CZ308420B6

CZ308420B6 - Způsob čištění nitrovaných aromatických sloučenin z procesu nitrace

Info

Publication number: CZ308420B6
Application number: CZ2018-14A
Authority: CZ
Inventors: Steven D. BUCHI; Alfred A. Guenkel
Original assignee: Noram International Limited
Priority date: 2015-06-12
Filing date: 2015-06-12
Publication date: 2020-08-12
Also published as: KR102359870B1; US20180155269A1; WO2016198921A1; HUP1800032A2; US10155719B2; CZ201814A3; CN107750244B; KR20180021746A; HU231038B1; CN107750244A

Abstract

Způsob odstraňování nečistot ze surových nitrovaných aromatických produktů získaných nitrací aromatických sloučenin, kde se čištění nitrovaných aromatických produktů (1) provádí vypíráním amoniakem (102) a následně vypíráním hydroxidem sodným (104). Proudy promývací vody (4, 8) s obsahem nitrofenolů se zpracovávají za účelem získání rozpuštěných organických látek a amoniaku, a proud stripované odpadní vody (10) z vypírání amoniakem se spaluje. Oxid uhličitý, který se může v procesu hromadit, se vypírá (12) v pračce hydroxidem sodným (104).

Description

Způsob čištění nitrovaných aromatických sloučenin z procesu nitrace

Oblast techniky

Vynález se týká čištění nitrovaných aromatických produktů odstraňováním nitrofenolů a jiných vedlejších produktů oxidace.

Dosavadní stav techniky

V procesu nitrace při výrobě nitrovaných aromatických látek vznikají jako vedlejší produkty nitrofenoly a jiné sloučeniny vzniklé oxidačním rozkladem. Například při nitraci benzenu vznikají nitrofenoly, při nitraci toluenu nitrokresoly a při nitraci xylenu nitroxyleny. Surový nitrovaný aromatický produkt je třeba vyčistit, aby byly odstraněny tyto vedlejší produkty ještě předtím, než bude možné jej použít jako výchozí produkt pro následné hydrogenační procesy, neboť se má za to, že tyto nečistoty nepříznivě ovlivňují výkon katalyzátoru.

Čištění nitrovaných aromatických produktů se v průmyslové výrobě běžně provádí tak, že surový nitrovaný organický produkt je přiveden do styku s proudem alkalické vody ve vícestupňové protiproudé pračce. Nitrofenoly a další produkty oxidace, což jsou organické kyseliny, se neutralizují na příslušnou organickou sůl a extrahují se do alkalické vodní fáze, čímž se získá proud odpadních vod bohatý na nitrofenoly a další produkty oxidace. Tento postup je dobře známý a je popsán v patentové literatuře: US 6288289 (Boyd et al.); US 4604214 (Carr et al.); US 6506948 (Sawicki); US 2007/0088183 (Hermann et al.); a WO 2012/156095 (Polmann et al.).

Vzniklý odpadní proud je obecně známý jako silně koncentrovaná nebo červená odpadní voda, a to kvůli vysoké koncentraci nitrofenolů a výrazné charakteristické barvě. Zpracování tohoto proudu odpadní vody je zvláště náročné, protože některé nitrofenoly jsou vysoce biologicky toxické, takže biologické čistírny odpadních vod mohou povolovat pouze velmi nízké koncentrace. Proto tento proud odpadní vody obvykle vyžaduje předběžnou úpravu ke snížení toxicity, než může být vypouštěn do zařízení na biologickou úpravu.

V současné době existuje několik technologií na zpracování odpadních vod, které se používají k úpravě této silně koncentrované odpadní vody. Patří k nim: tepelná destrukce (US 4230567), mokrá oxidace (US 5250193, US 8801932), rozpouštědlová extrakce (US 4597567 a US 4925565), ozonizace (US 4604214) a spalování/tepelná oxidace (US 6288289). Optimální technologie zpracování závisí na mnoha faktorech, které zahrnují místní podmínky, ekonomické faktory a preference obsluhy. Kromě toho zvolená technologie zpracování závisí na typu báze, která se používá k zajištění zásaditosti v systému čištění nitrátů.

Ve většině průmyslových závodů se jako promývací báze k zajištění požadované zásaditosti pro proces čištění nitrátu používá hydroxid sodný; avšak v malé části průmyslových nitračních procesů se používá vodný roztok amoniaku. Důvodem upřednostňování hydroxidu sodného je to, že se jedná o silnější bázi, než je amoniak, a ta jako taková vede k vynikající účinnosti vypíraní a vyšší kvalitě produktu s nižším obsahem nitrofenolových a oxidačních sloučenin v konečném vypraném nitrovaném aromatickém produktu. Amoniak, který je slabší zásadou, není schopen účinně neutralizovat a tím extrahovat některé slabší vedlejší produkty organických kyselin (tj. ty, které mají vyšší hodnoty pK). Kromě toho je hydroxid sodný netěkavá látka, zatímco amoniak vykazuje významný tlak par a může dojít k ukládání nestabilních solí dusitanu amonného vznikajících reakcí amoniaku s NOx (oxidy dusíku) přítomnými v odvzdušňovacím zařízení nitrátoru.

Nicméně pokud je jako alternativa pro zpracování silně koncentrované odpadní vody zvoleno spalování/tepelná oxidace, výhodnou vypírací bází může být amoniak. Anorganické soli obecně

- 1 CZ 308420 B6 produkují ve spalovně popel, který může napadat žáruvzdornou výstelku a vyžadovat instalaci systému sběru strusky, zatímco amoniak jev termickém oxidátoru redukován na dusík, takže k problému usazování zbytků popela nedochází.

Kvůli velkému množství vody, která musí být odpařena, mohou být provozní náklady na spalování poměrně vysoké. Spalování však může být za určitých okolností atraktivní možností, neboť má tu výhodu, že nevyžaduje další úpravy, jako například biologickou úpravu, což může vést ke snížení celkových investičních nákladů projektu. Nízkých provozních nákladů lze rovněž dosáhnout tam, kde jsou nízké náklady na energii, nebo případně tam, kde může být odpadní proud využíván k doplňování vody již spotřebované v procesu spalování.

Závěrem lze tedy shrnout, že použití hydroxidu sodného jako vypírací báze vede ke zlepšení kvality produktu, ale vyžaduje další úpravy pro zpracování silně koncentrované odpadní vody. Další možností je použití amoniaku, umožňující spalování/tepelnou oxidaci, které/á může eliminovat nutnost dalších úprav, avšak vede ke snížení kvality produktu, což může negativně ovlivnit navazující procesy.

Podstata vynálezu

Tento vynález používá pro čištění nitrovaného aromatického produktu jako vypírací bázi amoniak i hydroxid sodný (nebo jinou vhodnou silnou bázi); zatímco podle dosavadního stavu techniky se používá buď amoniak nebo hydroxid sodný v závislosti na zvoleném způsobu, jakým má být zpracována silně koncentrovaná odpadní voda. Surový nitrovaný aromatický produkt, například nitrobenzen, nitrotoluen nebo nitroxylen, se nejprve propere vodným roztokem amoniaku, kterým se extrahuje část nitrofenolů a dalších vedlejších produktů oxidace, čímž se získá silně koncentrovaná odpadní voda vhodná pro úpravu spalováním/tepelnou oxidací.

Následně se nitrovaný aromatický produkt, propraný amoniakem, promyje roztokem hydroxidu sodného, aby se extrahovaly zbývající vedlejší produkty a aby bylo dosaženo vysoké kvality nitrované aromatické sloučeniny. Překvapivé bylo zjištění, že odpadní voda hydroxidu sodného vzniklá v kroku vypírání je tak kvalitní, že může být vzhledem k nízké úrovni biotoxicity dodávána přímo do biologického čisticího systému bez nutnosti dalších úprav.

Do způsobu podle vynálezu mohou být také začleněny další postupy, které snižují celkovou spotřebu chemikálií a tím i provozní náklady, jako je stripování/destilace odpadní vody nebo zahušťování odpadní vody. Odpadní vodu lze stripovat, aby byl získán amoniak a organický produkt, který je pak recyklován zpět do kroku vypírání. Silnou amoniakovou odpadní vodu lze zahušťovat odpařením, aby se snížilo vodní zatížení v navazujícím procesu zpracování odpadních vod.

Podle příkladného provedení navrhuje vynález způsob čištění nitroaromatického produktu obsahujícího nitro-hydroxy-aromatické vedlejší produkty vzniklé v nitračním procesu, zahrnující tyto kroky: (a) vypírání nitrovaného aromatického produktu obsahujícího nitro-hydroxyaromatické vedlejší produkty alkalickým vodným roztokem obsahujícím amoniak pro přeměnu některých nitro-hydroxy-aromatických vedlejších produktů na příslušné nitro-hydroxyaromatické amoniové soli; (b) oddělení vodného pracího proudu obsahujícího nitro-hydroxyaromatické amoniové soli vytvořené v kroku (a) z organického proudu obsahujícího nitroaromatický produkt proudu promytý amoniakem; (c) vypírání nitroaromatického produktu propraného amoniakem s vodným roztokem obsahujícím bázi silnější než amoniak pro přeměnu nitro-hydroxy-aromatických vedlejších produktů, které nebyly odstraněny v krocích (a) a (b), na příslušné nitro-hydroxy-aromatické soli; vypírání nitroaromatického produktu propraného amoniakem vodným roztokem obsahujícím silnější bázi než amoniak pro přeměnu nitro-hydroxyaromatických vedlejších produktů, které nebyly odstraněny v krocích (a) a (b), na příslušné nitrohydroxy-aromatické soli;

-2CZ 308420 B6 a (d) oddělení vodného pracího proudu obsahujícího nitro-hydroxy-aromatické soli vzniklé v kroku (c) z organického proudu obsahujícího propraný nitroaromatický produkt.

Podle některých provedení je báze silnější než amoniak obsahuje hydroxid alkalického kovu, jako například hydroxid sodný nebo hydroxid draselný, případně hydroxid alkalických zemin, například hydroxid vápenatý.

Další aspekty vynálezu a znaky konkrétních provedení jsou popsány níže.

Objasnění výkresů

Obrázek 1 je schematický blokový diagram, který znázorňuje jedno provedení vynálezu pro čištění nitrovaných aromatických produktů.

Obrázek 2 je schematický blokový diagram znázorňující druhé provedení vynálezu, které zahrnuje stripování odpadní vody s amoniakem a odpadní vody s hydroxidem sodným.

Příklady uskutečnění vynálezu

Dále jsou popsána provedení vynálezu, u kterých se jako silně koncentrovaná báze používá hydroxid sodný. Je však zřejmé, že hydroxid sodný je pouze jedním příkladem silné báze, kterou lze použít. Podle tohoto vynálezu lze rovněž použít jiné báze, které jsou silnější než amoniak, jako jsou například další hydroxidy alkalických kovů, včetně hydroxidu draselného, a hydroxidy alkalických zemin, včetně hydroxidu vápenatého.

Jak je znázorněno na obr. 1, čisticí systém 100 nitrovaného aromátu obsahuje stupeň 102 vypírání amoniakem a stupeň 104 vypírání hydroxidem sodným 104. Oba tyto stupně mají jednu nebo více protiproudých praček. Pro ilustrativní účely znázorňuje obr. 1 dvě protiproudé pračky 102Λ a 102B s amoniakem a dvě protiproudé pračky 104Λ a 104B s hydroxidem sodným; je zřejmé, že lze použít jakýkoli počet praček vhodných pro konkrétní použití. Vypírací stupně 102. 104 mohou používat buď míchací nádrž a prací kolonu nebo statický mixér s navazujícím separátorem. Čisticí systém používá proud 3 vodného roztoku amoniaku, který se přivádí do praček s amoniakem, a proud 7 vodného roztoku hydroxidu sodného, který se přivádí do praček s hydroxidem sodným. V obou stupních 102. 104 vypírání může být použita čistá voda nebo procesní voda. Čisticí systém zahrnuje recirkulující proud 2 vodného roztoku amoniaku, který se přivádí do první pračky 102Λ s amoniakem, a proud 6 vodného roztoku hydroxidu sodného, který se přivádí do první pračky 104Λ s hydroxidem sodným.

Při procesu čištění se proud 1 surového nitrovaného aromatického produktu z procesu nitrace, například mononitrobenzenu, poprvé uvede do styku s proudem 2 vodného roztoku amoniaku ve stupni 102 vypírání amoniakem. Zde se anorganické kyseliny a silnější organické kyseliny (tj. s nižší hodnotou pK) převedou na příslušnou formu amonné soli a extrahují se z nitrovaného aromatického produktu do vodné vypírací fáze (proud 2). Amoniak poskytuje nezbytnou zásaditost pro tuto konverzi. Část proudu 2 vodného roztoku amoniaku, který nyní obsahuje nečistoty, jako například organické soli, se přemění na silnou odpadní vodu a přivádí se přímo ke spalování/tepelné oxidaci 106 nebo k alternativní úpravě.

Proud 5 nitrovaného aromatického produktu promytý amoniakem, který ještě obsahuje část slabších nitrofenolových organických kyselin, opouští stupeň vypírání amoniakem a pňchází do styku s proudem 6 vodného roztoku hydroxidu sodného ve stupni 104 vypírání hydroxidem sodným. Zde jsou zbývající nitrofenolové organické kyseliny přeměněny na příslušnou sodnou organickou sůl hydroxidem sodným a extrahují se z organického nitrátu do fáze vodného roztoku

-3 CZ 308420 B6 hydroxidu sodného (proud 6). Část proudu 6 vodného roztoku hydroxidu sodného, který nyní obsahuje zbytek nečistot organických solí, se stává proudem 8 odpadní vody s hydroxidem sodným. Tento proud 8 může být odváděn do stripovací kolony 108. kde jsou rozpuštěné nitrované aromáty získány buď přímým, nebo nepřímým stripováním. Protože proud 8 odpadní vody z praní hydroxidem sodným obsahuje pouze malou část nitrofenolů a po sloučení s jinými vodními proudy vzniklými v procesu je pod hranicí biotoxicity, může být přiváděn přímo k biologickému zpracování bez nutnosti dalších úprav.

Konečný promytý proud 9 aromatického nitrátu neobsahuje v podstatě žádné anorganické kyseliny, stejně jako nitrofenoly a další kyselé oxidační látky. Tento proud pak může být odváděn ke stripování nebo destilaci za účelem dalšího čištění. Může být také před stripováním nebo destilací dále vypírán vodou, aby se snížil obsah soli v konečném promytém nitroaromatickém produktu.

Na obr. 2 je znázorněn druhý čisticí systém 200, u kterého je čištění dosaženo v podstatě stejným způsobem, jak bylo popsáno výše, a který navíc zahrnuje některé další kroky. Odpovídající kroky a části jsou označeny stejnými vztahovými značkami jako na obr. 1. Čisticí systém 200 zahrnuje odstraňování proudu 4 odpadní vody s amoniakem a proudu 8 odpadní vody s hydroxidem, a přidání neutrálního stupně 210 vypírání, který navazuje na stupeň 104 vypírání hydroxidem sodným.

V čisticím systému 200 je proud 4 silně koncentrované odpadní vody s amoniakem z vypírání amoniakem nejprve odveden do stripovací kolony 212 pro proud silně koncentrované odpadní vody, aby byly získány rozpuštěné nitrované aromáty a přebytečná vypírací báze před tím, než je tato odpadní voda 10 po stripování odváděna ke spalování/tepelné oxidaci 106 nebo k alternativním úpravám. Toto stripování silně koncentrované odpadní vody se provádí přímým nebo nepřímým stripováním vodní parou. Horní proud 11 kondenzátu ze stripovací kolony 212, který obsahuje získané nitrované aromáty a přebytečný amoniak se vrací do stupně 102 pro vypírání amoniakem. Překvapivé bylo zjištění, že u stripovací kolony pro proud silně koncentrované odpadní vody je nutná substechiometrická spotřeba amoniaku k neutralizaci a extrakci nitrofenolů a dalších kyselých oxidačních látek. Nelze sice vyloučit další možná vysvětlení, ale předpokládá se, že tento výsledek je možným důsledkem rovnovážného posunu při odstraňování amoniaku, což vede k tomu, že některé organické soli se vrátí zpět do své kyselé formy, přičemž zůstávají rozpuštěny v silně koncentrované odpadní vodě. Výhodou této substechiometrické spotřeby vypírací báze je snížení čisté spotřeby chemikálií.

Případně je proud 4 silně koncentrované odpadní vody odváděn do zahušťovací jednotky 214 buď jako samostatná alternativa, nebo v kombinaci se stripovací kolonou 212. Zahušťovací jednotka může použít podřadnou energii k odpaření vody, čímž se sníží množství vody, která se má odpařit ve spalovně/v termickém oxidátoru. Odpařená voda může kondenzovat a být vrácena k vypírání do proudu 11 kondenzátu.

Bylo zjištěno, že stripovací kolona 212 pro proud silně koncentrované odpadní vody, nebo zahušťovací jednotka 214, vyžaduje použití čisticího proudu 12 kondenzátu. Překvapivé bylo zjištění, že ve stupni 102 vypírání amoniakem je zachycen oxid uhličitý a další složky, které vznikají při procesu nitrace. Předpokládá se, že oxid uhličitý vstupující do stupně 102 vypírání amoniakem se přemění na uhličitan amonný ((NH^CCh), který je pak odváděn do stripovací kolony 212 pro proud silně koncentrované odpadní vody, kde se rozkládá zpět na amoniak a oxid uhličitý a vrací se do stupně 102 vypírání amoniakem, čímž dochází k hromadění těchto látek. To způsobuje provozní problémy, protože uhličitan překročí koncentraci, do které je zcela rozpustný a začíná se srážet a ucpávat zařízení a potrubí. Naším řešením bylo vyčištění části kondenzátu (čisticího proudu 12), který by obsahoval nejvyšší koncentraci oxidu uhličitého, v systému vypírání hydroxidem sodným 104. Přitom je zachycen oxid uhličitý a převeden na uhličitan sodný (Na2CC>3), což je netěkavá a stabilní forma, která bude nakonec ze systému odstraněna vypíráním odpadním proudem 8 s hydroxidem sodným.

-4CZ 308420 B6

Tento odpadní proud 8 s hydroxidem sodným je přiváděn do amoniakové stripovací kolony 216. kde rozpuštěné nitrované aromáty a amoniak, které vstoupily do stupně vypírání buď vodným proudem v organickém proudu 5 vypraném amoniakem, nebo do stupně vypírání amoniakem v promývacím proudu 12. jsou podrobeny přímému nebo nepřímému stripování vodní parou. Horní proud 13 kondenzátu z amoniakové stripovací kolony 216. který obsahuje získané nitrované aromáty a amoniak, se vrací zpět do stupně 102 pro vypírání amoniakem. Oxid uhličitý ve formě uhličitanu zůstává v proudu 14 stripované odpadní vody s hydroxidem sodným, která může být nyní odvedena k biologické úpravě. Amoniaková stripovací kolona 216 může nebo nemusí být nezbytná v závislosti na ekonomice získaných chemikálií a/nebo na maximálních limitech obsahu amoniakového/amoniakálního dusíku, které jsou přijatelné pro zařízení na biologickou úpravu.

Způsob čištění podle vynálezu lze použít pro čištění mnoha nitroaromatických produktů, včetně nitrobenzenů, nitrotoluenů a nitroxylenů, z nichž jsou odstraněny vedlejší produkty obsahující nitrofenoly, nitrokresoly a nitroxyleny.

Příklad 1

Proces vypírání podle vynálezu probíhal v laboratorním měřítku.

Složení surového mononitrobenzenu (MNB) (odpovídá proudu 1 ve výše uvedeném popisu) použitého v experimentu bylo analyzováno takto:

Mononitrofenoly: 362 ppmw (hmotnostních milióntin)

Dinitrofenoly: 1,122 ppmw

Kyselina pikrová: 97 ppmw

Zbývající část tvořil MNB s určitým přebytkem benzenu z nitrační reakce, ve směsi absorbovaná voda a další drobné nečistoty.

Po fázi vypírání amoniakem měla analýza MNB vypraného amoniakem (odpovídá proudu 5) následující složení:

Mononitrofenoly: 213 ppmw (hmotnostních milióntin)

Dinitrofenoly: <5 ppmw

Kyselina pikrová: 13 ppmw

Tyto výsledky ukazují, že ve fázi vypírání amoniakem se podařilo odstranit v podstatě všechny dinitrofenoly, které tvoří většinu nečistot v nitrobenzenů; zůstala však významná část mononitrofenolů, neboť tyto mají relativně vyšší hodnotu pKa než jiné formy. V MNB vypraném amoniakem rovněž zůstala část kyseliny pikrové, což bylo překvapivé zjištění, protože se předpokládalo, že kyselina pikrová bude vzhledem k nižší hodnotě pKa odstraněna snadněji.

Při následném vypírání hydroxidem sodným MNB vypraného amoniakem analýza ukázala, že z MNB vypraného hydroxide sodným (odpovídá proudu 9) byly odstraněny zbývající nitrofenoly.

Tento proud MNB vypraného hydroxidem sodným může být odveden ke stripování nebo destilaci za účelem odstranění benzenu, DNB a dalších nekyselinových nečistot.

-5 CZ 308420 B6

Příklad 2

Následující tabulka proudů uvádí provozní data pro průmyslový proces čištění 5 mononitrobenzenu, který byl modelován podle provedení na obrázku 2. Čísla proudů uvedených v tabulce 1 odpovídají číslům proudů na obrázku 2.

Tabulka 1

Proud č.	1	2	3	4	5	6	7
Celkový průtok	kg/h	35 962,5	54 000,0	78,0	5 193,0	36 072,7	54 000,0	45,3
Teplota	°C	55	68	17	65	61	60	54
Nitrobenzen	1	33 550,7	166,1	0,0	16,0	33 556,9	412,4	0,0
Benzen	2	1921,6	0,0	0,0	0,0	1950,1	14,4	0,0
Nitrofenoly	3	63,3	0,0	0,0	0,0	5,0	0,0	0,0
Další organické nečistoty	4	167,7	0,0	0,0	0,0	169,1	1,2	0,0
Kyselina sírová	5	1,4	2,2	0,0	0,2	0,0	0,0	0,0
Voda	6	249,1	52 604,8	71,7	5 058,9	382,8	51 929,6	38,5
Amoniak	7	0,0	499,8	6,2	48,1	1,9	1 240,3	0,0
Nitrofenoláty amonné	8	0,0	660,8	0,0	63,6	0,1	2,2	0,0
Síran amonný	9	0,0	20,9	0,0	2,0	0,0	0,1	0,0
Uhličitan amonný	10	0,0	45,4	0,0	4,4	0,0	0,0	0,0
Hydroxid sodný	11	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	134,2	6,8
Nitrofenoláty sodné	12	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	145,0	0,0
Uhličitan sodný	13	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	120,6	0,0
Rozpuštěné plyny (CCh/NOx)	14	8,7	0,0	0,0	0,0	6,8	0,0	0,0

Proud č.	8	9	10	11	12	13	14
Celkový průtok	kg/h	2 156,4	39 552,8	5 439,7	687,4	687,4	370,3	2 237,8
Teplota	°C	60	61	50	45	45	45	35
Nitrobenzen	1	16,5	37 026,3	0,1	15,9	15,9	16,4	0,0
Benzen	2	0,6	2 020,0	0,0	0,0	0,0	0,6	0,0
Nitrofenoly	3	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0
Další organické nečistoty	4	0,0	170,8	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0
Kyselina sírová	5	0,0	0,0	0,2	0,0	0,0	0,0	0,0
Voda	6	2073,7	328,9	5373,6	619,3	619,3	303,9	2221,6
Amoniak	7	49,5	0,2	0,3	47,8	47,8	49,4	0,1
Nitrofenoláty amonné	8	0,1	0,0	63,6	0,0	0,0	0,0	0,1
Síran amonný	9	0,0	0,0	2,0	0,0	0,0	0,0	0,0
Uhličitan amonný	10	0,0	0,0	0,0	4,4	4,4	0,0	0,0
Hydroxid sodný	11	5,4	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	5,4
Nitrofenoláty sodné	12	5,8	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	5,8
Uhličitan sodný	13	4,8	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	4,8
Rozpuštěné plyny (C'O_; NO,)	14	0,0	6,7	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0

V tomto příkladu byl proud 10 silně koncentrované odpadní vody odveden do procesu zplyňování uhlí, kde byl tento odpadní proud použit k doplňování vody používané pň tvoření kalu odváděného ke zplyňování. To umožnilo tepelnou oxidaci proudu silně koncentrované 15 odpadní vody při téměř nulových nákladech na energii, protože voda byla potřebná již k vytvoření suspenze.

-6CZ 308420 B6

Proud 14 odpadní vody s hydroxidem sodným byl zředěn reakční vodou generovanou v procesu nitrace přibližně v poměru 10:1 a poté byl odveden mimo soupravu a přímo k biologickému zpracování.

V předcházejícím popisu a na výkresech jsou uvedeny konkrétní detaily pro důkladnější pochopení průměrným odborníkem v oboru. Známé prvky však nemusí být uvedeny nebo popsány podrobně, aby popis vynálezu nebyl zbytečně složitý a málo srozumitelný. Například různá potrubí a čerpadla zprostředkující proudy reaktantů a produktů a některé dílčí operace běžně používané při čištění v procesu nitrace nemusí být uvedeny. Proto je třeba popis a výkresy považovat spíše jako vysvětlující, nikoli omezující.

Jak bude průměrnému odborníkovi z uvedeného popisu zřejmé, v praktickém uskutečňování tohoto vynálezu je možné provádět mnoho změn a úprav, aniž by došlo k překročení rozsahu vynálezu.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob čištění nitroaromatického produktu obsahujícího nitro-hydroxy-aromatické vedlejší produkty vzniklé v nitračním procesu, zahrnující tyto kroky:

a. vypírání (102) nitrovaného aromatického produktu (1) obsahujícího nitro-hydroxyaromatické vedlejší produkty v alkalickém vodném roztoku (2) obsahujícím amoniak (3) pro přeměnu některých nitro-hydroxy-aromatických vedlejších produktů na příslušné nitro-hydroxyaromatické amoniové soli;

b. oddělení vodného vypíracího proudu (4) obsahujícího nitro-hydroxy-aromatické amoniové soli vytvořené v kroku (a) z organického proudu (5) obsahujícího nitroaromatický produkt proudu vypraný amoniakem;

c. vypírání (104) nitroaromatického produktu (5) vypraného amoniakem s vodným roztokem hydroxidu alkalického kovu (6) pro přeměnu nitro-hydroxy-aromatických vedlejších produktů, které nebyly odstraněny v krocích (a) a (b), na příslušné nitro-hydroxy-aromatické soli; a

d. oddělení vodného vypíracího proudu (8) obsahujícího nitro-hydroxy-aromatické soli alkalického kovu vytvořené v kroku (c) z organického proudu (9) obsahujícího promytý nitroaromatický produkt vypraný hydroxidem alkalického kovu.
2. Způsob podle nároku 1, který dále zahrnuje krok stripování (212) nebo zahušťování (214) vodného vypíracího proudu (4) z kroku (b) k vytvoření proudu (11) kondenzátu obsahujícího nitroaromatický produkt a amoniak a proud (10) stripované odpadní vody.
3. Způsob podle nároku 2, který dále zahrnuje krok recyklace proudu (11) kondenzátu do kroku (a) vypírání amoniakem.
4. Způsob podle nároku 2 nebo 3, který dále zahrnuje krok úpravy proudu (10) stripované odpadní vody spalováním nebo tepelnou oxidací (106).
5. Způsob podle nároku 3, který dále zahrnuje čištění části (12) proudu (11) kondenzátu v kroku (c) vypírání hydroxidem sodným.

-7CZ 308420 B6
6. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 5, který dále zahrnuje krok stripování (216) alespoň části vodného vypíracího proudu (8) kroku (d) za vzniku proudu (13) kondenzátu obsahujícího získaný nitroaromatický produkt a amoniak a proud (14) stripované odpadní vody s hydroxidem sodným.
7. Způsob podle nároku 6, který dále zahrnuje krok dopravy proudu (13) kondenzátu obsahujícího získaný nitroaromatický produkt a amoniak ke kroku (a) vypírání amoniakem.
8. Způsob podle nároku 6 nebo 7, který dále zahrnuje krok biologické úpravy odpadního proudu (14) stripované odpadní vody z vypírání hydroxidem sodným.
9. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 8, přičemž nitroaromatický produkt obsahuje mononitrobenzen a nitro-hydroxy-aromatické vedlejší produkty obsahují nitrofenoly.
10. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 8, přičemž nitroaromatický produkt obsahuje nitrotolueny a nitro-hydroxy-aromatické vedlejší produkty obsahují nitrokresoly.
11. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 8, přičemž nitroaromatický produkt obsahuje nitroxyleny a nitro-hydroxy-aromatické vedlejší produkty obsahují nitroxylenoly.
12. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 11, který dále zahrnuje krok úpravy vodného vypíracího proudu (4) obsahujícího nitrofenolové amoniové soli spalováním nebo tepelnou oxidací (106).
13. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 12, přičemž hydroxid alkalického kovu obsahuje hydroxid sodný.
14. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 1 až 12, přičemž hydroxid alkalického kovu obsahuje hydroxid draselný.
15. Způsob čištění nitroaromatického produktu obsahujícího nitro-hydroxy-aromatické vedlejší produkty nitračního procesu, zahrnující kroky:

(a) vypírání (102) nitrovaného aromatického produktu (1) obsahujícího nitro-hydroxy-aromatické vedlejší produkty vodným alkalickým roztokem (2) obsahujícím amoniak (3) za účelem přeměny některých nitro-hydroxy-aromatických vedlejších produktů na příslušné nitro-hydroxyaromatické amonné soli;

(b) oddělení vodného vypíracího proudu (4) obsahujícího nitro-hydroxy-aromatické soli vzniklé v kroku (a) z organického proudu (5) obsahujícího nitroaromatický produkt vypraný amoniakem;

(c) vypírání (104) nitroaromatického produktu (5) vypraného amoniakem vodným roztokem (6) obsahujícím bázi, která je silnější než amoniak, za účelem přeměny nitro-hydroxy-aromatických vedlejších produktů, které nebyly odstraněny v kroku (a) a (b), na příslušné nitro-hydroxyaromatické soli; a (d) oddělení vodného vypíracího proudu (8) obsahujícího nitro-hydroxy-aromatické soli vzniklé v kroku (c) z organického proudu (9) obsahujícího vypraný nitroaromatický produkt.
16. Způsob podle nároku 15, přičemž báze je silnější než amoniak obsahuje hydroxid alkalických zemin.
17. Způsob podle nároku 16, přičemž hydroxid alkalických zemin je hydroxid vápenatý.

- 8 CZ 308420 B6
18. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 15 až 17, který dále zahrnuje krok stripování (212) nebo zahušťování (214) vodného vypíračího proudu (4) kroku (b) k vytvoření proudu (11) kondenzátu obsahujícího nitroaromatický produkt a amoniak a proud (10) stripované odpadní vody.
19. Způsob podle nároku 18, který dále zahrnuje krok recyklace proudu (11) kondenzátu do kroku (a) vypírání amoniakem.
20. Způsob podle nároku 18 nebo 19, který dále zahrnuje krok úpravy proudu (10) stripované odpadní vody spalováním nebo tepelnou oxidací (106).
21. Způsob podle nároku 20, který dále zahrnuje čištění části (12) proudu (11) kondenzátu v kroku (c) vypírání hydroxidem sodným.
22. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 15 až 21, který dále zahrnuje krok stripování (216) alespoň části vodného vypíracího proudu (8) kroku (d) za vzniku proudu (13) kondenzátu obsahujícího získaný nitroaromatický produkt a amoniak a proud (14) stripované odpadní vody s hydroxidem sodným.
23. Způsob podle nároku 22, který dále zahrnuje krok dopravy proudu (13) kondenzátu obsahujícího získaný nitroaromatický produkt a amoniak do kroku (a) vypírání amoniakem.
24. Způsob podle nároku 22 nebo 23, který dále zahrnuje krok biologické úpravy proudu (14) stripované odpadní vody s hydroxidem sodným.
25. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 15 až 24, přičemž nitroaromatický produkt obsahuje mononitrobenzen a nitro-hydroxy-aromatické vedlejší produkty obsahují nitrofenoly.
26. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 15 až 24, přičemž nitroaromatický produkt obsahuje nitrotolueny a nitro-hydroxy-aromatické vedlejší produkty obsahují nitrokresoly.
27. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 15 až 24, přičemž nitroaromatický produkt obsahuje nitroxyleny a nitro-hydroxy-aromatické vedlejší produkty obsahují nitroxylenoly.
28. Způsob podle kteréhokoliv z nároků 15 až 24, který dále zahrnuje krok úpravy vodného vypíracího proudu (4) obsahujícího nitrofenolové amoniové soli spalováním nebo tepelnou oxidací (106).