EA024988B1 - Способ и устройство для очистки продуктов нитрования - Google Patents

Abstract

Изобретение представляет способ удаления примесей из нитрованных неочищенных продуктов, получаемых в процессе нитрования нитруемых ароматических соединений, после отделения остаточной смеси азотной и серной кислот путем обработки промывной средой, а также установку или устройство, подходящие для осуществления данного способа. Кроме того, изобретение предлагает производственную установку для нитрования нитруемых ароматических соединений с последующей очисткой нитрованных продуктов.

Description

Изобретение относится к области нитрования, в частности к получению нитрованных ароматических органических соединений (в дальнейшем в данном документе называются синонимично нитроароматические соединения, продукты нитрования и т.п.) и к их очистке после получения.

Изобретение относится, в частности, к способу удаления примесей (в частности, непрореагировавших исходных материалов, побочных продуктов реакции, смеси азотной и серной кислот и соответствующих продуктов реакции, например оксидов азота или азотистой кислоты и т.д.) из неочищенных нитрованных продуктов, получаемых в результате нитрования нитруемых ароматических соединений путем обработки неочищенных продуктов, после удаления остаточной смеси азотной и серной кислот, промывной средой. Другими словами, изобретение относится к способу очистки неочищенных нитрованных продуктов, получаемых в результате нитрования нитруемых ароматических соединений, после удаления остаточной смеси азотной и серной кислот.

Кроме того, изобретение относится к устройству или установке для удаления примесей из неочищенных нитрованных продуктов, получаемых в результате нитрования нитруемых ароматических соединений, после удаления остаточной смеси азотной и серной кислот. Устройство или установка согласно настоящему изобретению является подходящей, в частности, для осуществления способа согласно настоящему изобретению.

Наконец, изобретение относится к производственной установке для нитрования нитруемых ароматических соединений с последующей очисткой нитрованных продуктов.

Ароматические нитросоединения, такие как нитробензол (ΜΝΒ), мононитротолуол (ΜΝΤ), динитротолуол (ΌΝΤ), тринитротолуол (ΤΝΤ), нитрохлорбензол (ΜΝΟΒ) и т.д., которые получают в результате реакции соответствующих ароматических соединений, таких как бензол, толуол, ксилол, хлорбензол, дихлорбензолы и т.д., с азотной кислотой как непосредственно, так и в присутствии серной кислоты, используемой в качестве катализатора и связывающего воду реагента, перед дальнейшей обработкой необходимо подвергать многостадийному промыванию и дополнительным стадиям очистки, чтобы удалить примеси, которые остаются растворенными или суспендированными в неочищенных нитроароматических соединениях, такие как, например, серная кислота, азотная кислота, диоксид азота, нитрофенолы, нитрокрезолы и т.д., которые могут присутствовать, например, как мононитро-, динитро- и тринитросоединения, а также другие продукты окисления, такие как нитробензойные кислоты и продукты разложения, образующиеся из нитрофенолов, или непрореагировавшие ароматические соединения или нежелательные изомеры, например, при получении ΤΝΤ, от неочищенной смеси нитроароматических соединений.

Промывание неочищенных нитроароматических соединений для удаления растворенных и суспендированных кислот нитрующей смеси, нитрофенолов и других кислотных примесей, которые могут все же быть экстрагированы промывной средой, как правило, состоит из трех стадий (см. например, Р. Ме155иег е! а1., 1п6и51па1 аиб Еидшеегшд СНеткКу (Промышленная химия и химическая технология), том 46, стр. 718-724 (1954); Ийтаиив Еп/ук1ора61е бег ΤесЬη^5сЬеη СНепие (Энциклопедия технической химии Ульмана), 4 издание, том 17, стр. 384-386; Н. Негтапп е! а1., 1и6и51г1а1 ΝίΙηιΙίοη о£ Миеие ΐο Όίш1го1о1иепе (Промышленное нитрование толуола до динитротолуола), АС8 8утровшт §ег1ев (Серия симпозиумов Американского химического общества), том 623 (1966), стр. 234-249, редакторы: Ь.Р. А1ЪгщЫ. К.У.С. Сагг, К.1. ЗсНтШ; И8 6288289Β1; ЕР 1816117Β1). Воду обычно используют в качестве промывной среды, причем промывание обычно осуществляют как жидкостно-жидкостное промывание (т.е. используют температуры, при которых нитроароматическое соединение, подлежащее промыванию, присутствует в жидкой форме).

Упомянутое выше трехстадийное промывание обычно включает следующие стадии:

кислотное промывание водой для удаления растворенных и суспендированных минеральных кислот, таких как, например, серная кислота, азотная кислота и диоксид азота (кислотное промывание); основное или щелочное промывание в присутствии основания (щелочное промывание), такого как, например, карбонат натрия (сода), гидрокарбонат натрия, сульфит натрия, гидросульфит натрия, аммиак, гидроксид натрия, гидроксид калия и т.д. (см., например, И8 4482769А, И8 4597875А или И8 6288289В1), для удаления слабокислых примесей, растворенных в неочищенных нитроароматических соединениях, таких как, например, нитрофенолы, нитрокрезолы, нитробензойные кислоты, продуктов окислительного разложение фенолов или алифатических или циклических углеводородов и т.д., например щавелевой кислоты и т.д., или несимметричных изомеров в случае ΤΝΤ (основное промывание);

нейтральное промывание для удаления остаточных следов щелочи и для дополнительного уменьшения содержания примесей, которые все же остаются в следовых количествах в продукте (нейтральное промывание).

Задача данных стадий промывания заключается в том, чтобы получить не только чистый продукт, но также очень малое количество отработавшей воды в расчете на метрическую тонну продукта, и чтобы вымываемые примеси присутствовали в отработавшей воде в такой форме, в которой становится возможной их дешевая утилизация.

Чтобы сократить до минимума количество воды, которое требуется для данного промывания, можно, например, осуществлять промывание в противоточном режиме таким образом, что вода, используемая для нейтрального промывания, после добавления оснований используется для щелочного промыва- 1 024988 ния (см., например, А.В. ЦиакепЬикЬ с1 а1., ТЬе ОЬи ΌίηίΙΐΌίοΙιιοηο (ΌΝΤ) Ргосе55 (Получение динитротолуола (ΌΝΤ) по технологии фирмы ОЬи), Ро1уиге1Ьапе5 \Уог1б Сопдге55 (Всемирный конгресс по полиуретанам), 1993 г., публикация ТесЬиошк Ьаиса51ег, стр. 484-488), или что кислотное промывание осуществляется с использованием минимального количества воды таким образом, что получается концентрированная кислота, которую можно возвращать для нитрования, в том числе непосредственно или после дополнительного концентрирования.

Таким образом, ЕР 0279312В1, ЕР 0736514В1 и ЕР 1780195В1 описывают способы, посредством которых минеральные кислоты, оставшиеся суспендированными и растворенными в нитроароматических соединениях после нитрования, например серная кислота, азотная кислота и диоксид азота, селективно отделяют многостадийным промыванием и возвращают для нитрования таким образом, что в результате кислотного промывания не образуется никакая отработавшая вода, подлежащая утилизации.

Однако стали также известны способы, в которых для сокращения до минимума количества отработавшей воды, подлежащей обработке, не осуществляется никакое кислотное промывание, но вместо него осуществляют только щелочное промывание и нейтральное промывание, как описано, например, КЬкО1Ьтет, Епсус1ореЫа οί СЬешюа1 ТесЬпо1оду (Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера), 4 издание, том 17, стр. 136-138, или в И5 4091042А.

Помимо минимизации потоков сточных вод, следующая задача заключается в том, чтобы сократить до минимума технологические затраты, требуемые для промывания (например, за счет того, что применяемая для промывания технология конкретно рассчитана не только на стадию промывания, но также на промываемый продукт).

В качестве промывных устройств для промывания нитроароматических соединений, подлежащих очистке, на отдельных стадиях промывания обычно используют смесители-осадители (см., например, ЕР 1593654А1), в которых смесительное устройство представляет собой резервуар с перемешиванием (см., например, и11таи'5 Епсус1ореЫа оГ 1иби5Ьта1 СЬеш151ту (Энциклопедия промышленной химии Ульмана), 5 издание, том В 3, стр. 6.19-6.21; и М. Ваегп5 е1 а1, ТесЬи15сЬе СЬет1е (Техническая химия), издательство УПеу-УСН, 2006 г., стр. 352/352)). Таким образом, патент Германии ИЕ 1135425 описывает конструкцию смесительных и осадительных устройств, с помощью которых даже нитроароматические соединения, которые являются кристаллическими при комнатной температуре, например, ΌΝΈ ТКТ или NСВ, можно промывать в жидкой форме при повышенных температурах, минимизируя затраты на нагревание. Однако центробежные насосы и статические смесители также используют в качестве смесительных устройств (см., например, И5 3221064А или ЕР 1816117В1).

Однако технологии с использованием смесительных/осадительных устройств (см., например, фиг. 1) являются трудоемкими и дорогостоящими. Вследствие неизбежного уноса в случае непрерывно работающих резервуаров с перемешиванием в качестве смесителей, в частности при удалении нитрофенолов или нитрокрезолов, когда они присутствуют в высоких концентрациях в неочищенных нитроароматических соединениях, необходимо осуществлять многостадийный процесс и предпочтительно в противоточном режиме, чтобы получать низкое содержание примесей, что является желательным для последующей обработки нитроароматических соединений (например, содержание нитрофенолов менее чем 10 ч./млн, предпочтительно от 2 до 3 ч./млн). Промывание в многоступенчатых экстракционных колоннах также является трудоемким и дорогостоящим, а также не очень эффективным. Кроме того, создание больших поверхностей обмена для двухфазной смеси в течение короткого времени для эффективного массопереноса, после которого следует быстрая химическая реакция, не может быть обеспечено ни в резервуаре с перемешиванием, ни в экстракционных колоннах.

В работе авторов ТМ. Сои15оп, Р.Е. ХУагпег А РтоЫет ш СЬетюа1 Епдшеегшд Ие51дп: ТЬе МаииГас1иге оГ МоиопЬго1о1иеие (Проблема инженерно-химического проектирования: производство мононитротолуола), публикация ТЬе 1п81ЬиЬои оГ СЬетюа1 Еидтееге (Институт химиков-технологов) , 56, Ую1от1а 51тее1, Бопбоп, 8.ХУ.Е 1949 г., стр. 25/26, описано трехкратное промывание МЭТ с использованием промывного устройства типа Но11еу-МоЬ (смесительное/осадительное устройство), в котором кислотное промывание и щелочное промывание осуществляют в противоточном режиме по меньшей мере в две стадии, чтобы обеспечивать достаточное удаление кислот и нитрокрезолов, растворенных или суспендированных в МОТ.

В канадском патенте СА 1034603 предложено четырехстадийное кислотное промывание в противоточном режиме, чтобы обеспечивать удаление азотной кислоты и серной кислоты, которые растворены и суспендированы в неочищенном ΌΝΈ

И5 4091042А описывает четырехстадийное промывание с использованием карбоната натрия в противоточном режиме для удаления из неочищенного нитробензола всех кислотных компонентов, таких как, например, увлекаемая серная кислота, и динитрофенолов и пикриновой кислоты, которые растворены в нитроароматическом соединении, до концентрации, доходящей до 2000 ч./млн, и получения желательной чистоты.

ЕР 1816117А1 описывает четырехстадийное нейтральное промывание в противоточном режиме с использованием четырех резервуаров с перемешиванием и связанных с ними разделительных устройств (эта технология известна как технология смеситель/осадитель) для снижения чрезмерно высокого со- 2 024988 держания нитрофенолов после щелочного промывания от приблизительно 50 ч./млн до остаточного содержания, составляющего приблизительно 2 ч./млн. Однако, даже когда резервуары с перемешиванием заменяют центробежными насосами в качестве смесительных устройств, все же требуются три стадии, чтобы обеспечить остаточное содержание нитрофенолов в полученном в результате нитробензоле, составляющее 3 ч./млн.

И8 4994242А раскрывает, что статические смесители не являются подходящими в качестве смесительного устройства для двухфазных систем в промышленном масштабе для получения оптимальной дисперсии двух взаимно несмешивающихся друг с другом фаз. Таким образом, ЕР 1816117В1 описывает использование статического смесителя для щелочного промывания; обработанный таким способом нитробензол все же содержит более чем 50 ч./млн нитрофенолов, и это содержание необходимо снижать до приблизительно 2 ч./млн посредством сложного многостадийного нейтрального промывания.

Как разъясняется в ЕР 1780195В1 в отношении кислотного промывания, промывание нитроароматических соединений представляет собой сложную операцию. Помимо образования достаточно большой поверхности обмена между органической фазой и промывной фазой (как правило, это вода) для достижения оптимального переноса примеси, подлежащей удалению из органической фазы, эффективность стадии промывания зависит от равновесного распределения примеси между органической фазой и промывной средой, а также от того, что примесь, экстрагированная из органической фазы, является устойчивой как таковая в промывной среде, или же происходит отклонение от равновесного распределения за счет последующей реакции.

Таким образом, диоксид азота реагирует с водой после переноса из органической фазы в водную фазу так, что происходит его диспропорционирование до азотной кислоты и N0 согласно уравнению (1) (1) 3 ΝΟ₂(= 3/2 Ы₂О₄) + Н₂О -> 2 ΗΝΟ₃ + ΝΟ

Как перенос диоксида азота из органической фазы, вероятно, в форме димера, так и реакция диоксида азота (в форме Ν₂0₄) с водой представляют собой относительно медленные реакции по сравнению с нейтрализацией, таким образом, что требуется время для удаления диоксида азота из органической фазы посредством промывания с последующей химической реакцией.

С другой стороны, в случае кислот, таких как серная кислота, азотная кислота или слабокислые нитрофенолы, диссоциация кислот с образованием ионов гидроксония и соответствующих анионов, которая происходит в промывной воде (уравнение 2), или нейтрализация, которая происходит в присутствии щелочи (уравнение 3) представляет собой очень быстрый процесс, посредством которого отделяемые промыванием примеси выходят из равновесного распределения между нитроароматическим соединением и промывной водой и затем находятся в анионной форме только в промывной воде.

(2) Н₂ЗО₄ + Н₂О -> НзО* + ИЗО/ (3) ЫО₂Аг-ОН + ЫаОН -э· ЫОгАг-О'Ка’' + Н₂О

В результате этой быстрой нейтрализации образующих анионы веществ в щелочной промывной среде следует предполагать, что экстракция этих материалов из органической фазы регулируется, по существу, массопереносом, и промывание осуществляется согласно, по существу, таким же кинетическим закономерностям, как мононитрование, например нитрование бензола с образованием нитробензола.

Известные из предшествующего уровня техники способы и устройства, для очистки неочищенных нитрованных продуктов зачастую не работают с высокой эффективностью или в любом случае работают неудовлетворительным образом. До настоящего времени существовали чрезмерно сложные технологические процедуры или операции, и требуемые степени чистоты часто не были достигнуты по меньшей мере при оправданных капитальных затратах.

Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить способ и устройство или установку для удаления примесей из неочищенных нитрованных продуктов, получаемых в результате нитрования нитруемых ароматических соединений, после удаления остаточной смеси азотной и серной кислот, чтобы вышеупомянутые проблемы и недостатки, связанные с предшествующим уровнем техники, были по меньшей мере в значительной степени преодолены или же по меньшей мере снижена.

В частности, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить способ и устройство или установку, подходящие для осуществления данного способа, посредством которого становится возможной эффективная очистка неочищенных нитрованных продуктов, которые образуются в результате нитрования нитруемых ароматических соединений после отделения остаточной смеси азотной и серной кислоты.

Следующая задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы эффективно осуществить промывание неочищенных нитроароматических соединении, которые получаются после удаления остаточной смеси азотной и серной кислот, в которых могут присутствовать значительные количества примесей, таких как увлекаемая смесь азотной и серной кислот, растворенная серная кислота, азотная кислота, диоксид азота, нитрофенолы, нитробензойные кислоты, продукты разложения, образующиеся в результате окислительного распада нитрофенолов, и т.д., одностадийно на каждой стадии промывания,

- 3 024988 таким образом, чтобы содержание нитрофенола в промытых нитроароматических соединениях находилось на очень низком уровне (например, в случае нитробензола, который после адиабатического нитрования первоначально содержит приблизительно 2000 ч./млн динитрофенолов и тринитрофенолов, содержание нитрофенолов после щелочного промывания должно находиться на уровне ниже 50 ч./млн, предпочтительно ниже 10 ч./млн, а после нейтрального промывания ниже 2 ч./млн) и чтобы капитальные и другие затраты были значительно ниже, чем в случае ранее используемых способов и устройств предшествующего уровня техники.

Вышеупомянутые задачи решены согласно настоящему изобретению посредством способа, заявленного в п.1 формулы изобретения; кроме того, дополнительные преимущественные усовершенствования и варианты осуществления способа согласно настоящему изобретению составляют предмет зависимых пунктов формулы изобретения, содержащих ссылки на данный пункт.

Настоящее изобретение предоставляет также устройство или установку по п.20 формулы изобретения; кроме того, дополнительные преимущественные усовершенствования и варианты осуществления этого аспекта настоящего изобретения составляют предмет зависимых пунктов формулы изобретения, содержащих ссылки на данный пункт.

Настоящее изобретение предлагает также производственную установку по п.27; кроме того, дополнительные преимущественные усовершенствования и варианты осуществления этого аспекта настоящего изобретения составляют предмет зависимых пунктов формулы изобретения, содержащих ссылки на данный пункт.

Само собой разумеется, что варианты осуществления, модификации, преимущества и т.п., которые представлены ниже в отношении только одного аспекта настоящего изобретения, во избежание ненужных повторений, также применяются аналогичным образом и к другим аспектам настоящего изобретения.

Кроме того, разумеется, что в отношении указанных ниже значений, чисел и интервалов соответствующие указанные значения, числа и интервалы не являются ограничивающими; специалисту в данной области техники должно быть очевидно, что возможны отклонения от указанных интервалов или значений в отдельных случаях или при конкретном применении, что не выходит за пределы объема настоящего изобретения.

Кроме того, все значения и параметры или т.п., которые представлены ниже, могут быть, как правило, измерены или определены стандартными или четко указанными методами определения или же методами определения, которые знакомы специалисту в данной области техники.

Чтобы сделать понятным вступление, настоящее изобретение будет описано более подробно ниже.

Настоящее изобретение, таким образом, предоставляет, согласно первому аспекту настоящего изобретения, способ удаления примесей из неочищенных нитрованных продуктов, получаемых в результате нитрования нитруемых ароматических соединений, путем обработки неочищенного продукта, после удаления остаточной смеси азотной и серной кислот, промывной средой, где данный способ согласно настоящему изобретению включает следующие технологические стадии:

на первой технологической стадии (а) неочищенные нитрованные продукты сначала приводятся в контакт с промывной средой, и неочищенные нитрованные продукты и промывная среда взаимно диспергируются таким образом, что в результате этого образуется дисперсия, в частности эмульсия (т.е. другими словами, на этой первой технологической стадии (а) из неочищенных нитрованных продуктов и промывной среды образуется дисперсия или эмульсия), и на второй технологической стадии (Ь) полученная в результате дисперсия, в частности, эмульсия, после этого поступает в трубчатый реактор таким образом, что примеси, первоначально присутствовавшие в неочищенных нитрованных продуктах, удаляются в процессе прохождения эмульсии через трубчатый реактор, и/или таким образом, что примеси, первоначально присутствовавшие в неочищенных нитрованных продуктах, переносятся в промывную среду или нейтрализуются этой средой в процессе прохождения эмульсии через трубчатый реактор.

Таким образом, способ согласно настоящему изобретению является чрезвычайно подходящим для очистки неочищенных нитрованных продуктов, получаемых в результате нитрования нитруемых ароматических соединений, после отделения остаточной смеси азотной и серной кислот.

Принцип способа согласно настоящему изобретению, таким образом, заключается в том, что сначала неочищенные нитроароматические соединения, образующиеся в результате нитрования, после удаления остаточной смеси азотной и серной кислот (например, в сепараторе), которые по-прежнему содержат значительные количества примесей, приводят в контакт с промывной средой, превращая смесь подлежащих очистке нитроароматических соединений и промывной среды в эмульсию или дисперсию, и после этого направляют полученную в результате эмульсию или дисперсию в трубчатый реактор, таким образом, что примеси, первоначально присутствовавшие в нитроароматических соединениях, подлежащих очистке, переносятся в промывную среду или нейтрализуются этой средой, и получаются очищенные нитроароматические соединения.

Заявителем совершенно неожиданно было обнаружено, что использование трубчатого реактора в сочетании с установленным выше по потоку диспергирующим или эмульгирующим устройством приводит к особенно хорошему перемешиванию, и становится возможным получение чрезвычайно однород- 4 024988 ной и тонкой дисперсии промывной среды и нитроароматических соединений, подлежащих очистке, таким путем примеси могут быть удалены полностью или, по меньшей мере, по существу полностью за одну технологическую стадию (а именно, обработку в трубчатом реакторе).

Кроме того, в отличие от предшествующего уровня техники, данный способ позволяет устранять сложные технологические стадии очистки неочищенных нитроароматических соединений эффективным образом без снижения качества, и поэтому он является приемлемым для очистки неочищенных нитроароматических соединений.

Трубчатый реактор, используемый согласно настоящему изобретению для обработки неочищенных нитроароматических соединений промывной средой, неожиданно обеспечивает такую однородную и тонкую дисперсию неочищенных нитроароматических соединений и промывной среды, что все или, по меньшей мере, по существу все примеси переносятся в промывную среду или нейтрализуются этой средой в процессе обработки в трубчатом реакторе на технологической стадии (Ь) , таким образом, что примеси можно после этого (т.е. после выполнения технологической стадии (Ь)) отделять вместе с промывной средой от очищенных на данной стадии нитроароматических соединений.

Неожиданно было обнаружено, что в рамках настоящего изобретения становится возможным успешное и эффективное осуществление промывания нитроароматических соединений в одну стадию, даже в случае высокого содержания примесей, таких как смесь азотной и серной кислот, нитрофенолы и нитрокрезолы, посредством простого и недорогого сочетания струйных смесителей, а также других диспергирующих устройств, например центробежных насосов, с дополнительными устройствами, такими как статические смесители, перфорированные пластины и т.д., в трубчатых реакторах, в том числе используемых отдельно или в сочетании с резервуарами с перемешиванием, что позволяет вводить точно определенную энергии для перемешивания смеси взаимно несмешивающихся фаз. Эмульсии органической фазы, подлежащей очистке, в промывной среде (типа масло-в-воде) или промывной среды в органической фазе (типа вода-в-масле), которые можно получать таким способом, создают поверхность раздела между промываемым нитроароматическим соединением и промывной средой, что является необходимым для эффективного и оптимального массопереноса.

Что касается получения эмульсии или дисперсии на технологической стадии (а), это, как правило, осуществляют посредством подходящего диспергирующего или эмульгирующего устройства, в частности посредством подходящего смесительного устройства.

В контексте настоящего изобретения можно использовать, например, резервуар с перемешиванием, струйный смеситель (или струйное смесительное приспособление) или насос, в частности центробежный насос, в качестве диспергирующего или эмульгирующего устройства (т.е., в частности, в качестве предпочтительно первого диспергирующего или эмульгирующего устройства), в частности в качестве смесительного устройства.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения насос, в частности центробежный насос, используют в качестве диспергирующего или эмульгирующего устройства, в частности в качестве смесительного устройства, на технологической стадии (а).

Согласно альтернативному варианту осуществления настоящего изобретения, который является предпочтительным, струйный смеситель (также называется синонимичным термином струйное смесительное устройство) используют в качестве диспергирующего или эмульгирующего устройства, в частности в качестве смесительного устройства, на технологической стадии (а). Струйный смеситель, используемый согласно настоящему изобретению, представляет собой, в частности, устройство, которое создает (центральную) рабочую струю в среде (например, кольцевой струе), окружающей (центральную) рабочую струю.

В качестве струйных смесителей можно использовать все типы струйных смесителей, которые позволяют вводить подлежащие промыванию нитроароматические соединения или промывную среду при высоком соотношении скоростей посредством центральной рабочей струи в качестве свободной струи, которую могут составлять либо подлежащие промыванию нитроароматические соединения, либо промывная среда, таким образом, что либо подлежащие промыванию нитроароматические соединения диспергируются в промывной среде в форме эмульсии, имеющей большую площадь поверхности раздела, либо промывная среда аналогичным образом диспергируется в подлежащих промыванию нитроароматических соединениях. Устройства данного типа описывает, например, И11тап'8 Епсус1орей1а о£ 1пйи51па1 СНстМгу (Энциклопедия промышленной химии Ульмана), 2003, 5 издание, том В 4, стр. 87/88 и 565571, или же в справочнике Реггу'8 СЬетюа1 Епдшееге' НапйЬоок (Справочник химиков-технологов Перри), издательство МсСга\\-НП1 Воок Сотрапу, 1984 г., 6 издание, стр.5.21-5.23, или первая публикация патента Германии ЭЕ 2151206.

Здесь (центральная) рабочая струя в струйном смесителе может представлять собой промывную среду, и окружающая среда может представлять собой неочищенные нитрованные ароматические соединения, подлежащие очистке; однако, в качестве альтернативы, (центральная) рабочая струя также может быть образована неочищенным нитрованным продуктом, подлежащим очистке, а среда, окружающая (центральную) рабочую струю, может быть образована промывной средой. Оба альтернативных варианта осуществления приводят к требуемому результату.

- 5 024988

Особенно хорошие результаты в отношении очистки неочищенных ароматических соединений, подлежащих очистке, получаются (независимо от того, образована ли центральная рабочая струя промывной средой или же неочищенным нитрованным продуктом, подлежащим очистке), когда соотношение скоростей центральной рабочей струи и среды (например, кольцевой струи), окружающей центральную рабочую струю, в струйном смесителе находится в интервале от 1:5 до 30:1, предпочтительно в интервале от 1:2 до 20:1, особенно предпочтительно в интервале от 1:1 до 10:1. Таким образом получается особенно однородная и тонкая дисперсия промывной среды и неочищенного продукта и, соответственно, достигается особенно эффективная очистка.

Скорость потока промывной эмульсии ниже по потоку относительно струйного смесителя в последующем трубчатом реакторе находится, в частности, в интервале от 0,1 до 15,0 м/с, предпочтительно в интервале от 0,5 до 10 м/с.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения диспергирующее устройство, в частности смесительное устройство, используемое на технологической стадии (а), может быть установлено выше по потоку, в частности непосредственно выше по потоку относительно трубчатого реактора. Согласно определенной модификации данного варианта осуществления диспергирующее или эмульгирующее устройство, в частности смесительное устройство, может переходить в трубчатый реактор.

Однако равным образом возможно, чтобы диспергирующее устройство, в частности смесительное устройство, было встроено в трубчатый реактор или составляло часть трубчатого реактора. Для этой цели диспергирующее устройство можно устанавливать, например, на верхней или находящейся выше по потоку части относительно трубчатого реактора. Такой вариант осуществления оказывается особенно полезным, когда диспергирующее устройство, в частности смесительное устройство, сконструировано как струйный смеситель.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, который является особенно предпочтительным, трубчатый реактор для осуществления технологической стадии (Ь) можно оборудовать смесительными элементами, в частности, чтобы подводить дополнительную энергию для перемешивания; таким образом могут быть достигнуты особенно хорошие результаты очистки, поскольку посредством дополнительных смесительных элементов получается дополнительно улучшенная, особенно однородная дисперсия промывной среды и неочищенных ароматических соединений, подлежащих очистке. Смесительные элементы могут представлять собой, в частности, металлические пластины, в частности отражающие перегородки или отклоняющие пластины, перфорированные пластины, статические смесители, делители потока и т.п. Согласно настоящему изобретению предпочтительно, когда в трубчатом реакторе устанавливают от 1 до 15, в частности от 2 до 15, предпочтительно от 2 до 10, особенно предпочтительно от 2 до 5 смесительных элементов.

Согласно данному варианту осуществления предпочтение отдается смесительным элементам, которые обеспечивают в трубчатом реакторе подведение полной энергии для перемешивания (т.е. энергии для перемешивания на единицу объема), составляющей от 10 до 1000 Дж/л, предпочтительно от 10 до 500 Дж/л, особенно предпочтительно от 20 до 200 Дж/л. Другими словами, согласно данному варианту осуществления предпочтительно подводится полная энергия для перемешивания (т.е. энергия для перемешивания на единицу объема), составляющая от 10 до 1000 Дж/л, предпочтительно от 10 до 500 Дж/л, особенно предпочтительно от 20 до 200 Дж/л.

Особенно хорошие результаты также достигаются, в частности, когда смесительные элементы сконструированы таким образом, что перепад давления на каждом смесительном элементе составляет от 0,1 до 3,0 бар (300 кПа), предпочтительно от 0,3 до 1,5 бар (150 кПа), особенно предпочтительно от 0,3 до 0,8 бар (80 кПа) .

Что касается продолжительности пребывания эмульсии промывной среды и неочищенных ароматических соединений в трубчатом реакторе на технологической стадии (Ь), оно может изменяться в широких пределах. Особенное предпочтение отдается продолжительности пребывания в трубчатом реакторе, составляющей от 0,1 до 120 с, предпочтительно от 0,1 до 60 с, особенно предпочтительно от 1 до 30 с. Таким способом достигаются особенно хорошие результаты промывания, поскольку обеспечивается достаточная минимальная продолжительность пребывания, а также экономически выгодная пропускная способность.

В процессе очистки массовое соотношение и фазовое соотношение неочищенных нитрованных продуктов, подлежащих очистке, и промывной среды также представляют собой важные параметры, каждый из которых может изменяться в широких пределах.

Особенно хорошие результаты получаются, когда массовое соотношение неочищенных нитрованных продуктов, подлежащих очистке, и промывной среды (т.е. введенной свежей промывной среды) находится в интервале от 200:1 до 1:10, предпочтительно в интервале от 100:1 до 1:5, особенно предпочтительно в интервале от 10:1 до 1:2.

Особенно хорошие результаты в равной степени получаются, когда фазовое соотношение (т.е., в частности, фазовое соотношение в промывном устройстве) неочищенных нитрованных продуктов, подлежащих очистке, и промывной среды находится в интервале от 25:1 до 1:5, в частности, в интервале от 10:1 до 1:2, предпочтительно в интервале от 5:1 до 1:1. На величину фазового соотношения может вли- 6 024988 ять, в частности, циркуляция промывной среды после фазового разделения. Это обеспечивает, вопервых, оптимальную поверхность обмена между органической фазой и промывной средой и, во-вторых, очень короткую продолжительность фазового разделения в разделяющем фазы устройстве.

Промывание нитроароматических соединений обычно осуществляют как жидкостно-жидкостное промывание (т.е. при таких температурах, при которых подлежащие промыванию и очищению нитроароматические соединения, а также промывная среда находятся в форме жидкостей).

Что касается промывной среды, используемой согласно настоящему изобретению, она представляет собой жидкость в технологических условиях, в частности при температурах, составляющих или превышающих 5°С, в частности, при температурах, составляющих или превышающих 25°С, и при атмосферном давлении. Согласно настоящему изобретению предпочтение отдается использованию промывной среды на водной основе, предпочтительно воде.

В зависимости от фазового соотношения в промывном устройстве подлежащие промыванию нитроароматические соединения диспергируются в промывной среде, и образуется эмульсия типа масло-вводе (эмульсия Ο/^ν). или промывная среда диспергируется в подлежащих промыванию нитроароматических соединениях, и образуется эмульсия типа вода-в-масле (эмульсия ν/Ο).

Эффективность промывной среды можно повышать, добавляя по меньшей мере одно основание в промывную среду. Данное основание может быть выбрано, в частности, из группы, состоящей из неорганических гидроксидов, карбонатов, гидрокарбонатов, сульфитов, гидросульфитов и аммиака, и также соответствующих смесей или сочетаний, предпочтительно из группы, состоящей из гидроксида натрия, гидроксида калия, карбоната натрия, карбоната калия, гидрокарбоната натрия, гидрокарбоната калия, аммиака, карбоната аммония, сульфита натрия и гидросульфита натрия, а также соответствующих смесей или сочетаний.

Количество щелочи, используемой при щелочном промывании, должно быть, в частности, достаточно высоким настолько, чтобы не только все кислоты могли быть количественно преобразованы в их соли, но и, в частности, должен быть применен избыток основания, чтобы значение рН промывной среды было высоким настолько, что также могли быть количественно вымыты даже слабые кислоты, такие как мононитрофенол.

Содержание щелочи может составлять, в частности, от 0,01 до 0,4 моль/л, предпочтительно от 0,02 до 0,2 моль/л, но оно должно превышать по меньшей мере в два раза количество, требуемое для нейтрализации всех нитрофенолов.

Особенно хорошие результаты получаются тогда, когда содержание основания в промывной среде составляет от 0,01 до 0,4 моль/л, предпочтительно от 0,02 до 0,2 моль/л.

В частности, содержание основания в промывной среде должно составлять, по меньшей мере, двойное количество щелочи, которое теоретически требуется для нейтрализации всех нитрофенолов, присутствующих в качестве примесей.

Как указано выше, фазовое соотношение подлежащих промыванию нитроароматических соединений и вводимой свежей промывной среды составляет преимущественно от 200:1 до 1:10, предпочтительно от 100:1 до 1:5, особенно предпочтительно от 10:1 до 1:2. Циркуляция промывной среды после фазового разделения делает возможным установление фазового соотношения подлежащих промыванию нитроароматических соединений и промывной среды в промывном устройстве на уровне, составляющем от 25:1 до 1:5, в частности от 10:1 до 1:2, особенно предпочтительно от 5:1 до 1:1, чтобы, во-первых, обеспечить оптимальную поверхность обмена между органической фазой и промывной средой и, во-вторых, сохранять продолжительность фазового разделения в разделяющем фазы устройстве на минимально возможном уровне.

В зависимости от фазового соотношения в промывном устройстве подлежащие промыванию нитроароматические соединения диспергируются в промывной среде с образованием эмульсии типа масло-вводе (эмульсия Ο/ν), или промывная среда диспергируется в подлежащих промыванию нитроароматических соединениях с образованием эмульсии типа вода-в-масле (эмульсия ν/Ο) (см. приведенное выше описание).

В зависимости от выбранного фазового соотношения либо подлежащие промыванию нитроароматические соединения, либо промывную среду используют в качестве рабочей струи для определения требуемого типа эмульсии.

Скорость потока промывной эмульсии ниже по потоку относительно струйного смесителя в последующем трубчатом реакторе может находиться, в частности, в интервале от 0,1 до 15,0 м/с, предпочтительно в интервале от 0,5 до 10 м/с.

Соотношение скорости центральной струи и скорости окружающей среды находится, как указано выше, в интервале от 1:5 до 30:1, предпочтительно от 1:2 до 20:1 и особенно предпочтительно от 1:1 до 10:1.

Чтобы предотвращать коалесценцию промывной эмульсии после короткого времени и, таким образом, предотвращать неполную экстракцию примесей, подлежащих удалению из нитроароматических соединений, подлежащих очистке, оказывается преимущественным сохранение стабильности промывной эмульсии путем дополнительного подведения энергии для перемешивания до тех пор, пока все примеси

- 7 024988 не будут вымыты из нитроароматических соединений, и повторная экстракция подлежащими промыванию нитроароматическими соединениями предотвращается последующими реакциями в промывной среде. Эту дополнительную энергию для перемешивания можно подводить в смесь двух взаимно несмешивающихся фаз путем подачи в реактор, содержащий дополнительные смесительные устройства, предпочтительно в трубчатый реактор без обратного перемешивания, эмульсии типа ОЛУ или \У/О, поддерживаемой в трубчатом реакторе посредством дополнительных смесительных элементов, распределенных в объеме трубчатого реактора, например, таких как перфорированные пластины, отклоняющие пластины, перегородки, статические смесители или другие статические смесительные элементы. Предпочтение отдается случаям, в которых в трубчатом реакторе устанавливают от 1 до 15, в частности от 2 до 15, предпочтительно от 2 до 10 и особенно предпочтительно от 2 до 5 смесительных элементов, причем струйный смеситель также учитывается в качестве смесительного элемента.

Полная подводимая энергия для перемешивания на единицу объема должна составлять от 10 до 1000 Дж/л, предпочтительно от 10 до 500 Дж/л и особенно предпочтительно от 20 до 200 Дж/л.

Перепад давления на каждом смесительном элементе должен составлять от 0,1 до 3,0 бар (от 10 до 300 кПа), предпочтительно от 0,2 до 1,5 бар (от 20 до 150 кПа) и особенно предпочтительно от 0,2 до 0,8 бар (от 20 до 80 кПа), чтобы сохранять число дополнительных смесительных элементов, требуемых в трубчатом реакторе, на минимально возможном уровне, а также поддерживать минимально возможную продолжительность пребывания в разделяющем фазы устройстве.

Продолжительность пребывания в трубчатом реакторе для отделения кислот от подлежащих промыванию нитроароматических соединений, после которого происходит быстрая последующая реакция, такая как нейтрализация, например, таких как азотная кислота, серная кислота, мононитрофенолы, динитрофенолы и тринитрофенолы и крезолы, нитробензойные кислоты и т.д., при промывании щелочью, например, такой как гидроксид натрия, карбонат натрия, гидрокарбонат, аммиак, гидроксид калия и т.д., должна составлять не более чем от 0,1 до 120 с, предпочтительно от 0,1 до 60 с, особенно предпочтительно от 1 до 30 с.

Чтобы удалять примеси из подлежащих промыванию нитроароматических соединений с высоким коэффициентом распределения в пользу подлежащих промыванию нитроароматических соединений, высокое сопротивление массопереносу в органической фазе и медленные последующие реакции экстрагированных примесей в промывной среде, например таких как диоксид азота, продолжительность пребывания в последующем реакторе следует совмещать с данными обстоятельствами (например, путем сочетания описанных выше устройств для получения оптимальной промывной эмульсии с резервуарами с перемешиванием для обеспечения необходимой продолжительности пребывания). Согласно определенному варианту осуществления способа согласно настоящему изобретению эта цель достигается, в частности, путем сочетания описанных выше устройств для получения оптимальной промывной эмульсии с резервуарами с перемешиванием для обеспечения необходимой продолжительности пребывания в целях фазового переноса и последующей реакции.

Как уже было указано выше, используемое при щелочном промывании количество щелочи должно быть высоким настолько, чтобы не только все кислоты могли быть количественно преобразованы в их соли, но и должен быть введен избыток основания, чтобы значение рН промывной среды было высоким настолько, чтобы могли быть количественно вымыты даже слабые кислоты, такие как мононитрофенолы. Как указано выше, содержание щелочи должно составлять, в частности, от 0,01 до 0,4 моль/л, предпочтительно от 0,02 до 0,2 моль/л, но используется по меньшей мере двойное количество щелочи по сравнению с тем, что требуется для нейтрализации всех нитрофенолов.

Эмульсию, которая находится на выходе секции перемешивания, можно, например, снова разделять на отдельные фазы, используя разделяющее фазы устройство (например, сепаратор или осадительный резервуар). Промывную среду с присутствующими в ней примесями можно либо направлять в качестве отработавшей воды на очистку отработавшей воды, либо ее можно направлять в противоточном режиме на предшествующую стадию промывания.

Промытые нитроароматические соединения можно направлять либо на последующую стадию промывания, либо после окончания промывания направлять непосредственно на последующую обработку или на промежуточное хранение.

В качестве разделяющего фазы устройства можно использовать все типы статических сепараторов, а также динамические сепараторы, такие как центробежные сепараторы.

Продолжительность разделения для эмульсий нитроароматических соединений и промывной среды зависит не только от типа эмульсии (\У/О или ОЛУ) и подводимой энергии для перемешивания, но также от избытка основания в промывной среде, который не требуется для нейтрализации. При подведении такой же энергии для перемешивания продолжительность разделения значительно уменьшается при увеличении концентрации основания в промывной среде. Однако поверхностно-активные вещества или механические разделительные устройства, например насадки, разделительные пластины и т.д., можно также использовать для ускорения фазового разделения. Фазовое разделение можно также ускорять за счет пространства между отдельными смесительными элементами, которые соответствуют нитроароматическим соединениям и типу эмульсии.

- 8 024988

Что касается неочищенных нитрованных продуктов, подлежащих очистке, они, как правило, представляют собой жидкости в технологических условиях, в частности при температурах, составляющих или превышающих 5°С, в частности при температурах, составляющих или превышающих 25°С, и при атмосферном давлении. В частности, неочищенные нитрованные продукты, подлежащие очистке, образуются в результате нитрования моноциклических или полициклических ароматических соединений, в частности в результате нитрования бензола, толуола, ксилола или галогенированных ароматических соединений, такие как, в частности, хлорированные бензолы.

Неочищенные нитрованные продукты, подлежащие очистке, представляют собой, в частности, необязательно галогенированные мононитроароматические соединения, динитроароматические соединения и тринитроароматические соединения, например нитробензол (ΜΝΒ), мононитротолуол (ΜΝΤ), динитротолуол (ΌΝΤ), тринитротолуол (ΤΝΤ), нитрохлорбензол (ΜΝΟΒ) или т.п.

Как правило, после технологической стадии (Ь) осуществляют отделение нитрованных продуктов, которые были освобождены от примесей, от промывной среды. Это разделение, как правило, осуществляют, используя подходящее разделительное устройство (сепаратор или осадительный резервуар).

Кроме того, в частности, в способе согласно варианту осуществления настоящего изобретения выходящую из трубчатого реактора смесь очищенных нитрованных продуктов и промывной среды, в частности, перед тем, как нитрованные продукты, освобожденные от примесей, отделяют от промывной среды, можно сначала переносить в резервуар с перемешиванием. Таким образом продолжительность пребывания и/или контакта между продуктами нитрования, подлежащими очистке, и промывной средой эффективно увеличивается, и в результате этого примеси, которые еще не были отделены путем промывания, можно переносить в промывную среду или нейтрализовать этой средой.

В способе согласно преимущественному варианту настоящего изобретения возвращается промывная среда, в частности, после того как нитрованные продукты, которые были освобождены от примесей, отделяются от промывной среды. Это делает возможным эффективное промывание или циркуляцию и сокращает до минимума количество промывной среды.

Любые остаточные количества или следы воды, которые по-прежнему присутствуют, в частности, являются суспендированными и/или растворенными в воде, могут быть необязательно удалены путем высушивания из очищенных нитроароматических соединений после промывания или после отделения промывной среды (например, после разделения промывной эмульсии с использованием статического сепаратора или центробежного сепаратора).

Способ согласно настоящему изобретению является подходящим для осуществления кислотного промывания, и/или основного промывания, и/или нейтрального промывания неочищенных нитрованных продуктов. Таким образом, способ согласно изобретению можно использовать на всех трех вышеупомянутых стадиях промывания. Однако способ согласно настоящему изобретению можно равным образом использовать только на одной или двух стадиях промывания, например только для кислотного промывания, или же только для основного промывания, или же только для нейтрального промывания. В данном отношении способ согласно настоящему изобретению можно использовать гибким образом.

Как указано выше, способ согласно настоящему изобретению имеет ряд преимуществ и определенных аспектов, в числе которых можно упомянуть следующие несколько преимуществ и определенных аспектов, но данный список не является исчерпывающим и не устанавливает никакого ограничения:

В частности, способ согласно настоящему изобретению обеспечивает эффективную очистку неочищенных нитрованных продуктов, получаемых в результате нитрования нитруемых ароматических соединений, после отделения остаточной смеси азотной и серной кислот, и при этом его характеризуют лишь низкая степень сложности и хорошие экономические показатели, например, производительность обработки.

Трубчатый реактор, используемый согласно настоящему изобретению, делает возможным получение эффективной и однородной взаимной дисперсии промывной среды и неочищенных нитрованных ароматических соединений, таким образом, что не требуются никакие дополнительные стадии промывания или другие стадии обработки. Эффективность промывания или обработки можно дополнительно повышать, используя дополнительные смесительные элементы, которые, как указано выше, дополнительно улучшают перемешивание, осуществляемое в трубчатом реакторе.

Трубчатый реактор, используемый согласно настоящему изобретению для очистки, можно с равной эффективностью использовать в качестве реакционного резервуара в предшествующем нитровании, таким образом, что не требуется использовать какое-либо дополнительное устройство для очистки неочищенных нитрованных продуктов.

Трубчатый реактор, используемый согласно настоящему изобретению для очистки неочищенных продуктов нитрования, делает возможным образование обширных поверхностей обмена в двухфазной смеси промывной среды и неочищенных нитрованных ароматических соединений, таким образом, что при этом обеспечивается эффективный массообмен и быстрый перенос примесей в промывную среду или, в случае кислых соединений, быстрая нейтрализация.

Кроме того, способ согласно настоящему изобретению делает возможным быстрое и в то же время эффективное удаление примесей, образующихся в результате нитрования, из неочищенных нитрованных

- 9 024988 продуктов промывной средой, причем можно легко обеспечивать ее возвращение или циркуляцию после обработки неочищенных нитрованных ароматических соединений.

Кроме того, настоящее изобретение предлагает, согласно второму аспекту настоящего изобретения, устройство (установку) для удаления примесей из неочищенных нитрованных продуктов, получаемых в результате нитрования нитруемых ароматических соединений, путем обработки неочищенных продуктов, после отделения остаточной смеси азотной и серной кислот, промывной средой, где установка согласно настоящему изобретению является особенно подходящим для осуществления способа, как описано выше, где данная установка включает следующие устройства:

(a) по меньшей мере одно диспергирующее устройство, в частности по меньшей мере одно смесительное устройство, для приведения в контакт и образования эмульсии неочищенных нитрованных продуктов, подлежащих очистке, и промывной среды; и, (b) установленный ниже по потоку относительно диспергирующего устройства трубчатый реактор для введения эмульсии неочищенных нитрованных продуктов, подлежащих очистке, и промывной среды, полученной в диспергирующем устройстве, где трубчатый реактор сконфигурирован с возможностью удаления примесей, первоначально присутствовавших в неочищенных нитрованных продуктах, в процессе прохождения эмульсии через трубчатый реактор, и/или переноса примесей, первоначально присутствовавшие в неочищенных нитрованных продуктах, в промывную среду, и/или нейтрализации примесей этой средой в процессе прохождения эмульсии через трубчатый реактор.

Как указано выше, в связи со способом согласно настоящему изобретению диспергирующее устройство, в частности смесительное устройство, может представлять собой резервуар с перемешиванием, струйный смеситель или насос, в частности центробежный насос, предпочтительно насос, в частности центробежный насос, или струйный смеситель, особенно предпочтительно струйный смеситель.

Как указано выше в контексте способа согласно настоящему изобретению диспергирующее устройство, в частности смесительное устройство, может быть установлено выше по потоку относительно реактора, в частности непосредственно выше по потоку. В частности, диспергирующее устройство, в частности смесительное устройство, может в данном случае переходить в трубчатый реактор.

Согласно альтернативному варианту осуществления диспергирующее устройство, в частности смесительное устройство, может быть встроено в трубчатый реактор и/или представлять собой составную часть трубчатого реактора. В данном отношении можно сделать ссылку на то, что было упомянуто выше в связи со способом согласно настоящему изобретению.

Как разъясняется выше в описании способа согласно настоящему изобретению, трубчатый реактор может быть оборудован смесительными элементами, в частности, чтобы подводить дополнительную энергию для перемешивания. Как описано выше, смесительные элементы могут быть сконструированы как пластины, в частности отражающие перегородки или отклоняющие пластины, как перфорированные пластины, как статические смесители или как делители потока.

В устройстве согласно настоящему изобретению можно осуществлять одностадийное, двухстадийное или трехстадийное промывание неочищенных продуктов нитрования (например, кислотное промывание, и/или основное промывание, и/или нейтральное промывание).

Кроме того, согласно настоящему изобретению становится возможным размещение разделительного устройства, в частности сепаратора, или осадительного резервуара, и/или динамического сепаратора, или центробежного сепаратора ниже по потоку относительно трубчатого реактора, чтобы отделять нитрованные продукты, которые были освобождены от примесей, от промывной среды.

Кроме того, в устройстве согласно настоящему изобретению возможно, чтобы резервуар с перемешиванием и/или реактор с мешалкой был установлен ниже по потоку относительно трубчатого реактора и выше по потоку относительно разделительного устройства (т.е., другими словами, между трубчатым реактором и разделительным устройством). В частности, таким способом увеличивается продолжительность пребывания и/или контакта между нитрованными продуктами и промывной средой.

Для дополнительного описания устройства или установки согласно настоящему изобретению можно сделать ссылку на то, что было упомянуто выше в отношении способа согласно настоящему изобретению, который применяется аналогичным образом к устройству или установке согласно настоящему изобретению.

Наконец, настоящее изобретение также предоставляет, согласно третьему аспекту настоящего изобретения, производственную установку для нитрования нитруемых ароматических соединений с последующей очисткой неочищенных нитрованных продуктов, образующихся в результате нитрования, причем данная производственная установка включает следующие блоки:

(a) нитрующий блок для нитрования ароматических соединений, в частности, содержащий один или несколько соответствующих реакционных резервуаров для осуществления реакции(-ий) нитрования;

(b) необязательно, установленное в производственной линии ниже по потоку относительно нитрующего блока по меньшей мере одно разделительное устройство, в частности сепаратор, для отделения остаточной смеси азотной и серной кислот от неочищенных нитрованных продуктов;

(c) установленное в производственной линии ниже по потоку относительно нитрующего блока и любого присутствующего разделительного устройства по меньшей мере одно промывное устройство для

- 10 024988 осуществления промывания неочищенных нитрованных продуктов, причем данное промывное устройство включает:

по меньшей мере одно диспергирующее устройство, в частности по меньшей мере одно смесительное устройство, для приведения в контакт и образования эмульсии неочищенных нитрованных продуктов, подлежащих очистке, и промывной среды, и установленный ниже по потоку относительно диспергирующего устройства трубчатый реактор для введения полученной в диспергирующем устройстве эмульсии неочищенных нитрованных продуктов, подлежащих очистке, и промывной среды, где трубчатый реактор сконфигурирован с возможностью удаления примесей, первоначально присутствовавших в неочищенных нитрованных продуктах, в процессе прохождения эмульсии через трубчатый реактор, и/или переноса примесей, первоначально присутствовавших в неочищенных нитрованных продуктах, в промывную среду, и/или нейтрализации примесей этой средой в процессе прохождения эмульсии через трубчатый реактор;

(й) необязательно, установленный в производственной линии ниже по потоку относительно промывного устройства резервуар с перемешиванием, в частности, для увеличения продолжительности контакта и/или пребывания между нитрованными продуктами и промывной средой;

(е) установленное в производственной линии ниже по потоку относительно промывного устройства и любого присутствующего резервуара с перемешиванием разделительное устройство, в частности сепаратор, для отделения нитрованных продуктов, которые были освобождены от примесей, от промывной среды.

Другими словами, в производственной установке согласно настоящему изобретению описанная выше установка или устройство для очистки, т.е. для удаления примесей, представляет собой составную часть данной производственной установки, а именно, в виде промывного блока или промывного устройства (с).

Как указано выше, также в производственной установке согласно настоящему изобретению диспергирующее устройство, в частности смесительное устройство, может представлять собой резервуар с перемешиванием, струйный смеситель или насос, в частности центробежный насос, предпочтительно насос, в частности центробежный насос, или струйный смеситель, особенно предпочтительно струйный смеситель.

В частности, в производственной установке согласно варианту осуществления настоящего изобретению диспергирующее устройство, в частности смесительное устройство, может быть, как указано выше, установлено выше по потоку относительно реактора, в частности непосредственно выше по потоку относительно реактора. Согласно данному варианту осуществления диспергирующее устройство, в частности смесительное устройство, может, в частности, переходить в трубчатый реактор.

Аналогичным образом, согласно настоящему изобретению возможно, что диспергирующее устройство, в частности смесительное устройство, является встроенным в трубчатый реактор и/или составляет часть трубчатого реактора. Что касается данного варианта осуществления, можно сделать ссылку на то, что было упомянуто выше, во избежание ненужных повторений.

Как указано выше в связи со способом согласно настоящему изобретению и в связи с устройством или установкой для очистки согласно настоящему изобретению, трубчатый реактор может быть оборудован смесительными элементами, в частности, для подведения дополнительной энергии для перемешивания. Согласно данному варианту осуществления смесительные элементы могут, в частности, быть сконструированы как пластины, в частности отражающие перегородки или отклоняющие пластины, как перфорированные пластины, как статические смесители или как делители потока.

Способ согласно настоящему изобретению является особенно подходящим для осуществления кислотного промывания, и/или основного промывания, и/или нейтрального промывания неочищенных нитрованных продуктов. Таким образом, способ согласно настоящему изобретению можно использовать на всех трех вышеупомянутых стадиях промывания промывного устройства. Однако оказывается равным образом возможным использование способа согласно настоящему изобретению только для одной или двух стадий промывания, например только для кислотного промывания, или же только для основного промывания, или же только для нейтрального промывания. В данном отношении способ согласно настоящему изобретению можно использовать гибким образом.

Что касается дополнительных подробностей в отношении производственной установки согласно настоящему изобретению, можно сделать ссылку на то, что было упомянуто выше в отношении способа согласно настоящему изобретению и устройства или установки согласно настоящему изобретению, причем указанное применимо аналогичным образом к производственной установке согласно настоящему изобретению.

Способ согласно настоящему изобретению и устройство или установка для очистки согласно настоящему изобретению, а также производственная установка для нитрования согласно настоящему изобретению проиллюстрированы посредством примеров и неограничительным образом на прилагаемых чертежах.

Кроме того, преимущества, свойства, аспекты и отличительные особенности настоящего изобретения становятся очевидными из следующего описания вариантов осуществления, которые являются предпочтительными, согласно настоящему изобретению, и представлены на чертежах. На фигурах показано:

фиг. 1 представляет схематическое изображение промывания нитроароматических соединений спосо- 11 024988 бом согласно предшествующему уровню техники посредством технологии, использующей смеситель/осадитель в обычном трехстадийном промывании для промывания нитроароматических соединений;

фиг. 2 - схематическое изображение одностадийного промывания нитроароматических соединений с использованием способа согласно настоящему изобретению или устройства или установки согласно настоящему изобретению;

фиг. 3 - технологическую схему способа согласно настоящему изобретению или схематическое изображение устройства или установки согласно настоящему изобретению в соответствии с предпочтительным рабочим примером настоящего изобретения для обычного трехстадийного промывания нитроароматических соединений;

фиг. 4 - схематическое изображение производственной установки согласно настоящему изобретению для нитрования нитруемых ароматических соединений с последующим промыванием полученных нитроароматических соединений в соответствии с предпочтительным рабочим примером настоящего изобретения.

Фиг. 1 представляет пример трехстадийного промывания нитроароматических соединений способом согласно предшествующему уровню техники:

a) на стадии 1 серная кислота и азотная кислота, суспендированные и растворенные в неочищенном нитроароматическом соединении (ΝΑ 10) вымываются свежей водой (\ν\ν 10) в процессе многостадийного непрерывного кислотного промывания (\ν8). Нитроароматическое соединение (ΝΑ 10), подлежащее вымыванию, и промывная вода (νν 10) поступают в смесительное устройство, как правило, в резервуар с перемешиванием, в котором продолжительность пребывания составляет приблизительно 10 мин. Образующаяся промывная эмульсия после этого разделяется в сепараторе (8). Чтобы полностью удалить растворенные и суспендированные минеральные кислоты, можно использовать до четырех смесительных/осадительных блоков (п=3), причем промывная среда и подлежащие промыванию нитроароматические соединения поступают в противоточном режиме. Промывная среда после фазового разделения либо полностью немедленно выходит как отработавшая вода (νν 11), либо ее часть далее циркулирует, чтобы обеспечивать заданное фазовое соотношение и, таким образом, определенный тип эмульсии, а также чтобы минимизировать продолжительность фазового разделения. Нитроароматическое соединение (ΝΑ 11), которое было освобождено от минеральных кислот, поступает на стадию 2 промывания, а именно на щелочное промывание (νΑ);

b) на стадии 2 все растворенные нитрофенолы, нитробензойные кислоты и другие кислотные материалы от окислительного разложения примесей и изомерных нитроароматических соединений удаляются из нитроароматических соединений (например, ΤΝΤ) в процессе многостадийного непрерывного щелочного промывания (νΑ). Подлежащее промыванию нитроароматическое соединение (ΝΑ 11) и промывная вода (ψν 10 или νν 13) вместе с основанием поступают в резервуар с перемешиванием, в котором продолжительность пребывания составляет приблизительно 10 мин. Образующаяся промывная эмульсия после этого разделяется в сепараторе (8). Чтобы полностью удалить нитрофенолы, нитробензойные кислоты и другие кислотные материалы от окислительного разложения примесей и изомерных нитроароматических соединений, которые растворены в нитроароматическом соединении, оказывается возможным использование до четырех смесительных/осадительных блоков (п=3), причем промывная среда и подлежащие промыванию нитроароматические соединения поступают в противоточном режиме. Промывная среда после фазового разделения либо полностью немедленно выходит как отработавшая вода (νν 12), либо ее часть далее циркулирует, чтобы обеспечить заданное фазовое соотношение и, таким образом, определенный тип эмульсии, а также чтобы минимизировать продолжительность фазового разделения. Нитроароматическое соединение (ΝΑ 12), от которого были отделены минеральные кислоты, нитрофенолы, нитробензойные кислоты и другие кислотные материалы от окислительного разложения примесей и изомерных нитроароматических соединений, поступает на стадию промывания 3, а именно на нейтральное промывание (νΝ);

c) на стадии 3 увлекаемые следовые количества промывной среды после щелочного промывания (νΑ) отделяются в процессе многостадийного нейтрального промывания (νΝ). Подлежащее промыванию нитроароматическое соединение (ΝΑ 12) и промывная вода (νν 10) поступают в резервуар с перемешиванием, в котором продолжительность пребывания составляет приблизительно 10 мин. Образующаяся промывная эмульсия после этого разделяется в сепараторе (8). Чтобы полностью отделить следы основания, которое все еще остается суспендированными или растворенными в нитроароматическом соединении, оказывается возможным использование до четырех смесительных/осадительных блоков (п=3), причем промывная среда и подлежащие промыванию нитроароматические соединения поступают в противоточном режиме. Водная фаза полностью поступает немедленно как промывная среда (ψψ 13) на щелочное промывание (νΑ), или ее часть далее циркулирует, чтобы обеспечить установленное фазовое соотношение и, таким образом, определенный тип эмульсии, а также чтобы минимизировать продолжительность фазового разделения.

Нитроароматическое соединение (ΝΑ 13), которое теперь свободно от минеральных кислот, нитрофенолов, нитробензойных кислот и других кислотных материалов от окислительного разложения примесей, изомерных нитроароматических соединений и остаточных следовых количеств щелочи, поступает

- 12 024988 непосредственно на последующую обработку или на промежуточное хранение.

Фиг. 2 представляет вариант осуществления одностадийного промывания с использованием способа согласно настоящему изобретению или устройства или установки согласно настоящему изобретению для промывания нитроароматических соединений с применением промывной среды в качестве рабочей струи.

Подлежащие промыванию нитроароматические соединения после удаления остаточной смеси азотной и серной кислот (ΝΑ1 (п-1), где п=1) или после удаления остаточной смеси азотной и серной кислот, по-прежнему суспендированной в форме микроэмульсии в нитроароматическом соединении, или серной кислоты, азотной кислоты и диоксида азота, по-прежнему растворенных в нитроароматическом соединении, в процессе кислотного промывания (А8, где п=2) или после удаления всех нитрофенолов, нитробензойных кислот и других кислотных материалов от окислительного разложения примесей и изомерных нитроароматических соединений, растворенных в нитроароматическом соединении, из нитроароматических соединений (например, ΤΝΤ) в присутствии оснований в процессе щелочного промывания (ΑΑ, где п=3), объединяют в струйном смесителе (§М) с промывной средой АА1 (п-1), которая в представленном случае служит в качестве рабочей струи, и вводят непосредственно в трубчатый реактор (С), который содержит дополнительные смесительные элементы (Мт).

Для установления продолжительности пребывания таким образом, чтобы обеспечивать медленные реакции примесей, вымываемых в промывной среде, например диоксида азота, промывную эмульсию можно выводить из трубчатого реактора в резервуар для выдерживания, например в один или несколько резервуаров с перемешиванием (К). Промывная эмульсия из трубчатого реактора разделяется непосредственно или после продолжительного пребывания в резервуаре с перемешиванием на фазы в разделительном устройстве.

Подлежащие промыванию нитроароматические соединения (ΝΑ1 п, где п составляет от 1 до 3) направляют либо на последующую стадию промывания, либо как готовый промытый продукт (ΝΑ13) для дальнейшей обработки. Нагруженная промывная среда (АА1 п, где п составляет от 1 до 3) выходит непосредственно как отработавшая вода или возвращается как дополнительный поток, чтобы обеспечивать определенное фазовое соотношение между нитроароматическим соединением и промывной средой. Этот возвращаемый дополнительный поток может поступать вместе со свежей вводимой промывной водой как рабочая струя или как циркулирующий поток непосредственно в трубчатый реактор.

Фиг. 3 представляет пример способа согласно настоящему изобретению для трех стадий раздельного удаления минеральных кислот посредством кислотного промывания (А8), удаления всех растворенных нитрофенолов, нитробензойных кислот и других кислотных материалов от окислительного разложения примесей и изомерных нитроароматических соединений в присутствии оснований в щелочной среде посредством щелочного промывания (АЛ) и нейтрального промывания (ΑΝ).

a) На стадии 1 серная кислота и азотная кислота, суспендированные и растворенные в неочищенном нитроароматическом соединении (ΝΑ 10), удаляются посредством промывания пресной водой (АА 10) в одностадийном кислотном промывании (А8). Нитроароматическое соединение (ΝΑ 10), подлежащее промыванию, и промывная вода (АА 10) поступают посредством насосов (Р) либо через струйный смеситель, либо непосредственно в трубчатый реактор, содержащий дополнительные смесительные элементы (Мп). После прохождения через трубчатый реактор образующаяся эмульсия разделяется в сепараторе (8). Промывная среда после фазового разделения либо выходит непосредственно как отработавшая вода (АА 11), либо ее часть дополнительно циркулирует, чтобы установить заданное фазовое соотношение и, таким образом, определенный тип эмульсии и минимизировать продолжительность фазового разделения. Нитроароматическое соединение (ΝΑ 11), которое было освобождено от минеральных кислот, поступает на стадию 2 промывания, а именно, на щелочное промывание ^Α).

b) На стадии 2 все растворенные нитрофенолы, нитробензойные кислоты и другие кислотные материалы от окислительного разложения примесей и изомерные нитроароматические соединения удаляются из нитроароматических соединений в процессе одностадийного щелочного промывания ^Α). Нитроароматическое соединение (ΝΑ 11), подлежащее промыванию и поступающее от кислотного промывания (А8), и промывная вода (АА 10 или АА 13 от нейтрального промывания) и основание поступают посредством насосов (Р) либо через струйный смеситель, либо непосредственно в трубчатый реактор, содержащий дополнительные смесительные элементы (Мп). После прохождения через трубчатый реактор образующаяся эмульсия разделяется в сепараторе. Промывная среда, которая содержит все растворенные нитрофенолы, нитробензойные кислоты и другие кислые материалы от окислительного разложения примесей и экстрагированные изомерные нитроароматические соединения (растворенные в форме соли) после фазового разделения, либо выходит непосредственно как отработавшая вода (АА 12), либо ее часть циркулирует, чтобы установить заданное фазовое соотношение и, таким образом, определенный тип эмульсии и минимизировать продолжительность фазового разделения. Нитроароматическое соединение (ΝΑ 12), от которого были отделены минеральные кислоты, нитрофенолы, нитробензойные кислоты и другие кислотные материалы от окислительного разложения примесей и изомерные нитроароматические соединения, поступает на стадию 3 промывания, а именно, на нейтральное промывание (АК).

c) На стадии 3 увлекаемые следовые количества промывной среды от щелочного промывания удаляются в процессе одностадийного нейтрального промывания (АК). Нитроароматическое соединение

- 13 024988 (ΝΑ 12), подлежащее промыванию, и промывная вода (ММ 10) поступают посредством насосов (Р) либо через струйный смеситель, либо непосредственно в трубчатый реактор, содержащий дополнительный смесительные элементы (Мп). После прохождения через трубчатый реактор образующаяся эмульсия разделяется в сепараторе (8). Промывная среда, которая содержит остаточные следы щелочи и примеси, поступает либо непосредственно как отработавшая вода (ММ 13) на стадию 2 промывания (^МА), либо ее часть дополнительно циркулирует, чтобы установить заданное фазовое соотношение и, таким образом, определенный тип эмульсии и минимизировать продолжительность фазового разделения. Нитроароматическое соединение (ΝΑ 13), из которого уже были удалены минеральные кислоты, нитрофенолы. нитробензойные кислоты и другие кислотные материалы от окислительного разложения примесей, изомерные нитроароматические соединения и остаточные следы щелочи, поступает непосредственно на дальнейшую обработку или на промежуточное хранение.

Фиг. 4 представляет пример производственной установки для получения нитроароматических соединений, которая содержит введенное в технологический процесс промывание согласно изобретению неочищенных нитроароматических соединений после изотермического или адиабатического нитрования. Неочищенное нитроароматическое соединение (ΝΑ 10), полученное в реакторе для нитрования (Ν) посредством реакции ароматического соединения с азотной кислотой в присутствии серной кислоты, после удаления смеси азотной и серной кислот в сепараторе (8) промывают водой (ММ 10), используя способ согласно настоящему изобретению, в процессе кислотного промывания (М8). После фазового разделения полученная в результате отработавшая вода (ММ 11), которая содержит всю вымываемую серную кислоту и азотную кислоту, возвращается вместе с азотной кислотой (ΜΝΑ), получаемой из отходящего газа после нитрования в результате его обработки на абсорбирующей установке (А), либо непосредственно, либо после концентрирования серной кислоты в установке для концентрирования (8АС), вместе с остаточной кислотой (А8) от нитрования обратно на нитрование или выходит как отработавшая вода для очистки.

Нитроароматическое соединение (ΝΑ 11), от которого были отделены минеральные кислоты, эффективно промывают в одну стадию в присутствии оснований, используя способ согласно настоящему изобретению, на стадии 2 промывания (щелочное промывание МА). После фазового разделения отработавшая вода от щелочного промывания (ММ12), которая имеет значение рН в интервале от 8,0 до 13 и содержит все нитрофенолы, нитробензойные кислоты и другие кислотные материалы от окислительного разложения примесей и изомерные нитроароматические соединения (например, ΤΝΤ), поступает на дополнительную обработку, например термолиз, перед сбросом в основной водосток.

Нитроароматическое соединение (ΝΑ 12) от щелочного промывания (МА) направляют на нейтральное промывание (МЛ) и эффективно промывают водой (ММ 10) в одну стадию, используя способ согласно настоящему изобретению. После фазового разделения отработавшая вода (ММ 13) от нейтрального промывания (МЛ) поступает вместе с основанием на стадию 2 промывания (МА). Подлежащее промыванию нитроароматическое соединение (ΝΑ 13) поступает на дополнительную обработку, например на разделение изомеров, или восстановление до соответствующего амина, или на промежуточное хранение.

Дополнительные варианты осуществления, модификации и видоизменения настоящего изобретения может легко понять и реализовать специалист в данной области техники после ознакомления с данным описанием, не выходя за пределы объема настоящего изобретения.

Настоящее изобретение проиллюстрировано с помощью следующих рабочих примеров, но они не ограничивают настоящее изобретение.

Хотя следующие рабочие примеры иллюстрируют способ согласно настоящему изобретению или устройство согласно настоящему изобретению с использованием нитробензола в качестве нитроароматического соединения, подлежащего очистке, способ или устройство согласно настоящему изобретению никаким образом не ограничивается данным соединением, и его можно также применять к любым другим нитроароматическим соединениям, полученным, например, в результате нитрования толуола, хлорбензолов, ксилолов, нитробензолов и т.д., и к любым основаниям, которые не являются гидроксидом натрия.

Рабочие примеры.

Пример 1. Одностадийное щелочное промывание (сравнительный пример).

кг/ч нитробензола от адиабатического нитрования, который был предварительно промыт водой (кислотное промывание) и еще содержал в целом 1910 ч./млн нитрофенолов (0,8 ч./млн 2-нитрофенола (2ΝΡ), 1346 ч./млн 2,4-динитрофенола (2,4-ΌΝΡ) и 203 ч./млн 2,6-динитрофенола (2,6-ΌΝΡ) и 360 ч./млн пикриновой кислоты (2,4,6-ΤΝΡ)), направляли вместе с промывной средой, содержащей 0,8 г ΝαΟΗ/л (двукратный избыток в расчете на все нитрофенолы), в массовом соотношении 1:1 в резервуар с перемешиванием при 60°С. Скорость перемешивания устанавливали таким образом, что в резервуаре с перемешиванием получалась эмульсия типа масло-в-воде (М/Ο), имеющая измеряемое фазовое соотношение. Продолжительность пребывания в резервуаре с перемешиванием составляла 6 мин. После фазового разделения (приблизительно 40 мин) значение рН промывной среды, которая содержала 1850 ч./млн нитрофенолов, составляла приблизительно 11,1. В промытом нитробензоле обнаружено 60 ч./млн нитрофенолов. Когда использовали промывную среду, содержащую 4 г/л гидроксида натрия, при прочих равных условиях продолжи- 14 024988 тельность разделения можно было сократить почти в четыре раза до приблизительно 15 мин.

Пример 2. Одностадийное щелочное промывание (согласно настоящему изобретению) 12 кг/ч нитробензола от адиабатического нитрования, который был предварительно промыт водой (кислотное промывание) и еще содержал в целом 1910 ч./млн нитрофенолов (0,8 ч./млн 2-нитрофенола (2-ΝΡ), 1346

ч./млн 2,4-динитрофенола (2,4-ΌΝΡ) и 203 ч./млн 2,6-динитрофенола (2,6-ΌΝΡ) и 360 ч./млн пикриновой кислоты (2,4,6-ΤΝΡ)), направляли вместе с промывной средой, содержащей 0,8 г ΝαΟΗ/л (двукратный избыток в расчете на все нитрофенолы), в массовом соотношении 1: 1 посредством струйного смесителя, используя промывную среду в качестве центральной струи, при 60°С в трубчатый реактор, который дополнительно содержал 5 статических смесительных элементов. Соотношение скоростей центральной струи и нитробензола, подлежащего промыванию, составляло 8:1. Продолжительность пребывания в трубчатом реакторе составляла не более 5 с. Перепад давления по всей длине трубчатого реактора составлял 1,6 бар (160 кПа). После фазового разделения эмульсии типа масло-в-воде (приблизительно 40 мин) значение рН промывной среды, которая содержала 1908 ч./млн нитрофенолов, составляло приблизительно 11,6. В промытом нитробензоле обнаружены 2 ч./млн нитрофенолов. Когда использовали промывную среду, содержащую 4 г/л гидроксида натрия, при прочих равных условиях продолжительность разделения можно было сократить в четыре раза до приблизительно 10 мин. Такие же результаты были достигнуты с использованием подлежащего промыванию нитроароматического соединения в качестве центральной струи в струйном смесителе.

Пример 3. Одностадийное нейтральное промывание (согласно настоящему изобретению).

кг/ч нитробензола от адиабатического нитрования, который после промывание щелочью (см., например, пример 2, щелочное промывание) еще содержал в целом от 2 до 5 ч./млн нитрофенолов, направляли в массовом соотношении 1:1 посредством струйного смесителя, используя воду в качестве центральной струи, при 60°С в трубчатый реактор, который дополнительно содержал 2 статических смесительных элемента. Соотношение скоростей центральной струи и нитробензола, подлежащего промыванию, составляло 8:1. Продолжительность пребывания в трубчатом реакторе составляла приблизительно 5 с. Перепад давления по всей длине трубчатого реактора составлял 0,6 бар (60 кПа). После фазового разделения, занимающего приблизительно 25 мин, значение рН промывной воды, содержащей приблизительно от 1,5 до 4,5 ч./млн нитрофенолов, составляло приблизительно 9,0. В промытом нитробензоле все же обнаружено 0,5 ч./млн нитрофенолов. Такие же результаты были достигнуты с использованием подлежащего промыванию нитроароматического соединения в качестве центральной струи в струйном смесителе.

Пример 4. Одностадийное щелочное промывание (согласно настоящему изобретению).

кг/ч нитробензола от адиабатического нитрования, который был предварительно промыт водой (кислотное промывание) и еще содержал в целом 1910 ч./млн нитрофенолов (0,8 ч./млн 2-нитрофенола (2-ΝΡ), 1346 ч./млн 2,4-динитрофенола (2,4-ΌΝΡ) и 203 ч./млн 2,6-динитрофенола (2,6-ΌΝΡ) и 360 ч./млн пикриновой кислоты (2,4,6-ΤΝΡ)), промывали непосредственно, используя 4 кг/ч промывной среды, содержащей 4 г ΝαΟΗ/л (двукратный избыток в расчете на все нитрофенолы). что соответствовало массовому соотношению нитроароматического соединения и промывной среды, составляющему 5:1, причем промывную среду направляли посредством струйного смесителя вместе с подлежащим промыванию нитроароматическим соединением при 60°С в трубчатый реактор, который дополнительно содержал 5 статических смесительных элементов. Соотношение скоростей центральной струи и нитробензола, подлежащего промыванию, составляло 8:1. Продолжительность пребывания в трубчатом реакторе составляло не более 5 с. Перепад давления по всей длине трубчатого реактора составлял 1,6 бар (160 кПа). После фазового разделения эмульсии типа вода-в-масле (приблизительно 5 мин) значение рН промывной среды, которая содержала 9552 ч./млн нитрофенолов, составляло приблизительно 12,3. В промытом, но попрежнему мутном нитробензоле обнаружено приблизительно 8 ч./млн нитрофенолов.

Пример 5. Одностадийное нейтральное промывание (согласно настоящему изобретению).

кг/ч нитробензола от адиабатического нитрования, который после промывание щелочью (см.

пример 2, щелочное промывание) еще содержал в целом от 5 до 8 ч./млн нитрофенолов, направляли в массовом соотношении 5:1 посредством струйного смесителя, используя воду в качестве центральной струи, при 60°С в трубчатый реактор, который дополнительно содержал 2 статических смесительных элемента. Соотношение скоростей центральной струи и нитробензола, подлежащего промыванию, составляло 8:1. Продолжительность пребывания в трубчатом реакторе составляла приблизительно 5 с. Перепад давления по всей длине трубчатого реактора составлял 0,6 бар (60 кПа) . После фазового разделения (приблизительно 20 мин) значение рН промывной воды, содержащей приблизительно от 1,5 до 4,5 ч./млн нитрофенолов, составляло приблизительно 9,0. В промытом нитробензоле все же обнаружено 0,5 ч./млн нитрофенолов, причем такие же результаты были достигнуты при использовании подлежащих промыванию нитроароматических соединений в качестве центральной струи в струйном смесителе.

Claims (14)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ удаления примесей из неочищенных нитрованных продуктов, получаемых в результате нитрования ароматических соединений, путем обработки неочищенных продуктов после удаления остаточной смеси азотной и серной кислот, промывной средой, где на стадии (а) неочищенные нитрованные продукты сначала приводятся в контакт с промывной средой и неочищенные нитрованные продукты и промывная среда взаимно диспергируются таким образом, что в результате этого образуется эмульсия, и где на стадии (Ь) образующаяся эмульсия после этого поступает в трубчатый реактор таким образом, что примеси, первоначально присутствовавшие в неочищенных нитрованных продуктах, удаляются в процессе прохождения эмульсии через трубчатый реактор, и таким образом, что примеси, первоначально присутствовавшие в неочищенных нитрованных продуктах, переносятся в промывную среду и/или нейтрализуются этой средой в процессе прохождения эмульсии через трубчатый реактор.
2. 2. Способ по п.1, где эмульсия образуется на стадии (а) посредством диспергирующего устройства.
3. 3. Способ по п.2, где центробежный насос или струйный смеситель используют в качестве диспергирующего устройства и где диспергирующее устройство размещено выше по потоку относительно трубчатого реактора, причем диспергирующее устройство переходит в трубчатый реактор или представляет собой составную часть трубчатого реактора.
4. 4. Способ по любому из предшествующих пунктов, где трубчатый реактор оборудован смесительными элементами для подведения дополнительной энергии для перемешивания, причем смесительные элементы сконструированы как пластины, как отражающие перегородки, как отклоняющие пластины, как перфорированные пластины, как статические смесители или как делители потока.
5. 5. Способ по п.4, где энергия для перемешивания, составляющая от 10 до 1000 Дж/л, поступает посредством смесительных элементов и/или где перепад давления на каждом смесительном элементе составляет от 0,1 бар (10 кПа) до 3,0.
6. 6. Способ по любому из предшествующих пунктов, где продолжительность пребывания в трубчатом реакторе составляет от 0,1 до 120 с, и где массовое соотношение неочищенных нитрованных продуктов, подлежащих очистке, и промывной среды находится в интервале от 200:1 до 1:10, и/или где фазовое соотношение неочищенных нитрованных продуктов, подлежащих очистке, и промывной среды находится в интервале от 25:1 до 1:5.
7. 7. Способ по любому из предшествующих пунктов, где по меньшей мере одно основание добавляют в промывную среду, причем основание выбирают из группы, состоящей из неорганических гидроксидов, карбонатов, гидрокарбонатов, сульфитов, гидросульфитов и аммиака, а также их смесей или сочетаний.
8. 8. Способ по любому из предшествующих пунктов, где как неочищенные нитрованные продукты, подлежащие очистке, так и промывная среда находятся в жидком состоянии в технологических условиях и где неочищенные нитрованные продукты, подлежащие очистке, образуются в результате нитрования моноциклических или полициклических ароматических соединений.
9. 9. Производственная установка для нитрования нитруемых ароматических соединений с последующей очисткой неочищенных нитрованных продуктов, образующихся в результате нитрования, где данная производственная установка включает следующие блоки:

   (а) нитрующий блок для нитрования ароматических соединений, нитрующий блок, содержащий один или несколько соответствующих реакционных резервуаров для осуществления реакции(-ий) нитрования;

   (с) установленное в производственной линии ниже по потоку относительно нитрующего блока и необязательного разделительного устройства по меньшей мере одно промывное устройство для осуществления промывания неочищенных нитрованных продуктов, где промывное устройство включает по меньшей мере одно диспергирующее устройство для приведения в контакт и образования эмульсии неочищенных нитрованных продуктов, подлежащих очистке, и промывной среды; и установленный ниже по потоку относительно диспергирующего устройства трубчатый реактор для введения эмульсии неочищенных нитрованных продуктов, подлежащих очистке, и промывной среды, полученной в диспергирующем устройстве, где трубчатый реактор сконфигурирован с возможностью удаления примесей, первоначально присутствовавших в неочищенных нитрованных продуктах, в процессе прохождения эмульсии через трубчатый реактор, и/или переноса примесей, первоначально присутствовавших в неочищенных нитрованных продуктах, в промывную среду, и/или нейтрализации примесей этой средой в процессе прохождения эмульсии через трубчатый реактор;

   (е) установленное в производственной линии ниже по потоку относительно промывного устройства и необязательного резервуара с перемешиванием разделительное устройство для отделения нитрованных продуктов, которые были освобождены от примесей, от промывной среды.
10. 10. Производственная установка по п.9, где, необязательно, установлено в производственной линии ниже по потоку относительно нитрующего блока по меньшей мере одно разделительное устройство для отделения остаточной смеси азотной и серной кислот от неочищенных нитрованных продуктов.
11. 11. Производственная установка по п.9, где, необязательно, установлен в производственной линии

    - 16 024988 ниже по потоку относительно промывного устройства резервуар с перемешиванием для увеличения контакта и/или продолжительности пребывания между нитрованными продуктами и промывной средой.
12. 12. Производственная установка по п.9, где диспергирующее устройство представляет собой струйный смеситель или центробежный насос.
13. 13. Производственная установка по п.9 или 10, где диспергирующее устройство установлено выше по потоку относительно реактора, причем данное диспергирующее устройство переходит в трубчатый реактор или представляет собой составную часть трубчатого реактора.
14. 14. Производственная установка по любому из предшествующих пунктов, где трубчатый реактор оборудован смесительными элементами для подведения дополнительной энергии для перемешивания, причем смесительные элементы сконструированы как пластины, отражающие перегородки или отклоняющие пластины, как перфорированные пластины, как статические смесители или как делители потока.