一種h酸脫硝廢氣資源化利用的方法

2023-04-24 08:54:16

一種h酸脫硝廢氣資源化利用的方法
【專利摘要】本發明公開了一種H酸脫硝廢氣資源化利用的方法，包括如下步驟：(1)將H酸生產過程中得到的硝化物與水按照1:0.2～0.5的體積比加入脫硝裝置內，所述脫硝裝置包括至少一個脫硝釜，控制脫硝溫度在50～100℃，同時往脫硝裝置內通入壓縮空氣鼓泡將脫硝廢氣排入硝煙吸收裝置內，所述的硝煙吸收裝置包括至少一個硝煙吸收塔，用水作為硝煙吸收塔內的吸收劑，經吸收後製得濃度為20～60％的稀硝酸；硝煙吸收裝置排放的廢氣進入鹼液吸收塔經鹼液噴淋吸收後高空排放，由脫硝裝置獲得的脫硝後的硝化物用於下步中和工序；(2)將步驟(1)中製得的稀硝酸與98％硝酸混合配製成60～95％的硝酸，加入H酸生產過程中得到的磺化料中進行硝化反應。
【專利說明】一種Η酸脫硝廢氣資源化利用的方法 (一）

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種Η酸脫硝廢氣資源化利用的方法，屬於Η酸生產【技術領域】。 (二）

【背景技術】
[0002] Η酸（1-氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸）單鈉鹽是一種重要的萘系染料中間體，廣 泛應用於印染、紡織、化工等行業。目前國內主要生產工藝為：萘磺化制1，3, 6-三磺酸萘， 再硝化得到硝基Τ酸，並使硝化混合物脫盡氮氧化物，用氨水中和後加鐵粉還原得到氨基Τ 酸，離析氨基Τ酸，用鈉鹽置換銨鹽，加入溶劑及氫氧化鈉進行鹼熔、離析得到Η酸單鈉鹽。
[0003] 磺化物的硝化反應是以硝酸作為硝化劑進行，為確保反應順利進行，硝酸加入量 為理論量的1. 1?1. 4倍，硝化反應結束後，加水鼓空氣把分解後的氮氧化物及剩餘的硝酸 從硝化液中趕出來，脫硝廢氣用氫氧化鈉溶液吸收，廢氣經鹼液吸收後最終高空達標排放， 吸收液排入廢水系統。
[0004] 專利CN101367753A指出硝化物料與水以1 :0. 2?0. 5的體積比進入脫硝釜進行 脫硝反應，控制物料溫度為50?100°C，在2小時內完成脫硝，脫硝產生的氧化氮氣體經冷 凝器冷卻後用鹼吸收。
[0005] 專利CN201971764U提出Η酸脫硝裝置技術方案：硝化液在脫硝釜內脫硝後，產生 的氣體經過緩衝罐後進入吸收塔內，在吸收塔內進行鹼液噴淋吸收,而當發生吸收塔內的 鹼液沒有及時排出的情況時，鹼液從吸收塔回流至緩衝罐內進行儲存，避免鹼液直接回流 到脫硝釜內與脫硝釜內的物料反應而爆炸，提高了安全性。
[0006] 上述專利中涉及的Η酸脫硝廢氣均採用鹼液吸收，一方面產生含硝酸鹽及氫氧化 鈉廢水，廢水處理的成本較高；另一方面，廢氣吸收過程中消耗大量的氫氧化鈉，治理成本 也較聞。 (三）


【發明內容】

[0007] 本發明的目的在於提供一種Η酸脫硝廢氣資源化利用的方法，減少脫硝廢氣處理 中的鹼用量，降低廢氣處理和環境治理成本，同時製得稀硝酸以回用於硝化反應，實現廢氣 資源化。
[0008] 為實現本發明目的，所採用的技術方案如下：
[0009] -種Η酸脫硝廢氣資源化利用的方法，包括如下步驟：
[0010] (1)將Η酸生產過程中得到的硝化物與水按照1:0. 2?0. 5的體積比加入脫硝裝 置內，所述脫硝裝置包括至少一個脫硝釜，控制脫硝溫度在50?KKTC，同時往脫硝裝置內 通入壓縮空氣鼓泡將脫硝廢氣排入硝煙吸收裝置內，所述的硝煙吸收裝置包括至少一個硝 煙吸收塔，用水作為硝煙吸收塔內的吸收劑，經吸收後製得濃度為20?60%的稀硝酸；硝 煙吸收裝置排放的廢氣進入鹼液吸收塔經鹼液噴淋吸收後高空排放，由脫硝裝置獲得的脫 硝後的硝化物用於下步中和工序；
[0011] ⑵將步驟⑴中製得的稀硝酸與98%硝酸混合配製成60?95%的硝酸，加入Η 酸生產過程中得到的磺化料中進行硝化反應。
[0012] 所述步驟（1)中，脫硝和脫硝尾氣處理工藝可採用間歇或連續工藝，優選採用連 續工藝。
[0013] 進一步，所述的脫硝裝置優選由2個以上脫硝釜串聯而成，採用逆流脫硝流程，即 所述的Η酸生產過程中得到的硝化物和水從第一個脫硝釜加入，第一個脫硝釜出料溢流進 入下一個脫硝釜，最後脫硝後的硝化物從最後一個脫硝釜中獲得；而所述的壓縮空氣從最 後一個脫硝荃鼓入，最後一個脫硝荃排氣鼓入上一個脫硝荃，最後脫硝廢氣從第一個脫硝 釜排出。優選的脫硝釜個數為2?4個，更優選2?3個。
[0014] 更進一步，相鄰的兩個脫硝釜在布置的位置上有高低，以利於料液從前一個脫硝 釜溢流至下一個脫硝釜。
[0015] 更進一步，利用加壓或抽真空的方式使硝化物和水泵入第一個脫硝釜。
[0016] 進一步，所述的硝煙吸收裝置由2個以上硝煙吸收塔串聯而成，所述的硝煙吸收 裝置採用逆流吸收流程，所述的脫硝廢氣從第一個脫硝釜排出後通入第一個硝煙吸收塔， 經吸收後從第一個硝煙吸收塔排氣進入下一個硝煙吸收塔，最後吸收後的廢氣從最後一個 硝煙吸收塔排出；而所述的吸收劑水從最後一個硝煙吸收塔加入，從最後一個硝煙吸收塔 溢流進入上一個硝煙吸收塔，最後吸收後得到的稀硝酸從第一個硝煙吸收塔中回收。優選 的硝煙吸收塔的個數為2?5個，更優選為3?5個。
[0017] 更進一步，每個硝煙吸收塔頂部設置有氣體出口和液體入口，底部設置有氣體入 口；最後一個硝煙吸收塔還設有另一個進液口；相鄰兩個硝煙吸收塔之間通過一個液體管 道連接並且前一個硝煙吸收塔的氣體出口與後一個硝煙吸收塔的氣體入口連接；所述的脫 硝廢氣從第一個硝煙吸收塔底部的氣體入口通入，經吸收後從第一個硝煙吸收塔頂部的氣 體出口排氣進入下一個硝煙吸收塔，最後吸收後的廢氣從最後一個硝煙吸收塔頂部的氣體 出口排出；而所述的吸收劑水從最後一個硝煙吸收塔的進液口加入，經液體管道從最後一 個硝煙吸收塔溢流進入上一個硝煙吸收塔，最後吸收後得到的稀硝酸從第一個硝煙吸收塔 中回收；每個硝煙吸收塔內採用逆流吸收流程，即脫硝廢氣從硝煙吸收塔底部的氣體入口 通入，而新鮮的吸收劑從硝煙吸收塔頂部的液體入口噴淋而下，進行逆流吸收。
[0018] 再更進一步，相鄰的兩個硝煙吸收塔在布置的位置上有高低，以利於吸收後的液 體（即稀硝酸）經液體管道從後一個硝煙吸收塔溢流至前一個硝煙吸收塔。
[0019] 再更進一步，利用加壓或抽真空的方式使吸收劑從進液口加入。
[0020] 進一步，所述步驟（1)中，脫硝溫度優選為55?65 °C，稀硝酸濃度優選控制在 40 ?58%。
[0021] 進一步，所述步驟（1)中，為提高製得的稀硝酸濃度，硝煙吸收塔可採用加壓吸 收，優選控制硝煙吸收塔中壓力在0. 1?0. 5MPa，更優選控制在0. 2?0. 3MPa。另外，在吸 收劑中添加雙氧水也可提高稀硝酸濃度。
[0022] 所述步驟（2)中，硝化反應前，磺化料的總酸度折算成硫酸的質量分數表示一般 控制在55?80%，酸度過高，硝化副反應會多些；太低的話，硝化反應速度和能力會有影 響。本發明優選控制磺化料的總酸度在65?75%。
[0023] 進一步，所述步驟（2)中，優選將步驟（1)中製得的稀硝酸與98%硝酸混合配製成 75?95 %的硝酸。
[0024] 本發明與現有技術相比的有益效果主要體現在：
[0025] 1、本發明用水作為吸收劑，利用Η酸脫硝廢氣中氮氧化物製備稀硝酸，開闢了 Η酸 脫硝廢氣資源化利用的新途徑，鹼液用量和鹼吸收液排放量大幅減少。既保護了環境，又具 有良好的經濟效益；
[0026] 2、本發明採用連續脫硝技術使得廢氣中的氮氮化物濃度比較穩定，有利於高效吸 收，並且連續脫硝操作比較簡單，得到的硝酸濃度比較穩定。
[0027] 3、本發明採用逆流技術在確保廢氣達標排放的前提下，可提高最終得到的稀硝酸 濃度。
[0028] 4、使用本發明的方法，回收的稀硝酸回用於硝化生產，降低了 Η酸生產過程中硝 酸的單耗，而合成硝化物的產品質量與未回用稀硝酸時完全相同。 (四）

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 圖1是本發明工藝流程示意圖。 (五）

【具體實施方式】
[0030] 下面結合具體實施例對本發明進行進一步描述，但本發明的保護範圍並不僅限於 此：
[0031] 本發明實施例採用硝煙吸收裝置由若干個硝煙吸收塔串聯而成，每個硝煙吸收塔 頂部設置有氣體出口和液體入口，底部設置有氣體入口；最後一個硝煙吸收塔還設有另一 個進液口；相鄰兩個硝煙吸收塔之間通過一條液體管道連接並且前一個硝煙吸收塔的氣體 出口與後一個硝煙吸收塔的氣體入口連接；所述的脫硝廢氣從第一個硝煙吸收塔底部的氣 體入口通入，經吸收後從第一個硝煙吸收塔頂部的氣體出口排氣進入下一個硝煙吸收塔， 最後吸收後的廢氣從最後一個硝煙吸收塔頂部的氣體出口排出；而所述的吸收劑從最後一 個硝煙吸收塔的進液口加入，經液體管道從最後一個硝煙吸收塔溢流進入上一個硝煙吸收 塔，最後吸收後得到的稀硝酸從第一個硝煙吸收塔中回收；每個硝煙吸收塔內採用逆流吸 收流程，即脫硝廢氣從硝煙吸收塔底部的氣體入口通入，而新鮮的吸收劑從硝煙吸收塔頂 部的液體入口噴淋而下，進行逆流吸收。
[0032] 進一步，相鄰的兩個硝煙吸收塔在布置的位置上有高低，以利於吸收後的液體 (即稀硝酸）經液體管道從後一個硝煙吸收塔溢流至前一個硝煙吸收塔。
[0033] 實施例1 :現有的未採用回收稀硝酸的工藝
[0034] 在硝化釜內加入Η酸磺化料（物質的量為5kmol，磺化物總酸度為70. 2% )，打開 冷卻水降溫到55°C，然後從硝酸計量槽加入98 %硝酸418kg (折百硝酸量為6. 5kmol)，硝化 溫度控制在55±2°C，硝酸的滴加時間為4?5小時，硝化結束後再保溫0. 5小時，取樣分 析，硝化物（主產物）的純度在80. 3 %，收率（按亞硝值計）在95. 7 %。
[0035] 實施例2 :連續脫硝回收稀硝酸回用至脫硝工藝
[0036] 取Η酸硝化液（硝化液進料量為3000L/h)與水按1 :0. 4的體積比連續加入一 級脫硝釜，一級脫硝釜出料溢流進入二級脫硝釜，脫硝溫度控制在60±5°C，同時從二級脫 硝釜內鼓入空氣，二級脫硝釜排氣鼓入一級脫硝釜，一級脫硝釜排氣進入一級硝煙吸收塔， 在塔內用吸收液常溫噴淋吸收（以下塔噴淋操作均相同），一級硝煙吸收塔排氣進入二級 硝煙吸收塔，二級硝煙吸收塔排氣進入三級硝煙吸收塔，三級硝煙吸收塔排氣進入四級硝 煙吸收塔，同時從四級硝煙吸收塔補水，逐級逆流至一級吸收塔得稀硝酸（稀硝酸濃度在 52±2% )，四級硝煙吸收塔尾氣進入鹼液吸收塔吸收，廢氣經鹼液吸收後最終高空達標排 放。
[0037] 在硝化釜內加入磺化料（物質的量為5kmol，磺化總酸度控制在72. 3% )，打開冷 卻水降溫到55°C，然後從硝酸計量槽內加入78. 0%硝酸525kg(由上述回收的52. 5%稀硝 酸236kg與98%硝酸289kg混合配製，折百硝酸量為6. 5kmol)，硝化溫度控制在55±2°C, 硝酸的滴加時間為4?5小時，硝化結束後再保溫0. 5小時，取樣分析，硝化物（主產物） 的純度在80. 9 %，收率（按亞硝值計）在96. 1 %。
[0038] 實施例3 :間歇脫硝回用
[0039] 在脫硝鍋內加入3000L硝化物，開啟氧化氮吸收循環系統進氣閥，然後由水計量 槽在1. 5小時內往脫硝鍋加水1200L，同時通入壓縮空氣鼓泡，脫硝廢氣進入一級硝煙吸收 塔，在塔內用吸收液常溫噴淋吸收（以下塔噴淋操作均相同），一級硝煙吸收塔排氣進入 二級硝煙吸收塔，二級硝煙吸收塔排氣進入三級硝煙吸收塔，三級硝煙吸收塔尾氣進入鹼 液吸收塔吸收，廢氣經鹼液吸收後最終高空達標排放。為防止氧化氮瞬間析出太快，開始 500kg水應緩慢加入，脫硝溫度控制在100°C以下，加水後繼續鼓泡lh，脫硝結束後，硝化物 轉移至中和釜，脫硝釜開始下一批次硝化物的脫硝操作，當一級硝煙吸收塔內的硝酸濃度 達到52±2%時，把吸收液全部轉入稀硝酸緩衝槽，然後轉移二級硝煙吸收塔內的吸收液至 一級硝煙吸收塔內、三級硝煙吸收塔內的吸收液轉移至二級硝煙吸收塔內，三級硝煙吸收 塔內加入清水。
[0040] 在硝化釜內加入磺化料（物質的量為5kmol，磺化總酸度控制在72. 1 % )，打開冷 卻水降溫到55°C，然後從硝酸計量槽內加入80. 2%硝酸510kg(由上述回收的53. 5%稀硝 酸204kg與98%硝酸306kg混合配製，折百硝酸量為6. 5kmol)，硝化溫度控制在55±2°C, 硝酸的滴加時間為4?5小時，硝化結束後再保溫0. 5小時，取樣分析，硝化物（主產物） 的純度在81. 4%，收率（按亞硝值計）在97. 1 %。
[0041] 實施例4:
[0042] 取Η酸硝化液（硝化液進料量為3000L/h)與水按1 :0. 4的體積比例連續加入一級 脫硝釜，一級脫硝釜出料溢流進入二級脫硝釜，脫硝溫度控制在60±5°C，同時從二級脫硝 釜內鼓入空氣，二級脫硝釜排氣鼓入一級脫硝釜，一級脫硝釜排氣進入一級硝煙吸收塔，在 塔內用吸收液常溫噴淋吸收（以下塔噴淋操作均相同），一級硝煙吸收塔排氣進入二級硝 煙吸收塔，二級硝煙吸收塔排氣進入三級硝煙吸收塔，三級硝煙吸收塔排氣進入四級硝煙 吸收塔，同時從四級硝煙吸收塔補水和30%雙氧水，逐級逆流至一級吸收塔得稀硝酸（稀 硝酸濃度在55?60% )，同時控制硝煙吸收塔壓力0. 2-0. 3MPa，四級硝煙吸收塔尾氣進入 鹼液吸收塔吸收，廢氣經鹼液吸收後最終高空達標排放。
[0043] 在硝化釜內加入磺化料（物質的量為5kmol，磺化總酸度控制在72. 3% )，打開冷 卻水降溫到55°C，然後從硝酸計量槽內加入78. 0%硝酸525kg(由上述回收的56. 5%稀硝 酸259kg與98%硝酸266kg混合配製，折百硝酸量為6. 5kmol)，硝化溫度控制在55±2°C, 硝酸的滴加時間為4?5小時，硝化結束後再保溫0. 5小時，取樣分析，硝化物（主產物） 的純度在81. 7%，收率（按亞硝值計）在97. 2%。
[0044] 從上述實施例可知，採用本發明方法回收的稀硝酸，按照一定的參數配比回用於 硝化工序時，所製備的硝化產物滿足質量要求，品質並未降低，同時削減了硝化尾氣，減少 了鹼液的用量。
【權利要求】
1. 一種Η酸脫硝廢氣資源化利用的方法，包括如下步驟： (1) 將Η酸生產過程中得到的硝化物與水按照1:0. 2?0. 5的體積比加入脫硝裝置內， 所述脫硝裝置包括至少一個脫硝釜，控制脫硝溫度在50?KKTC，同時往脫硝裝置內通入 壓縮空氣鼓泡將脫硝廢氣排入硝煙吸收裝置內，所述的硝煙吸收裝置包括至少一個硝煙吸 收塔，用水作為硝煙吸收塔內的吸收劑，經吸收後製得濃度為20?60%的稀硝酸；硝煙吸 收裝置排放的廢氣進入鹼液吸收塔經鹼液噴淋吸收後高空排放，由脫硝裝置獲得的脫硝後 的硝化物用於下步中和工序； (2) 將步驟（1)中製得的稀硝酸與98%硝酸混合配製成60?95%的硝酸，加入Η酸生 產過程中得到的磺化料中進行硝化反應。
2. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於：所述的脫硝裝置由2個以上脫硝釜串聯而 成，採用逆流脫硝流程，即所述的Η酸生產過程中得到的硝化物和水從第一個脫硝釜加入， 第一個脫硝釜出料溢流進入下一個脫硝釜，最後脫硝後的硝化物從最後一個脫硝釜中獲 得；而所述的壓縮空氣從最後一個脫硝釜鼓入，最後一個脫硝釜排氣鼓入上一個脫硝釜，最 後脫硝廢氣從第一個脫硝釜排出。
3. 如權利要求1所述的方法，其特徵在於：所述的硝煙吸收裝置由2個以上硝煙吸收 塔串聯而成，所述的硝煙吸收裝置採用逆流吸收流程，所述的脫硝廢氣從第一個脫硝釜排 出後通入第一個硝煙吸收塔，經吸收後從第一個硝煙吸收塔排氣進入下一個硝煙吸收塔， 最後吸收後的廢氣從最後一個硝煙吸收塔排出；而所述的吸收劑從最後一個硝煙吸收塔加 入，從最後一個硝煙吸收塔溢流進入上一個硝煙吸收塔，最後吸收後得到的稀硝酸從第一 個硝煙吸收塔中回收。
4. 如權利要求3所述的方法，其特徵在於：每個硝煙吸收塔頂部設置有氣體出口和液 體入口，底部設置有氣體入口；最後一個硝煙吸收塔還設有另一個進液口；相鄰兩個硝煙 吸收塔之間通過一個液體管道連接並且前一個硝煙吸收塔的氣體出口與後一個硝煙吸收 塔的氣體入口連接；所述的脫硝廢氣從第一個硝煙吸收塔底部的氣體入口通入，經吸收後 從第一個硝煙吸收塔頂部的氣體出口排氣進入下一個硝煙吸收塔，最後吸收後的廢氣從最 後一個硝煙吸收塔頂部的氣體出口排出；而所述的吸收劑水從最後一個硝煙吸收塔的進液 口加入，經液體管道從最後一個硝煙吸收塔溢流進入上一個硝煙吸收塔，最後吸收後得到 的稀硝酸從第一個硝煙吸收塔中回收；每個硝煙吸收塔內採用逆流吸收流程，即脫硝廢氣 從硝煙吸收塔底部的氣體入口通入，而新鮮的吸收劑從硝煙吸收塔頂部的液體入口噴淋而 下，進行逆流吸收。
5. 如權利要求1?4之一所述的方法，其特徵在於：所述步驟⑴中，脫硝和脫硝尾氣 處理採用間歇或連續工藝。
6. 如權利要求1?4之一所述的方法，其特徵在於：所述步驟⑴中，脫硝溫度為55? 65 °C，稀硝酸濃度控制在40?58%。
7. 如權利要求1?4之一所述的方法，其特徵在於：所述步驟（1)中，控制硝煙吸收塔 中壓力在〇· 1?〇.5MPa。
8. 如權利要求1?4之一所述的方法，其特徵在於：所述的吸收劑水中還添加有雙氧 水。
9. 如權利要求7所述的方法，其特徵在於：如權利要求1?4之一所述的方法，其特徵 在於：所述的吸收劑水中還添加有雙氧水。
10.如權利要求1?4之一所述的方法，其特徵在於：所述步驟（2)中，將步驟（1)中 製得的稀硝酸與98%硝酸混合配製成75?95%的硝酸。
【文檔編號】C01B21/40GK104086464SQ201410264027
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月13日 優先權日:2014年6月13日
【發明者】何旭斌, 陶建國, 孟明, 朱敬鑫, 何豪華, 王新武, 蘇建軍 申請人:通遼市龍盛化工有限公司, 浙江龍盛化工研究有限公司, 浙江龍盛集團股份有限公司