Способ рекуперации анилина

Изобретение относится к усовершенствованию способа рекуперации анилина из концентрированных водных растворов сточных вод путем его экстракции органическим растворителем, таким как бензол, толуол, и регенерации растворителя. При этом в качестве экстрагента используют органический растворитель процессов получения или использования анилина с содержанием в растворителе анилина в количестве до 5 мас.%, при подаче экстрагента и водного раствора в экстрактор притивотоком, а регенерацию растворителя проводят ректификацией полученного экстракта с получением кубовой жидкости, содержащей 10-40 мас.% органического растворителя. В частности, можно использовать в качестве органического растворителя бензол, побочно образующийся в процессе получения анилина восстановлением нитробензола водородом, при этом регенерацию растворителя осуществляют в ректификационной колонне выделения побочно образующегося бензола из легкой фракции в процессе получения анилина. Достигаемый эффект - снижение расхода тепла на процесс рекуперации анилина из концентрированных растворов в 11-13 раз. 1 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к химической технологии и предназначено для рекуперации анилина из концентрированных водных растворов, образующихся в процессах получения и использования анилина.

На производстве анилина методом газофазного каталитического восстановления нитробензола водородом [патент РФ 2084446, МПК6 С07С 211/46, 209/84, опубл. 20.07.1997] на 1 тонну анилина попутно получают 0,4 тонны реакционной воды, в которой находится, в зависимости от температуры, 15-20 кг растворенного анилина.

Сточные воды с анилином образуются также в производствах красителей, добавок к горюче-смазочным материалам, пластмассам, резинам, в которых в качестве сырья используют анилин.

Так, на производстве полимера 1,2 дигидро-2,2,4-триметихинолина из анилина и ацетона (торговое название Ацетонанил-Н) [патент РФ 2157387, МПК7 С08G 73/00, С07D 215/06, опубл. 2000.10.10], [патент РФ 2255943, МПК7 C08G 12/00, С08G 73/00, опубл. 2005.07.10] на стадии водно-толуольной экстракции образуются сточные воды, содержащие 1,3 мас.% анилина.

Основным промышленным способом извлечения анилина из концентрированных водных растворов является азеотропная ректификация, которая позволяет получить дистиллятом влажный анилин [Николаев Ю.Т., Якубсон A.M. Анилин. М.: Химия, 1984. - 152 с.]. Однако данный метод является энергоемким, так как концентрация анилина в азеотропной смеси составляет всего 18 мас.%, а температура кипения азеотропной смеси ниже температуры кипения воды всего на 1,5°С.

Известны адсорбционные методы извлечения анилина из воды [патент РФ 2168358, МПК 7 В01J 20/32, опубл. 10.06.2001], [патент РФ 2168359, МПК7 В01J 20/32, 20/20, C02F 1/28, опубл. 10.06.2001], [патент РФ 2097334, МПК6 С02F 1/28, В01J 20/34, опубл. 1997, 11.27]. Такие методы связаны, как правило, с трудо- и энергоемкими процессами регенерации и периодической замены сорбента, переработки элюента, поэтому их применяют для очистки разбавленных водных растворов.

Практический интерес представляет метод жидкостной экстракции, который широко применяют в промышленности [Основы жидкостной экстракции / Под ред. Г.А.Ягодина. М.: Химия, 1981. - 400 с.].

Известен способ выделения ингибиторов полимеризации аминного типа [авторское свидетельство СССР 553240, М. кл.2 С07С 85/26, С07С 87/48, С09К 15/18, опубл. 05.04.1977]. Кубовые остатки производства мономеров, в частности изопрена, содержащие 1 мас.% целевого фенил-2-нафтиламина, остальное - пиперилен и другие органические вещества, обрабатывают водным раствором серной кислоты, кислотные вытяжки нейтрализуют водным раствором гидроокиси натрия. Выпавший в осадок целевой фенил-2-нафтиламин из водного раствора сульфата натрия с рН 10 экстрагируют бензолом, затем из экстракта бензол удаляют простой отгонкой и получают чистый продукт (температура плавления 104-106°С) с выходом 89,6%.

Данный способ не может быть использован для рекуперации анилина из концентрированных водных растворов, так как анилин является летучим веществом (температура плавления минус 37,3°С, кипения 155°С). Кроме того, степень рекуперации органического амина по данному способу ниже 90%.

Процесс экстракции анилина из водных растворов в настоящее время на практике используют только в аналитической химии с целью его селективного извлечения и концентрирования [патент РФ 2106177, МПК6 В01D 11/04, опубл. 1998, 03.10]. Описана экстракция анилина из водно-солевых растворов диоктилсульфоксидом, трифенилфосфиноксидом, триоктилфосфиноксидом, триоктиламиноксидом в среде различных разбавителей [Коренман Я.И., Дроздова М.К., Лисицкая Р.П., Алешина В.В. Экстракционное концентрирование анилина и фенольных соединений для анализа водных сред. - Химия в интересах устойчив. развития. 1995. 3, N 3, с.231-236].

Наиболее близким предлагаемому изобретению является процесс, описанный в способе определения анилина в сточной воде [авт. свид. СССР 1567940, МПК5 G01N 21/78, 3/18, опубл. 30.05.1990]. С целью повышения селективности и чувствительности способа концентрирование анализируемой пробы ведут экстракцией бензолом, реэкстракцией буферным раствором с рН 2,8. Для этого в пробу воды объемом 1 дм3 вводят 2 см3 5-н. раствора NaOH, 300 г NaCl, производят трехкратную экстракцию бензолом 60×3=180 см3, а затем из бензольного раствора анилин извлекают стандартным буферным раствором с рН 2,8 трехкратной реэкстракцией 40×3=120 см3. Буферный раствор готовят из 0,04 М растворов фосфорной, уксусной и борной кислот.

Такой процесс экстракции не является технологичным и не может быть использован для рекуперации анилина из водных растворов в промышленном масштабе.

Целью изобретения является разработка экономичного промышленного экстракционного процесса рекуперации анилина из концентрированных водных растворов.

Поставленная цель достигается тем, что анилин из концентрированных водных растворов сточных вод, образующихся в технологических процессах получения анилина или использующих анилин, рекуперируют путем экстракции органическим растворителем, таким как бензол, толуол, и регенерации растворителя, причем согласно изобретению в качестве экстрагента используют органический растворитель процессов получения или использования анилина с содержанием в растворителе анилина в количестве до 5 мас.%, при подаче экстрагента и водного раствора в экстрактор противотоком, а регенерацию растворителя проводят ректификацией полученного экстракта с получением кубовой жидкости, содержащей 10-40 мас.% органического растворителя.

Кроме того, в качестве растворителя используют бензол, побочно образующийся в процессе получения анилина восстановлением нитробензола водородом, при этом регенерацию растворителя осуществляют в ректификационной колонне выделения побочно образующегося бензола из легкой фракции в процессе получения анилина.

Ниже приведены примеры осуществления рассматриваемого процесса в лабораторном масштабе с использованием противоточного экстрактора непрерывного действия диаметром 51 мм с разделяющей способностью 8 теоретических ступеней контакта и лабораторной ректификационной установки периодического действия с разделяющей способностью 4 теоретические тарелки.

Пример 1.

В верхнюю часть экстрактора с расходом 4 дм3/ч подают реакционную воду производства анилина, содержащую 3,5 мас.% анилина, а в нижнюю часть - бензол, содержащий 0,5% анилина, с расходом 0,4 дм3/ч. На выходе из нижней части получают воду с концентрацией анилина 0,87 г/дм3, а из верхней части - экстракт с концентрацией анилина 24,9 мас.%. Степень извлечения анилина из реакционной воды составляет 97,5%.

На ректификационной установке периодического действия при атмосферном давлении и флегмовом числе 0,35 из экстракта дистиллятом регенерируют бензол. Температура кипения кубовой жидкости по мере увеличения содержания анилина с 24,9 до 90 мас.% повышается с 88 до 142°С.

Бензольный экстракт, содержащий 24,9% анилина, может быть без предварительной ректификации подан на ректификационную колонну производства анилина, на которой из легкой фракции выделяют бензол, образующийся из нитробензола по побочной реакции.

Расход тепловой энергии на 1 тонну рекуперированного анилина составляет 2,1 ГДж/т, а при использовании метода азеотропной ректификации водяным паром эта величина равняется 27 ГДж/т, т.е. в 13 раз больше.

Пример 2. В верхнюю часть экстрактора подают сточные воды производства полимера 1,2 дигидро-2,2,4-триметихинолина (антиоксидант резин -Ацетонанил-Н), содержащие 1,3 мас.% анилина и 5% NaCl+NaOH, с расходом 4 дм2/ч. В качестве экстрагента используют толуол, содержащий 0,5% анилина, который подают в нижнюю часть экстрактора с расходом 0,4 дм3/ч. Очищенные сточные воды содержат 0,81 г/дм3 анилина, степень его рекуперации составляет 94%.

Толуольный экстракт, содержащий 11,3 мас.% анилина, перерабатывают на ректификационной установке выделения толуола из органической фазы производства ацетонанила путем его подачи на тарелку, на которой концентрация анилина близка к 11 мас.%.

Расход тепла на рекуперацию 1 тонны анилина из сточной воды производства ацетонанила предлагаемым методом составляет 5,4 ГДж/т, а при использовании метода азеотропной ректификации - 58 ГДж/т, т.е. в 11 раз больше.

Приведенные примеры показывают, что описанный противоточный экстракционный метод в сочетании с регенерацией ароматического растворителя ректификацией может быть использован в химической промышленности для рекуперации анилина из концентрированных водных растворов.

При использовании для экстракции ароматического растворителя, содержащего более 1% анилина, снижается степень извлечения анилина из водного раствора. По мере уменьшения содержания анилина в исходном растворителе степень извлечения анилина возрастает, однако при этом увеличивается расход тепловой энергии на стадии регенерации экстрагента.

Удельный расход тепла на рекуперацию анилина из концентрированных водных растворов данным методом по сравнению с используемым в промышленности методом азеотропной ректификации меньше в 11-13 раз.

1. Способ рекуперации анилина из концентрированных водных растворов сточных вод путем его экстракции органическим растворителем, таким как бензол, толуол, и регенерации растворителя, отличающийся тем, что в качестве экстрагента используют органический растворитель процессов получения или использования анилина, с содержанием в растворителе анилина в количестве до 5 мас.%, при подаче экстрагента и водного раствора в экстрактор притивотоком, а регенерацию растворителя проводят ректификацией полученного экстракта с получением кубовой жидкости, содержащей 10-40 мас.% органического растворителя.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя используют бензол, побочно образующийся в процессе получения анилина восстановлением нитробензола водородом, при этом регенерацию растворителя осуществляют в ректификационной колонне выделения побочно образующегося бензола из легкой фракции в процессе получения анилина.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к улучшенному способу получения анилина и N-метиланилина газофазным каталитическим восстановлением нитробензола водными растворами метанола или формальдегида при получении анилина и N-метиланилина и водными растворами формальдегида при получении анилина.
Изобретение относится к усовершенствованному способу получения анилина и новому катализатору для получения анилина и других аминов. .
Изобретение относится к получению фторсодержащих анилинов общей формулы NH2-C6X1X2X3X4X5, где X1, X2, X3, X4, X5 являются атомами фтора, хлора, брома, йода или водорода, причем по крайней мере один из них является атомом фтора, а другой - атомом водорода.

Изобретение относится к способу получения ароматических аминов, а именно к получению незамещенных или N-метилзамещенных ароматических аминов, которые используются в производстве красителей, лекарств, антиокислительных и антидетонационных присадок к топливу и т.п.
Изобретение относится к улучшенному способу получения ароматических аминосоединений, используемых в производстве полиуретанов и других полимерных материалов, а также красителей и лекарственных соединений.
Изобретение относится к химической технологии, точнее к усовершенствованному способу выделения N-монометиланилина (ММА) из катализата N-гидроалкилирования анилина метанолом в присутствии водорода при атмосферном давлении и повышенной температуре в паровой фазе.
Изобретение относится к области химии, а именно к способу выделения анилина из продукта гидрирования нитробензола. .
Изобретение относится к нефтехимическому синтезу, точнее к способам получения анилина гидрированием нитробензола в паровой фазе. .
Изобретение относится к нефтехимическому синтезу, точнее к способам получения анилина гидрированием нитробензола в паровой фазе. .

Изобретение относится к переработке промышленных отходов аммиачного производства, в частности к утилизации отработанного раствора моноэтаноламина при очистке конвертированного газа.
Изобретение относится к улучшенному способу выделения N-монометиланилина из катализатов N-гидроалкилирования анилина метанолом. .
Изобретение относится к области химии, а именно к способу выделения анилина из продукта гидрирования нитробензола. .
Изобретение относится к улучшенному способу получения 1,5-диаминонафталина, который находит применение в качестве промежуточного продукта при синтезе полимерных материалов, физиологически активных соединений, красителей и других ценных материалов.
Изобретение относится к улучшенному способу получения 2,4,6-триаминотолуола в виде стабильных сернокислых или фосфорнокислых солей путем гидрирования 2,4,6-тринитротолуола водородом на палладиевом катализаторе в среде органического растворителя при нагревании, отличающийся тем, что гидрирование 2,4,6-тринитротолуола проводят при атмосферном давлении с добавлением активного угля 2÷10% от массы 2,4,6-тринитротолуола и выделением 2,4,6-триаминотолуола, а для восстановления 2,4,6-тринитротолуола используют катализатор от предыдущего восстановления с добавлением 2÷10% свежего.

Изобретение относится к способам получения 4-аминодифениламина, его промежуточных соединений 4-нитродифениламино и/или 4-нитрозодифениламино или алкилированного производного 4-аминодифениламина.
Изобретение относится к растворам, применяемым в современном малоотходном производстве 4-аминодифениламина (АДФА) конденсацией нитробензола с анилином с последующим каталитическим гидрированием полученной смеси солей 4-нитрозо- и 4-нитродифениламина до АДФА, а также к способам получения этих растворов и способам получения АДФА.

Изобретение относится к способу получения N-метиланилина восстановительным алкилированием нитробензола или его смеси с анилином метанолом в газовой фазе на оксидном медно-хромовом катализаторе, При этом восстановительное алкилирование проводят в среде смеси водорода и диоксида углерода, взятых в мольном соотношении примерно 3:1, полученной газофазной конденсацией метанола с водой.
Изобретение относится к нефтехимическому синтезу, конкретно к усовершенствованному способу получения N-метиланилина восстановительным N-алкилированием анилина метанолом и может быть использовано в производстве антидетонационных добавок к бензинам, в производстве красителей и других продуктов органического синтеза.

Изобретение относится к усовершенствованию способа рекуперации анилина из концентрированных водных растворов сточных вод путем его экстракции органическим растворителем, таким как бензол, толуол, и регенерации растворителя

Наверх