2,5-二氯硝基苯生產(chǎn)中洗滌工藝的改進

徐國想 王蘇廣 伏廣龍 李樹安 于建民

(江蘇省海洋資源開發(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，同時廢酸中的硝酸沒有得到有效回收，增加了硝酸消耗，工藝急需改進[2]。本文針對洗滌工藝存在的問題提出改進方案并加以實施，取得令人滿意的效果。改進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 流程簡述(見圖1)

對二氯苯、硫酸、硝酸由泵經(jīng)流量計按比例連續(xù)進料，進行三釜串聯(lián)式連續(xù)硝化反應(yīng)，反應(yīng)溫度為65±5℃，在3#硝化機內(nèi)硝化液實現(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，只能通過加水預(yù)洗稀釋再中和的方式處理，而游離酸則可以通過沉降分層的方法分離并去除。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，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。為此進行驗證試驗，試驗方法：從預(yù)洗分離器進口隨機取1 000 g酸性硝化物，靜置分層，10 min后發(fā)現(xiàn)確實有分層現(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，該游離酸可以通過沉降方式再分離。目前通過加水預(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，同時廢酸中的硝酸沒有得到充分回收，增加了硝酸消耗。借鑒苯、甲苯、氯苯等硝化生產(chǎn)經(jīng)驗，并經(jīng)過縝密的分析計算，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 改進后的洗滌工藝

2.1 流程簡述(見圖2)

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

圖2 改進后的洗滌工藝流程Fig 2 Improved washing process flowchart

2.2 消耗定額

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

表3 生產(chǎn)工藝改進后的消耗定額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)原料對二氯苯消耗沒有變化，硫酸、硝酸消耗分別下降9、13 kg/t；

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

(4)洗滌效果良好，洗滌工藝改進后產(chǎn)品質(zhì)量沒有受到影響，符合企業(yè)標準。

4 結(jié) 語

按年產(chǎn)5 000 t 2,5-二氯硝基苯計算，洗滌工藝改進后，廢水處理費用降低90萬元/a，硫酸成本降低1.8萬元/a，硝酸成本降低11.7萬元/a，工業(yè)液堿成本降低4.875萬元/a，累計降低成本108.375萬元/a。改進后的洗滌工藝經(jīng)濟效益顯著，社會效益良好，洗滌工藝改進取得了圓滿成功。