一種六硝基聯(lián)芐生產(chǎn)中乙醇回收的方法及裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種六硝基聯(lián)芐生產(chǎn)中乙醇回收的方法及裝置，尤其涉及一種滲透汽 化法回收六硝基聯(lián)芐生產(chǎn)中乙醇的方法及裝置，屬滲透汽化膜應(yīng)用領(lǐng)域。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004] 六硝基聯(lián)芐即二苦基乙烷，熔點(diǎn)212°C，淡黃色粉末，是兩步法合成耐熱炸藥六硝 基芪的一種重要原料。
[0005] 在六硝基聯(lián)芐氧化偶聯(lián)反應(yīng)工段中先將原料TNT溶解在乙醇中，再加入次氯酸 鈉，氧化偶聯(lián)反應(yīng)后料液經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、結(jié)晶得到六硝基聯(lián)芐成品。上述過(guò)程中乙醇與水 及其他微量組分形成溶液，如果不進(jìn)行乙醇回收，將無(wú)法循環(huán)使用，直接賣掉造成成本升 高，如直接排放造成乙醇損失，同時(shí)污染環(huán)境。為了使乙醇循環(huán)利用，必須將水除去，要求回 用乙醇的水含量小于千分之五以下。
[0006] 目前，六硝基聯(lián)芐生產(chǎn)中乙醇回收方法多采用加鹽萃取精餾，一般以乙二醇作為 萃取劑，加鹽萃取精餾為雙塔工藝，蒸汽消耗量大，設(shè)備占地面積大，環(huán)境污染嚴(yán)重，且產(chǎn)品 易引入第三組分，導(dǎo)致產(chǎn)品純度低，第三組分用量大、回收成本高。
[0007]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于提出一種六硝基聯(lián)芐生產(chǎn)中乙醇回收的方法及裝置。該方法 具有工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，設(shè)備占地面積小，安全系數(shù)高，能耗低，乙醇回收率高，清潔無(wú)污染的特 點(diǎn)。
[0009] 一種六硝基聯(lián)芐生產(chǎn)中乙醇回收的方法，包括如下步驟： 第1步：將通過(guò)氧化偶聯(lián)反應(yīng)制備六硝基聯(lián)芐中得到的乙醇母液進(jìn)行蒸餾，使乙醇蒸 出，得到餾出物； 第2步：對(duì)餾出物采用滲透汽化膜進(jìn)行脫水，在截留側(cè)得到回收乙醇。
[0010] 所述的第1步中，乙醇母液是指：將氧化偶聯(lián)反應(yīng)制備六硝基聯(lián)芐中的反應(yīng)物經(jīng) 過(guò)過(guò)濾、結(jié)晶后得到的乙醇母液。
[0011] 所述的第1步中乙醇母液中的含水量(質(zhì)量百分比）是在5~30%。
[0012] 所述的第1步中蒸餾濃縮中將料液體積濃縮至15%~30%，最優(yōu)是20%。
[0013] 所述的第2步中，對(duì)餾出物做滲透汽化分離時(shí)，先將進(jìn)料用蒸發(fā)器加熱之后，再將 蒸發(fā)器蒸出的含水乙醇送入滲透汽化分離。作為優(yōu)選，含水乙醇的溫度是50~150°C。
[0014] 作為改進(jìn)，所述的進(jìn)料送入蒸發(fā)器之前，可以通過(guò)與滲透汽化的料液側(cè)的回收乙 醇蒸汽進(jìn)行換熱，使進(jìn)料溫度升高至50~KKTC。
[0015] 所述的第2步中，滲透汽化膜的料液側(cè)的表壓為0~0. 5MPa ;滲透?jìng)?cè)與真空系統(tǒng) 相連，滲透?jìng)?cè)絕壓100~3000Pa。
[0016] 所述的滲透汽化膜采用的膜為優(yōu)先透水膜，可以為分子篩膜、無(wú)定形二氧化硅膜、 PVA膜，最優(yōu)是分子篩膜。
[0017] 第2步中滲透汽化膜滲透?jìng)?cè)的料液冷凝后返回蒸餾釜。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種六硝基聯(lián)芐生產(chǎn)中乙醇回收的裝置，包括有依次 連接的結(jié)晶罐、蒸餾釜，蒸餾釜的餾出物出口再依次與中間罐、蒸發(fā)器連接后，再連接至滲 透汽化分離機(jī)組的料液側(cè)的入口；滲透汽化分離機(jī)組的料液側(cè)的出口再連接至產(chǎn)品罐。
[0019] 在滲透汽化分離機(jī)組的料液側(cè)的出口的管路要與進(jìn)入蒸發(fā)器的管路形成換熱連 接。
[0020] 在進(jìn)入產(chǎn)品罐的管路上設(shè)置產(chǎn)品冷凝器。
[0021] 在滲透汽化分離機(jī)組的滲透?jìng)?cè)還連接有滲透液冷凝器和真空栗。
[0022] 滲透汽化分離機(jī)組的滲透?jìng)?cè)還可以連接在蒸餾釜上。
[0023] 滲透汽化分離機(jī)組是由1~100個(gè)滲透汽化膜分離器串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián)連接。
[0024] 裝置中還包括有依次連接的氧化偶聯(lián)反應(yīng)釜、壓濾機(jī)、料液罐，料液罐連接于結(jié)晶 罐。
[0025] 有益效果 與加鹽萃取精餾法回收六硝基聯(lián)芐生產(chǎn)中乙醇相比，本發(fā)明的方法具有如下特點(diǎn)： 1. 本發(fā)明采用滲透汽化膜分離機(jī)組脫水，不受共沸限制，工藝過(guò)程簡(jiǎn)單； 2. 本發(fā)明滲透汽化膜分離機(jī)組自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)便，設(shè)備占地面積少； 3. 本方法采用先蒸餾再滲透汽化的方式，不引入第三組分，既節(jié)約了試劑消耗，又保證 產(chǎn)品純度； 4. 本發(fā)明將滲透液返至蒸餾釜回收處理，減少了乙醇的排放量，增加了乙醇的回收 率； 5. 本發(fā)明利用產(chǎn)品熱量對(duì)進(jìn)入蒸發(fā)器前的含水乙醇料液進(jìn)行預(yù)熱，提高了系統(tǒng)內(nèi)能量 利用率，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)能耗； 6. 本發(fā)明提供的乙醇回收方法，乙醇中的水含量小，可以降低至0. 01%，能耗降低40~ 60% 〇
[0026]
【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1是六硝基聯(lián)芐生產(chǎn)中乙醇回收的裝置圖； 其中1、氧化偶聯(lián)反應(yīng)釜；2、壓濾機(jī)；3、料液罐；4、結(jié)晶罐；5、蒸餾釜；6、中間罐；7、預(yù) 熱器；8、蒸發(fā)器；9、滲透汽化分離機(jī)組；10、滲透液冷凝器；11、真空栗；12、產(chǎn)品冷凝器； 13、廣品罐。
[0028]
【具體實(shí)施方式】
[0029] 本發(fā)明的目的是針對(duì)六硝基聯(lián)芐生產(chǎn)中氧化偶聯(lián)工藝產(chǎn)生的乙醇母液進(jìn)行乙醇 脫水回收，在六硝基聯(lián)芐的氧化偶聯(lián)工藝采用TNT作為起始原料，將其溶解在乙醇中，再加 入次氯酸鈉進(jìn)行反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾出固體反應(yīng)產(chǎn)物，而反應(yīng)溶劑作為濾液，將濾液 進(jìn)行結(jié)晶，使其中的反應(yīng)產(chǎn)物析出，結(jié)晶之后得到乙醇母液，母液中含有大量的未反應(yīng)完全 的原料(例如：TNT、次氯酸鈉)、副產(chǎn)物、雜質(zhì)、水。對(duì)其進(jìn)行蒸餾之后，再通過(guò)滲透汽化膜對(duì) 乙醇進(jìn)行脫水分離。
[0030] 對(duì)乙醇母液進(jìn)行蒸餾濃縮的最主要的目的是對(duì)其進(jìn)行初步提純，可以使未反應(yīng)完 全的原料、副產(chǎn)物等重組分和一部分水留在蒸餾釜底，這樣一方面可以避免重組分進(jìn)入至 滲透汽化分離器的料液側(cè)，影響到最終的回收乙醇的純度，還可以脫除一部分水，減輕滲透 汽化膜的面積，使其處理量、產(chǎn)品含水量得到提高。一般來(lái)說(shuō)，乙醇母液中的含水量是在 5~30wt%左右，更適合于該工藝的是在15wt%左右。另外，在這個(gè)蒸餾的過(guò)程中，如果濃縮 率不高的話，會(huì)導(dǎo)致在一部分乙醇不能完全被蒸出，影響到工藝的收率；但是，如果濃縮率 過(guò)高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致蒸餾釜的釜底料液過(guò)濃，一些重組分、雜質(zhì)也會(huì)隨著蒸餾的過(guò)程進(jìn)入至蒸汽 中，最終會(huì)影響到回收乙醇的純度。最好是將料液體積濃縮至15~30% ;在最優(yōu)的實(shí)施例 中為20%。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)的實(shí)施方式，對(duì)于從蒸餾釜中蒸餾產(chǎn)生的餾出物，最好是將其 用蒸發(fā)器進(jìn)行加熱之后，以蒸汽形式進(jìn)入至滲透汽化分離器，這主要是可以提高滲透汽化 膜的分離效率，蒸汽的溫度優(yōu)選是50~150°C，為了更好地利用余熱，可以在將其送入蒸發(fā) 器之前，先與滲透汽化分離器料液側(cè)的乙醇蒸汽進(jìn)行預(yù)熱，升溫至50~KKTC。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，采用的滲透汽化膜是分子篩膜，相對(duì)于其它 類似的膜材料，例如：無(wú)定形二氧化硅膜、PVA膜、分子篩膜分離后得到的回收乙醇的純度 高而且分離過(guò)程中的膜通量較大。在另外一個(gè)實(shí)施方式中，也可以對(duì)乙醇母液中加入亞硫 酸鈉進(jìn)行預(yù)處理，中和掉未反應(yīng)完全的余氯。
[0033] 根據(jù)上述的方法，本發(fā)明中所采用的裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，在氧化偶聯(lián)反應(yīng)釜1的 出口與壓濾機(jī)2連接，壓濾機(jī)2的料液出口再依次與料液罐3、結(jié)晶罐4相連接；氧化偶聯(lián)反 應(yīng)釜1的作用是進(jìn)行反應(yīng)，壓濾機(jī)2的作用是對(duì)反應(yīng)物進(jìn)行固液分離，將反應(yīng)產(chǎn)生的廢溶劑 分開，料液罐3的作用是存儲(chǔ)壓濾得到的廢溶劑，結(jié)晶罐4的作用是對(duì)廢溶劑進(jìn)行結(jié)晶后， 使其中的反應(yīng)產(chǎn)物等析出，使其回收利用并同時(shí)使溶劑中的雜質(zhì)減少。結(jié)晶罐4的出口再 與蒸餾釜5連接，蒸餾釜5的餾出物出口再依次與中間罐6、蒸發(fā)器8連接后，再連接至滲 透汽化分離機(jī)組9的料液側(cè)的入口；滲透汽化分離機(jī)組9的料液側(cè)的出口再連接至產(chǎn)品罐 13,產(chǎn)品罐13的作用是接受得到的回收乙醇；另外，在滲透汽化分離機(jī)組9的料液側(cè)的出口 的管路要與進(jìn)入蒸發(fā)器8的管路形成換熱連接，其作用是使回收乙醇的余熱得到利用，使 進(jìn)入原料的溫度提高，也可以在進(jìn)入產(chǎn)品罐13的管路上設(shè)置產(chǎn)品冷凝器12,使蒸發(fā)冷凝后 進(jìn)入產(chǎn)品罐13。在滲透汽化分離機(jī)組9的滲透?jìng)?cè)還連接有滲透液冷凝器10和真空栗11，滲 透液冷凝器12的作用是將滲透物冷凝后形成液體，而真空栗11的作用是提供負(fù)壓；另外， 滲透汽化分離機(jī)組9的滲透?jìng)?cè)還可以連接在蒸餾釜5上，使?jié)B透物得到重新回收利用其中 的少量乙醇。
[0034] 實(shí)施例1 六硝基聯(lián)芐生產(chǎn)中乙醇回收的方法，采用的裝置如圖1所示，操作過(guò)程包括下列步驟： 將來(lái)自六硝基聯(lián)芐氧化偶聯(lián)反應(yīng)工段得到的母液，先進(jìn)入壓濾機(jī)2過(guò)濾，濾液再進(jìn)入料液 罐3,最后進(jìn)入結(jié)晶罐4結(jié)晶，上層母液(含水量20wt%左右）送入蒸餾釜5濃縮，蒸餾乙醇 收集于中間罐6,蒸餾過(guò)程中母液體積