和氧化鎂專業生產，副產硫酸生產硫酸鎂只有少數幾家，因此副產硫酸生產硫酸鎂具有先天成本優勢。

硫酸鎂是一種在工業和農業上均具有廣泛應用、需求量很大的原料。工業上可用在凝聚劑，皮革加工助劑，ABS和PVC樹脂的合成助劑，造紙、印染業等方面。硫酸鎂作為鎂肥料使用時，同時含有鎂和硫兩種植物營養元素，可顯著提高農作物的產量和品質，應用性能優異。將2-氰基-4-硝基苯胺副產廢硫酸轉化成硫酸鎂不僅有利于保護環境，還能進行資源的回收利用，降低經濟成本。

2.反應機理

氧化鎂與硫酸反應生成硫酸鎂，再與水結合成為七水硫酸鎂。

工藝流程總反應式：MgO+HSO+6HO=MgSO·7HO

3.工藝操作過程

3.1中和

首先向中和反應釜內加入定量的一次水（首批生產加一次水，以后批次加母液）。然后通過固體投料器向中和反應釜內加入定量的氧化鎂，再向中和反應釜內加入98%硫酸，使釜內溫度快速升溫至90℃以上，然后緩慢加入稀硫酸（稀硫酸儲罐出口管道上設有過濾器，通過過濾器將稀硫酸內大部分有機物除去），控制加酸速度，控制釜內溫度90～105℃，邊加酸，邊測試pH值，如果4≤PH≤6.5就停止加酸，攪拌30分鐘再測，如果PH升高，則繼續加入廢酸，直至相鄰30分鐘檢測PH值相同，即為反應終點。

檢測PH為4～6，然后加入活性炭，攪拌0.5小時，檢測比重1.36～1.40，比重超標要通過補水調整到這個范圍內。

3.2壓濾、結晶、離心

將中和反應釜內料通過下部放料閥由泵直接打入一次壓濾機，濾液進入緩沖槽并及時打入結晶釜，防止溫度降低過多直接結晶造成堵管。結晶釜開攪拌，開冷卻水降溫（夏季循環水溫度較高不能滿足物料降溫的需要，需要使用低溫水進行冷卻），控制降溫速度，降溫至30℃后出料至結晶中轉罐，再由泵打至離心機。

開啟離心機離心，成品進入自動包裝機包裝入庫，離心母液進入母液池，再打到中和反應釜循環使用。

3.3洗泥

洗泥槽內放入母液池內母液，然后將一次壓濾機內濾餅放入洗泥槽，開啟攪拌，與槽內水攪拌均勻后由泵打至二次壓濾機，二次壓濾后濾液流回母液槽循環使用，濾餅裝車做固體廢料處理。

3.4廢氣收集治理

中和釜、結晶釜、壓濾機、離心機等設備在投料、生產過程中會產生大量的粉塵、尾氣，因此設置了尾氣吸收裝置一套，中和投料口設置了固體投料器，壓濾機上方安裝了吸風罩，各中和釜、結晶釜放空管線、吸風罩管路均接廢氣總管，粉塵、尾氣進入尾氣吸收塔，在塔內經堿液噴淋吸收后經排氣筒排至大氣。洗滌液返回工藝系統回用。

4.主要設備

5.消耗

通過幾個月運行，統計部分時段消耗見表2。

6.產品

經中和、壓濾、結晶、離心等過程，制備出七水硫酸鎂產品。產品的技術指標見表3，從表中可以看出各項目指標均達到行業標準GBT 26568-2011（農業用硫酸鎂）指標要求，能夠滿足農業生產的需要 。

7.存在問題及改進辦法

從多批次的生產中發現以下問題：

（1）結晶設備較小、數量少，與前工序設備能力不配套，造成一次壓濾出的濾液無法及時冷卻。

措施：增加結晶罐。

（2）水洗后濾餅中硫酸鎂含量高。

措施：

A.先做好中和反應釜出料管線的保溫及其他方面的保溫，減少硫酸鎂的析出而帶入一次壓濾濾餅中。

B.提高中和反應釜出料溫度，縮短向一次壓濾機打料時間，減少硫酸鎂的析出。

C.提高洗泥母液溫度及洗泥質量，盡可能多的把濾餅中硫酸鎂洗出來。

8.結束語

綜上所述，用2-氰基-4-硝基苯胺副產的稀硫酸制取七水硫酸鎂的工藝在技術上是可行的，在經濟上是合理的。此生產的成功為2-氰基-4-硝基苯胺副產硫酸的出路開辟了一條新的途徑。

參考文獻

[1]中國石油和化學工業聯合會. 農業用硫酸鎂：GBT 26568-2011[S]. 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局、中國國家標準化管理委員會，2011：2.

[2]淄博琮源工貿有限公司.一種廢硫酸回收再利用的硫酸鎂生產系統：CN 207774821 U[P].2018.08.28.