HU231038B1 - Eljárás nitráló eljárásból kapott nitrált aromás vegyületek tisztítására - Google Patents

Eljárás nitráló eljárásból kapott nitrált aromás vegyületek tisztítására Download PDF

Info

Publication number
HU231038B1
HU231038B1 HU1800032A HUP1800032A HU231038B1 HU 231038 B1 HU231038 B1 HU 231038B1 HU 1800032 A HU1800032 A HU 1800032A HU P1800032 A HUP1800032 A HU P1800032A HU 231038 B1 HU231038 B1 HU 231038B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
stream
ammonia
nitrohydroxyaromatic
nitroaromatic product
washing
Prior art date
Application number
HU1800032A
Other languages
English (en)
Inventor
Steven D Buchi
Alfred A Guenkel
Original Assignee
Noram International Ltd Regus Pembroke House
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Noram International Ltd Regus Pembroke House filed Critical Noram International Ltd Regus Pembroke House
Publication of HUP1800032A2 publication Critical patent/HUP1800032A2/hu
Publication of HU231038B1 publication Critical patent/HU231038B1/hu

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C201/00Preparation of esters of nitric or nitrous acid or of compounds containing nitro or nitroso groups bound to a carbon skeleton
    • C07C201/06Preparation of nitro compounds
    • C07C201/16Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01CAMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
    • C01C1/00Ammonia; Compounds thereof
    • C01C1/02Preparation, purification or separation of ammonia
    • C01C1/10Separation of ammonia from ammonia liquors, e.g. gas liquors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/20Treatment of water, waste water, or sewage by degassing, i.e. liberation of dissolved gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/58Treatment of water, waste water, or sewage by removing specified dissolved compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/72Treatment of water, waste water, or sewage by oxidation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C205/00Compounds containing nitro groups bound to a carbon skeleton
    • C07C205/06Compounds containing nitro groups bound to a carbon skeleton having nitro groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C205/00Compounds containing nitro groups bound to a carbon skeleton
    • C07C205/13Compounds containing nitro groups bound to a carbon skeleton the carbon skeleton being further substituted by hydroxy groups
    • C07C205/17Compounds containing nitro groups bound to a carbon skeleton the carbon skeleton being further substituted by hydroxy groups having nitro groups bound to acyclic carbon atoms and hydroxy groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • C02F2101/34Organic compounds containing oxygen
    • C02F2101/345Phenols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00Nature of the contaminant
    • C02F2101/30Organic compounds
    • C02F2101/38Organic compounds containing nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2103/00Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
    • C02F2103/34Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32
    • C02F2103/36Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from industrial activities not provided for in groups C02F2103/12 - C02F2103/32 from the manufacture of organic compounds
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

ELJÁRÁS NITRÁLÓ ELJÁRÁSBÓL KAPOTT NITRÁLT AROMÁS VEGYÜLETEK TISZTÍTÁSÁRA
A találmány területe
A találmány nitrált aromás termékek tisztítására vonatkozik nitrofenolok és más oxidációs melléktermékek eltávolításával.
A találmány háttere
Nitrált aromás termékek előállítására irányuló nitráló eljárásokban nitrofenolos vegyületek és más oxidatív lebomlási vegyületek képződnek melléktermékekként. Például benzol nitrálásakor nitrofenolok, toluol nitrálásakor nitrokrezolok és xilol nitrálásakor nitroxilenolok képződnek. A nyers nitrált aromás terméket tisztítani kell, hogy eltávolítsuk ezeket a melléktermékeket, mielőtt alkalmassá válnak nyersanyagként való felhasználásra downstream hidrogénezési eljárásokban, amelyeknél ezekről a szennyezésekről azt gondolják, hogy károsan hatnak a katalizátor teljesítményére.
A nitrált aromás termékek tisztítását általában a gyakorlatban iparilag úgy valósítják meg, hogy a nyers nitrált szerves anyagot lúgos vízárammal érintkeztetik több-szakaszos ellenáramú mosórendszerben. A nitrofenolokat és más oxidációs vegyületeket, amelyek szerves savak, semlegesítik azok megfelelő szerves só formájává, és a lúgos vizes fázisba extrahálják olyan effluens áram előállítására, amely dús nitrofenolokban és más oxidációs vegyületekben. Ez az eljárás jól ismert, és le van írva szabadalmi iratokban: US 6,288,289 (Boyd és mtsai); US 4,604,214 (Carr és mtsai); US 6,506,948 (Sawicki); US 2007/0088183 (Hermann és mtsai); és WO 2012/156095 (Polmann és mtsai).
A generált effluens áramot általában tömény (vagy erős) effluensként vagy vörös vízként ismerik annak magas nitrofenolos koncentrációja és erős jellemző színe miatt. Ennek az effluens áramnak a kezelése különösen nagy kihívás, mivel bizonyos nitrofenolok nagymértékben biotoxikusak, úgyhogy biológiai szennyvízkezelő üzemek csak nagyon alacsony koncentrációkat tolerálhatnak. Ezért ez az effluens áram általában előkezelést igényel toxicitásának csökkentérésre, mielőtt biológiai kezelő berendezésbe bocsátható.
ΗΙΙΙΜΙIHII
SZTNH-100088440 i
Több effluens kezelő technológiát alkalmaznak jelenleg ezen tömény effluens áram kezelésére. Ezek többek között: a höbontás (US 4,230,567), nedves oxidáció (US 5,250,193, US 8,801,932), oldószeres extrakció (US 4,597,567 és US 4,925,565), ozonizáció (US 4,604,214) és égetés/termikus oxidáció (US 6,288,289). Az optimális kezelési technológia számos tényezőtől függ, többek között a helyi körülményektől, a gazdaságosságtól és az operátor preferenciájától. Emellett a kiválasztott kezelési technológia függ a bázis típusától is, amelyet a nitrált terméket tisztító rendszerben alkalmaznak a lúgosság biztosítására.
A legtöbb ipari üzemben kausztikus szódát (nátrium-hidroxidot) használnak mosóbázisként a szükséges lúgosság biztosítására a nitrált termék tisztító eljárásához; azonban az ipari nitráló eljárások kis töredékében vizes ammóniát használnak. Annak, hogy a kausztikus szódát részesítik előnyben, az az oka, hogy ez erősebb bázis, mint az ammónia, és így kiváló mosó hatékonyságot eredményez, és jobb termékminőséghez vezet alacsonyabb nitrofenolos és oxidációs vegyület-tartalommal a végső mosott nitrált aromás termékben. Az ammónia, lévén gyengébb bázis, nem képes hatékonyan semlegesíteni és ezáltal extrahálni a gyengébb szerves sav melléktermékek némelyikét (azaz azokat, amelynek magasabb a pKa értéke). Emellett a kausztikus nem-illékony, míg az ammónia szignifikáns gőznyomást hoz létre, és kicsaphat olyan nem-stabil ammónium-nitrit sókat, amelyek az ammónia és a nitráló üzem szellőzőcsatornájában jelen levő NOx reakciója révén képződnek.
Azonban ammónia lehet az előnyben részesített mosóbázis, ha az égetést/termikus oxidációt választják a tömény effluens kezelési lehetőségeként. A szerves sókból általában hamu képződik az égetőben, amely megtámadhatja a tűzálló bélést, és szükségessé teheti salakgyüjtö rendszer beállítását; míg az ammónia nitrogénné redukálódik egy termikus oxidáló berendezésben, így nincs hamu üledék, amivel foglalkozni kell.
Egy égető működtetési költsége meglehetősen nagy lehet az elpárologtatandó víz nagy mennyisége miatt. Bizonyos körülmények között azonban az égetés vonzó lehetőség lehet, mivel megvan az az előnye, hogy nem tesz szükségessé további kezelést, így például biológiai kezelést, és csökkentheti a projekt teljes tőkebefektetési költségét. Elérhet egy versenyképes működtetési költséget is, ahol alacsony az energia-költség, vagy más esetben, ahol az effluens áram használható pl. égetési eljárásban már alkalmazott víz kiegészítésére.
Összefoglalva, a kausztikus szóda mosóbázisként való választása javított termékminőséget eredményez, de szükségessé tesz további kezelési eljárásokat a generált tömény effluens kezelésére.
Más esetben, az ammónia választása lehetővé teszi az égetést/termikus oxidációt, amely eliminálhatja további kezelési eljárások szükségességét, de csökkent termékminőséget eredményez, ami negatívan hathat a downstream eljárásokra.
A találmány összefoglalása
A jelen találmány magában foglalja mind az ammóniát, mind a kausztikus szódát (vagy más megfelelő erős bázist) mosóbázisként a nitrált aromás termék tisztításához; míg a technika állása vagy ammónia vagy kausztikus szóda alkalmazására tanít azon kiválasztott módtól függően, amely szerint a tömény effluens kezelendő. A nyers nitrált aromás terméket, például a nitrobenzolt, nitrotoluolt vagy nitroxlilolt először vizes ammónia-oldattal mossuk, amellyel a nitrofenolok és más oxidációs melléktermékek egy része extrahálódik, így tömény effluens áram képződik, amely alkalmas égetéssel/termikus oxidációval való kezelésre. Ezt követően az ammóniával mosott nitrált aromás terméket kausztikus szóda-oldattal mossuk a megmaradt melléktermékek extrahálására és a mosott nitrált aromás vegyület magas termékminőségének elérésére. A kausztikus effluenst, amely a kausztikus mosólépésben képződik, meglepően jó minőségűnek találtuk az alacsony szintű bio-toxicitása miatt, úgyhogy közvetlenül betáplálható egy biológiai kezelési rendszerbe anélkül, hogy további kezelési technológiákra lenne szükség.
További operációs egységet is belefoglalhatunk a találmány szerinti eljárásba az összes vegyszer-fogyasztás csökkentésére és a műveleti költségek javítására, ilyen például az effluens sztrippelése/desztillációja vagy az effluens koncentrálása. Az effluenst sztrippelhetjük ammónia és szerves termék visszanyerésére, amelyet azután visszavezetünk a mosó lépéshez. Az ammóniás tömény effluens áramot koncentrálhatjuk bepárlással a downstream effluens kezelési eljárásra háruló víz-terhelés csökkentésére.
Az egyik megvalósítási mód szerint a találmány eljárást bocsát rendelkezésre nitráló eljárásban előállított, nitro-hidroxi-aromás melléktermékeket tartalmazó nitroaromás termék tisztítására, amely eljárás tartalmazza a következő lépéseket: (a) mossuk a nitro-hidroxi-aromás melléktermékeket tartalmazó nitrált aromás terméket ammóniát tartalmazó lúgos vizes oldattal a nitro-hidroxi-aromás melléktermékek egy részének azok megfelelő nitro-hidroxi-aromás-ammóniumsójává való átalakítására; (b) elválasztunk az (a) lépésben képződött nitro-hidroxiaromás-ammónium-sókat tartalmazó vizes mosóáramot ammóniával-mosott nitroaromás terméket tartalmazó szerves áramtól; (c) mossuk az ammóniával mosott nitroaromás terméket ammóniánál erősebb bázist tartalmazó vizes oldattal az (a) és (b) lépésben el nem távolított nitro-hidroxi-aromás melléktermékek átalakítására azok megfelelő nitro-hidroxi-aromás sóivá; és (d) elválasztunk a (c) lépésben előállított nitro-hidroxi-aromás sókat tartalmazó vizes mosóáramot mosott nitroaromás terméket tartalmazó szerves áramtól.
Bizonyos megvalósítási módok szerint az ammóniánál erősebb bázis tartalmaz alkálifém-hidroxidot, így például kausztikus szódát vagy káliumhidroxidot, vagy alkáliföldfém-hidroxidot, így például kalcium-hidroxidot.
A találmány további aspektusait és speciális megvalósítási módok jellemzőit a következőkben írjuk le.
A rajzok rövid leírása
Az 1. ábra sematikus blokk diagram, amely a találmány egyik megvalósítási módját szemlélteti nitrált aromás termékek tisztítására.
A 2. ábra sematikus blokk diagram, amely a találmány egy második megvalósítási módját szemlélteti, amely magában foglalja az ammóniás effluens és a kausztikus effluens sztrippelését.
A találmány részletes leírása
A találmány olyan megvalósítási módjait írjuk le a következőkben, amelyekben a választott erős bázis kausztikus szóda. Természetes azonban, hogy a kausztikus szóda csak egy példa az alkalmazható erős bázisra. Más bázisok, amelyek az ammóniánál erősebbek, szintén használhatók a találmányban, ezek példái más alkálifém-hidroxidok, többek között káliumhidroxid, és alkáliföldfém-hidroxidok, többek között kalcium-hidroxid.
Az 1. ábrára hivatkozva, 100 nitrált aromáshoz való tisztító rendszernek van 102 ammóniás mosószakasza, amelyet 104 kausztikus mosószakasz követ. Az ammóniás mosószakasz és a kausztikus mosószakasz mindegyikének van egy vagy több ellenáramú mosója. Szemléltetés céljára az 1. ábrán két, 102A és 102B ellenáramú ammóniás mosó, és két, 104A és 104B ellenáramú kausztikus mosó látható; és természetesen akárhány mosó alkalmazható, amely egy adott alkalmazásra megfelel. A 102, 104 mosószakaszok alkalmazhatnak kevert tankot, mosó oszlopot vagy statikus keveröt, amelyet szeparátor követ. A tisztító rendszernek van az ammóniás mosókba táplálandó 3 vizes ammónia árama, és a kausztikus mosókba táplálandó 7 vizes kausztikus szóda árama. Használható friss víz vagy eljárási víz a 102, 104 mosószakaszok mindegyikében. A tisztítórendszer magában foglal a 102A első ammóniás mosóba táplálandó 2 recirkuláló vizes ammóniás mosóáramot, és a 104A első kausztikus mosóba táplálandó 6 vizes kausztikus mosóáramot.
A tisztító eljárásban nitráló eljárásból származó 1 nyers nitrált aromás terméket, így például mononitrobenzolt, először a 2 vizes ammóniás mosóárammal hozzuk érintkezésbe a 102 ammóniás mosószakaszban. Itt az ásványi savakat és az erősebb (azaz alacsonyabb pKa értékű) szerves savakat átalakítjuk azok megfelelő ammóniumsó formájává, és extrahájuk a nitrált aromás termékből a vizes mosó fázisba (2 áram). A 3 ammónia biztosítja a szükséges lúgosságot ehhez az átalakításhoz. A 2 vizes ammóniás mosóáram egy része, amely már tartalmaz szennyezéseket szerves sók formájában, lesz a 4 tömény effluens áram, és ezt közvetlenül továbbítjuk 106 égetőhöz/termikus oxidálóhoz vagy egy alternatív kezelési eljáráshoz.
Az 5 ammóniával mosott nitrált aromás termékáram, amely még tartalmazza a gyengébb nitrofenolos szerves savak egy részét, elhagyja az ammóniás mosószakaszt, és érintkezésbe lép a 6 vizes kausztikus mosóárammal a 104 kausztikus mosószakaszban. Itt a kausztikus szódával átalakítjuk a megmaradt nitrofenolos szerves savakat azok megfelelő nátrium-szerves só formáivá, és extraháljuk a nitrált szerves termékből a vizes kausztikus mosófázisba (6 áram). A 6 vizes kausztikus mosóáram egy része, amely már tartalmazza a szerves só szennyezések megmaradt részét, lesz a 8 kausztikus effluens áram. Ezt a 8 áramot küldhetjük 108 effluens sztrippelö oszlophoz, ahol oldott nitrált aromás anyagokat nyerünk ki közvetlen vagy közvetett gőzsztrippeléssel. Mivel ez a nitrofenolos vegyületeknek csak kis részét tartalmazza, és az eljárásban kapott vizes áramokkal való egyesítés után a biotoxicitási korlátok alatt van, a 8 kausztikus effluens áramot ezután közvetlenül vezethetjük biológiai kezeléshez további kezelés szükségessége nélkül.
A 9 végső mosott nitrált aromás áram lényegében mentes minden ásványi savtól, valamint nitrofenolos vegyülettől és más savas oxidatív vegyülettöl. Ezt az áramot ezután küldhetjük sztrippelő vagy desztilláló eljáráshoz további tisztítás céljából. Ezt vízzel tovább is moshatjuk a sztrippelést vagy desztillációt megelőzően a végső mosott nitrált aromás termék sótartalmának csökkentésére.
A következőkben a 2. ábrára utalva, amely egy második, 200 tisztító rendszert szemléltet, a tisztítást lényegében ugyanazon módon érjük el, amint azt az előzőekben leírtuk, és az magában foglal néhány további lépést. A megfelelő lépéseket és részeket ugyanazon referencia számokkal jelöljük, amelyeket az 1. ábrán használtunk. A 200 tisztító rendszer magában foglalja a 4 ammónia effluens és a 8 kausztikus effluens sztrippelését, és 210 semleges vizes mosószakasz hozzáadását a 104 kausztikus mosószakaszhoz képest downstream.
A 200 tisztító rendszerben az ammóniás mosásból származó 4 tömény effluens áramot először 212 tömény effluens sztripperhez vezetjük az oldott nitrált aromás vegyületek és a mosóbázis feleslegének visszanyerésére még azelőtt, mielőtt a 10 sztrippelt effluenst a 106 égetöhöz/termikus oxidálóhoz vagy egy alternatív kezelési eljáráshoz vezetnénk. A tömény effluensnek ezt a sztrippelését közvetlen vagy közvetett gőz-sztrippeléssel oldjuk meg. A 212 sztripperből jövő 11 fejpárlat áramot, amely tartalmazza a visszanyert nitrált aromás vegyületeket, valamint az ammónia feleslegét, visszavezetjük a 102 ammóniás mosószakaszba. Meglepő módon tömény effluens sztripper esetében azt találtuk, hogy sztöchiometriai alatti ammónia-fogyasztás volt szükséges a nitrofenolok és más savas oxidatív vegyületek semlegesítéséhez és extrahálásához. Anélkül, hogy kizárnánk más lehetséges magyarázatokat, úgy gondoljuk, hogy ez az eredmény amiatt lehetséges, hogy az ammónia sztrippelésekor egyensúly-eltolódás lép fel, aminek következtében a szerves sók egy része visszaalakul savas formájává, miközben még oldva marad a tömény effluensben. A mosóbázis ezen sztöchiometriai alatti fogyasztásának előnye, hogy csökkenti a nettó vegyszerfogyasztást.
Adott esetben a 4 tömény effluens áramot 214 koncentráló egységbe küldjük vagy alternatívaként, vagy 212 sztripperrel kombinációban. A koncentráló egység használhat pl. nehezen átalakítható energiát a víz kiforralásához, ezáltal csökkentve annak a víznek a mennyiségét, amelyet el kell párologtatni az
I égetöben/termikus oxidálóban. A kiforralt víz kondenzálható és visszavezethető a 11 kondenzátum-árammal való mosáshoz.
Felismertük, hogy a 212 tömény effluens sztripper vagy 214 koncentrátor szükségessé teszi kondenzátum 12 elvezetési áram megvalósítását. Váratlan módon azt találtuk, hogy a szén-dioxid és más komponensek, amelyek a nitráló eljárás részeként képződtek, elnyelődnek a 102 ammóniás mosószakaszban. A szén-dioxid esetében azt gondoljuk, hogy a mechanizmus a következő: a széndioxid a 102 ammóniás mosószakaszba való belépéskor ammónium-karbonáttá ((NH4)2CO3) alakul, amelyet azután a 212 tömény effluens sztripperhez küldünk, ahol a karbonát visszabomlik ammóniára és szén-dioxidra, és visszavezetjük a 102 ammóniás mosószakaszhoz, ezáltal feltöltve. Ez működtetési problémákat okoz, mivel a karbonát (mennyisége) meghaladja az oldhatóságát és el kezd kicsapódni, és eltömíti a berendezést és a vezetékeket. A mi megoldásunk az volt, hogy a kondenzátum egy részét (12 elvezetési áram), amely a szén-dioxid legmagasabb koncentrációját tartalmazza, elvezetjük a 104 kausztikus mosórendszerhez. Ily módon a szén-dioxidot elnyeletjük, és nátrium-karbonáttá (Na2CO3) alakítjuk, amely egy nem-illékony és stabil forma, amelyet végül lecsapolunk a rendszerből a 8 kausztikus effluens áramon keresztül.
Ezt a 8 kausztikus effluens áramot elküldjük 216 ammónia sztripperhez, ahol oldott nitrált aromás vegyületeket és ammóniát, amelyek beléptek a kausztikus mosószakaszba vízzel az 5 ammóniával mosott szerves áramban vagy ammóniával a 12 elvezetési áramban, nyerünk ki vagy közvetlen vagy közvetett göz-sztrippeléssel. A 13 fejpárlat áramot a 216 ammónia sztripperböl, amely tartalmazza a visszanyert nitrált aromás vegyületeket és az ammóniát, visszavezetjük a 102 ammóniás mosószakaszba. A szén-dioxid karbonát formájában a 14 sztrippelt kausztikus effluensben marad, amely most már elszállítható biológiai kezelésre. Az, hogy a 216 ammónia sztripperre szükség vane vagy nincs, a visszanyert vegyszerek gazdaságosságától és/vagy a biológiai kezelő üzem által elfogadható maximális ammónia-nitrogén határoktól függ.
A találmány szerinti tisztító eljárás használható számos nitroaromás termék, pl. nitrobenzolok, nitrotoluolok és nitroxilolok tisztítására a nitrofenolokat, nitrokrezolokat, illetve nitroxilenolokat tartalmazó melléktermékek eltávolítása révén.
1. Példa
A találmány szerinti mosási eljárást laboratóriumi méretben végeztük. A kísérletben alkalmazott nyers mononitrobenzol (MNB) összetétele (ekvivalens az 1 árammal a fenti leírásban) analízise szerint:
mononitrofenolok: 362 ppm tömeg szerint dinitrofenolok: 1122 ppm tömeg szerint pikrinsav: 97 ppm tömeg szerint
A megmaradó rész MNB volt valamennyi felesleges benzollal a nitráló reakcióból, oldott vízzel és más kisebb szennyezéssel.
Egy ammóniás mosószakaszt követően az ammóniával mosott MNB (ekvivalens az 5 árammal) analízise a következő összetételt eredményezte:
mononitrofenolok: 213 ppm tömeg szerint dinitrofenolok: <5 ppm tömeg szerint pikrinsav: 13 ppm tömeg szerint
A megmaradó rész MNB volt valamennyi felesleges benzollal a nitráló reakcióból, oldott vízzel és más kisebb szennyezéssel.
Ezek az eredmények azt mutatják, hogy az ammóniás mosószakasz képes volt eltávolítani lényegében az összes dinitrofenolt, amelyek a nitrobenzolban a szennyezések nagyobb részét teszik ki; azonban a mononitrofenolok szignifikáns része visszamaradt, mivel a többi formánál aránylag magasabb pKa értékkel rendelkeznek. Valamennyi pikrinsav is maradt az ammóniával mosott MNB-ben; ez meglepő volt, mivel úgy gondoltuk, hogy könnyebben eltávolítható lesz alacsony pKa értéke miatt.
Az ammóniával mosott MNB ezt követő kausztikus mosása után az analízis azt mutatta, hogy a nitrofenolok megmaradó részét eltávolítottuk a kausztikus (szódával) mosott MNB-ből (ekvivalens a 9 árammal).
Ezt a kausztikus szódával mosott MNB áramot elküldhetjük sztrippelésre vagy desztillálásra a benzol, DNB és más nem-savas szennyezések eltávolítására.
2. Példa
A következő áram-táblázat olyan ipari mononitrobenzol tisztító eljárás működési adatait mutatja be, amelyet a 2. ábra szerinti megvalósítási módnak megfelelően modelleztünk. Az 1. Táblázatban az áram-számok megfelelnek a 2. ábra szerinti áram-számoknak.
1. Táblázat
Áram-szám 1 2 3 4 5 6 7
Teljes átfolyás Kg/h 35962,5 54000,0 78,0 5193,0 36072,7 54000,0 45,3
Hőmérséklet °C 55 68 17 65 61 60 54
Nitrobenzol 1 33550,7 166,1 0,0 16,0 33556,9 412,4 0,0
Benzol 2 1921,6 0,0 0,0 0,0 1950,1 14,4 0,0
Nitrofenolok 3 63,3 0,0 0,0 0,0 5,0 0,0 0,0
Más szerves szennyezések 4 167,7 0,0 0,0 0,0 169,1 1,2 0,0
Kénsav 5 1.4 2,2 0,0 0,2 0,0 0,0 0,0
Víz 6 249,1 52604,8 71,7 5058,9 382,8 51929,6 38,5
Ammónia 7 0,0 499,8 6,2 48,1 1,9 1240,3 0,0
Ammóniumnitrofenolátok 8 0,0 660,8 0,0 63,6 0,1 2,2 0,0
Ammóniumszulfát 9 0,0 20,9 0,0 2,0 0,0 0,1 0,0
Ammóniumkarbonát 10 0,0 45,4 0,0 4,4 0,0 0,0 0,0
Nátriumhidroxid 11 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 134,2 6,8
Nátriumnitrofe no látok 12 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 145,0 0,0
Nátriumkarbonát 13 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 120,6 0,0
Oldott gázok (CO2/NOx) 14 8,7 0,0 0,0 0,0 6,8 0,0 0,0
Áram-szám 8 9 10 11 12 13 14
Teljes átfolyás kg/h 2156,4 39552,8 5439,7 687,4 687,4 370,3 2237,8
Hőmérséklet °C 60 61 50 45 45 45 35
Nitrobenzol 1 16,5 37026,3 0,1 15,9 15,9 16,4 0,0
Benzol 2 0,6 2020,0 0,0 0,0 0,0 0,6 0,0
Nitrofenolok 3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
Más szerves szennyezések 4 0,0 170,8 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
Kénsav 5 0,0 0,0 0,2 0,0 0,0 0,0 0,0
Víz 6 2073,7 328,9 5373,6 619,3 619,3 303,9 2221,6
Ammónia 7 49,5 0,2 0,3 47,8 47,8 49,4 0,1
Ammóniumnitrofenolátok 8 0,1 0,0 63,6 0,0 0,0 0,0 0,1
Ammóniumszulfát 9 0,0 0,0 2,0 0,0 0,0 0,0 0,0
Ammóniumkarbonát 10 0,0 0,0 0,0 4,4 4,4 0,0 0,0
Nátriumhidroxid 11 5,4 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 5,4
Nátriumnitrofenolátok 12 5,8 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 5,8
Nátriumkarbonát 13 4,8 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 4,8
Oldott gázok (CO2/NOx) 14 0,0 6,7 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
Ebben a példában a 10 tömény effluens áramot széngázosítási eljáráshoz küldtük, ahol ezt az effluens áramot használtuk annak a víznek a kiegyenlítésére, amelyet a gázosításra küldött zagy előállítására használtunk. Ez lehetővé tette, hogy a tömény effluens áramot termikusán oxidáljuk lényegében zéró energia költséggel, mivel a vízre már szükség volt a zagy előállításához.
A 14 kausztikus effluens áramot hígítottuk az eljárásban generált nitráló reakció vizével megközelítőleg 10:1 arányban, mielőtt elküldtük üzemhatáron kívülre és közvetlenül biológiai kezelésre.
Az előző leírásban és a rajzokban speciális részleteket mutattunk be annak érdekében, hogy a szakemberek számára alaposabb megértést biztosítsunk. Lehet azonban, hogy jól ismert elemeket nem mutattunk be vagy írtunk le részletesen az ismertetés szükségtelen bonyolításának elkerülésére. Lehet például, hogy különböző vezetékeket és szivattyúkat, amelyek biztosítják a reaktánsok és termékek áramának szállító eszközét, és néhány egyedi műveletet, amelyet általánosan használnak nitrálást követő tisztító eljárásokban, nem mutattunk be. Ennek megfelelően a leírást és a rajzokat szemléltető, és nem korlátozó értelemben kell tekinteni.
Amint azt a szakemberek felismerik, az előzőekben adott ismertetés fényében számos változtatás és módosítás lehetséges a jelen találmány gyakorlatban való megvalósításában annak körétől való eltérés nélkül. Ennek megfelelően a találmány körét a következő igénypontokkal összhangban kell értelmezni.

Claims (28)

1. Eljárás nitráló eljárásban előállított, nitro-hidroxi-aromás melléktermékeket tartalmazó nitroaromás termék tisztítására, amely tartalmazza a következő lépéseket:
(a) a nitrált aromás termék (1), amely tartalmaz nitro-hidroxi-aromás melléktermékeket, mosását (102) lúgos vizes oldattal (2), amely tartalmaz ammóniát (3), hogy átalakítsuk a nitro-hidroxi-aromás melléktermékek egy részét azok megfelelő nitro-hidroxi-aromás ammóniumsójává;
(b) vizes mosóáram (4), amely tartalmaz az (a) lépésben képződött nitrohidroxi-aromás ammóniumsókat, elválasztását szerves áramtól (5), amely tartalmaz ammóniával mosott nitroaromás terméket;
(c) az ammóniával mosott nitroaromás termék (5) mosását (104) vizes alkálifém-hidroxid-oldattal (6), hogy az (a) és (b) lépésben el nem távolított nitrohidroxi-aromás melléktermékeket átalakítsuk azok megfelelő nitro-hidroxi-aromás alkálifémsójává; és (d) vizes mosóáram (8), amely tartalmaz a (c) lépésben előállított nitrohidroxi-aromás alkálifémsókat, elválasztását szerves áramtól (9), amely tartalmaz alkálifém-hidroxiddal mosott nitroaromás terméket.
2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, amely tartalmazza továbbá a (b) lépés szerinti vizes mosóáram (4) sztrippelésének (212) vagy koncentrálásának (214) lépését kondenzátum-áram (11), amely tartalmaz nitroaromás terméket és ammóniát, és sztrippelt effluens áram (10) előállítására.
3. A 2. igénypont szerinti eljárás, amely tartalmazza továbbá a kondenzátumáram (11) visszavezetésének lépését az (a) lépés szerinti ammóniás mosáshoz.
4. A 2. vagy 3. igénypont szerinti eljárás, amely tartalmazza továbbá a sztrippelt effluens áram (10) égetéssel vagy termikus oxidációval (106) való kezelésének lépését.
5. A 3. igénypont szerinti eljárás, amely tartalmazza továbbá a kondenzátumáram (11) egy részének (12) elvezetését a (c) lépés szerinti kausztikus mosáshoz.
6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, amely tartalmazza továbbá (d) lépés szerinti vizes mosóáram (8) legalább egy része sztrippelésének lépését (216) kondenzátum-áram (13), amely tartalmaz visszanyert nitroaromás terméket és ammóniát, és sztrippelt kausztikus effluens áram (14) előállítására.
7. A 6. igénypont szerinti eljárás, amely tartalmazza továbbá a kondenzátumáram (13), amely tartalmaz visszanyert nitroaromás terméket és ammóniát, szállításának lépését az (a) lépés szerinti ammóniás mosásához.
8. A 6. vagy 7. igénypont szerinti eljárás, amely tartalmazza továbbá a sztrippelt kausztikus effluens áram (14) biológiai kezelésének lépését.
9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, ahol a nitroaromás termék tartalmaz mononitrobenzolt, és a nitro-hidroxi-aromás melléktermékek tartalmaznak nitrofenolokat.
10. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, ahol a nitroaromás termék tartalmaz nitrotoluolokat, és a nitro-hidroxi-aromás melléktermékek tartalmaznak nitrokrezolokat.
11. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, ahol a nitroaromás termék tartalmaz nitroxilolokat, és a nitro-hidroxi-aromás melléktermékek tartalmaznak nitroxilenolokat.
12. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, amely tartalmazza továbbá a vizes mosóáram (4), amely tartalmaz nitrofenolos ammóniumsókat, égetéssel vagy termikus oxidációval (106) való kezelésének lépését.
13. Az 1-12. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, ahol az alkálifém-hidroxid nátrium-hidroxid.
14. A 12. igénypont szerinti eljárás, ahol az alkálifém-hidroxid kálium-hidroxid.
15. Eljárás nitráló eljárásban előállított, nitro-hidroxi-aromás melléktermékeket tartalmazó nitroaromás termék tisztítására, amely tartalmazza a következő lépéseket:
(a) a nitrált aromás termék (1), amely tartalmaz nitro-hidroxi-aromás melléktermékeket, mosását (102) lúgos vizes oldattal (2), amely tartalmaz ammóniát (3), hogy átalakítsuk a nitro-hidroxi-aromás melléktermékek egy részét azok megfelelő nitro-hidroxi-aromás ammóniumsójává;
(b) vizes mosóáram (4), amely tartalmaz az (a) lépésben képződött nitrohidroxi-aromás ammóniumsókat, elválasztását szerves áramtól (5), amely tartalmaz ammóniával mosott nitroaromás terméket;
(c) az ammóniával mosott nitroaromás termék (5) mosását (104) vizes oldattal (6), amely tartalmaz az ammóniánál erősebb bázist, hogy az (a) és (b) lépésben el nem távolított nitro-hidroxi-aromás melléktermékeket átalakítsuk azok megfelelő nitro-hidroxi-aromás sójává; és (d) vizes mosóáram (8), amely tartalmaz a (c) lépésben előállított nitrohidroxi-aromás sókat, elválasztását szerves áramtól (9), amely tartalmaz mosott nitroaromás terméket.
16. A 15. igénypont szerinti eljárás, ahol az ammóniánál erősebb bázis tartalmaz alkáliföldfém-hidroxidot.
17. A 16. igénypont szerinti eljárás, ahol az alkáliföldfém-hidroxid tartalmaz kalcium-hidroxidot.
18. A 15-17. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, amely tartalmazza továbbá (b) lépés szerinti vizes mosóáram (4) sztrippelésének (212) vagy koncentrálásának (214) lépését kondenzátum-áram (11), amely tartalmaz nitroaromás terméket és ammóniát, és sztrippelt effluens áram (10) előállítására.
19. A 18. igénypont szerinti eljárás, amely tartalmazza továbbá a kondenzátumáram (11) (a) lépés szerinti ammóniás mosáshoz való visszavezetésének lépését.
20. A 18. vagy 19. igénypont szerinti eljárás, amely tartalmazza továbbá a sztrippelt effluens áram (10) égetéssel vagy termikus oxidációval való (106) kezelésének lépését.
21. A 20. igénypont szerinti eljárás, amely tartalmazza továbbá a kondenzátumáram (11) egy részének (12) élvezését a (c) lépés szerinti kausztikus mosáshoz.
22. A 15-21. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, amely tartalmazza továbbá a (d) lépés szerinti vizes mosóáram (8) legalább egy része sztrippelésének (216) lépését kondenzátum-áram (13), amely tartalmaz visszanyert nitroaromás terméket és ammóniát, és sztrippelt kausztikus effluens áram (14) előállítására.
23. A 22. igénypont szerinti eljárás, amely tartalmazza továbbá a kondenzátumáram (13), amely tartalmaz kinyert nitroaromás terméket és ammóniát, (a) lépés szerinti ammóniás mosáshoz való továbbításának lépését.
24. A 22. vagy 23. igénypont szerinti eljárás, amely tartalmazza továbbá a sztrippelt kausztikus effluens áram (14) biológiai kezelésének lépését.
25. A 15-24. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, ahol a nitroaromás termék tartalmaz mononitrobenzolt, és a nitro-hidroxi-aromás melléktermékek tartalmaznak nitrofenolokat.
·**· *..· ·.*· * »”· *”i
26. A 15-24. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, ahol a nitroaromás termék tartalmaz nitrotoluolokat, és a nitro-hidroxi-aromás melléktermékek tartalmaznak nitrokrezolokat.
27. A 15-24. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, ahol a nitroaromás termék tartalmaz nitroxilolokat, és a nitro-hidroxi-aromás melléktermékek tartalmaznak nitroxilenolokat.
28. A 15-24. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, amely tartalmazza továbbá a vizes mosóáram (4), amely tartalmaz nitrofenolos ammóniumsókat, égetéssel vagy termikus oxidációval (106) való kezelésének lépését.
HU1800032A 2015-06-12 2015-06-12 Eljárás nitráló eljárásból kapott nitrált aromás vegyületek tisztítására HU231038B1 (hu)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/IB2015/054482 WO2016198921A1 (en) 2015-06-12 2015-06-12 Method of purifying nitrated aromatic compounds from a nitration process

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HUP1800032A2 HUP1800032A2 (en) 2018-03-28
HU231038B1 true HU231038B1 (hu) 2019-12-30

Family

ID=53490022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU1800032A HU231038B1 (hu) 2015-06-12 2015-06-12 Eljárás nitráló eljárásból kapott nitrált aromás vegyületek tisztítására

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10155719B2 (hu)
KR (1) KR102359870B1 (hu)
CN (1) CN107750244B (hu)
CZ (1) CZ308420B6 (hu)
HU (1) HU231038B1 (hu)
WO (1) WO2016198921A1 (hu)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2024509780A (ja) 2021-02-23 2024-03-05 インダストリー-アカデミック コーオペレイション ファウンデーション キョンサン ナショナル ユニバーシティ チロシンが末端に位置するペプチドを有効成分として含有するタンパク質のニトロ化によって発生する疾患の予防、改善または治療用組成物
CN115594357B (zh) * 2022-11-08 2024-04-19 煤炭科学技术研究院有限公司 一种酰化废水分级处理方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2818680A1 (de) 1978-04-27 1979-10-31 Bayer Ag Verfahren zur aufarbeitung von nitro-hydroxy-aromaten enthaltenden abwaessern
US4597567A (en) 1984-10-26 1986-07-01 Barry Wright Corporation Adjustable torsion spring
US4604214A (en) 1985-08-16 1986-08-05 Air Products And Chemicals, Inc. Removal of nitrocresols from dinitrotoluene waste streams using fentons reagent
US4925565A (en) 1988-09-12 1990-05-15 First Chemical Corporation Process for extracting and disposing of nitrophenolic by-products
US5250193A (en) 1992-07-28 1993-10-05 Air Products And Chemicals, Inc. Wet oxidation of aqueous streams
ID24977A (id) 1997-11-03 2000-08-31 Bayer Ag Proses untuk membuat senyawa nitro aromatik
US6288289B1 (en) 2000-01-27 2001-09-11 Noram Engineering And Constructors Ltd. Integrated effluent treatment process for nitroaromatic manufacture
US6506948B1 (en) 2002-02-07 2003-01-14 Air Products And Chemicals, Inc. Toluene extraction of dinitrotoluene wash water
HU226079B1 (en) 2004-12-17 2008-04-28 Borsodchem Zrt Method for decreasing the organic compound content of alkaline wash water occuring during the production of dinitrotoluene
DE102005050106B4 (de) 2005-10-18 2008-04-30 Josef Meissner Gmbh & Co. Kg Rückgewinnung von Nitriersäuregemischen aus Nitrienprozessen
US8801932B2 (en) 2009-05-15 2014-08-12 Noram International Limited Sub-critical partial oxidation for treatment of nitration wastes
DE102009025374A1 (de) * 2009-06-18 2010-12-23 Bayer Materialscience Ag Verfahren zur Herstellung von aromatischen Aminen
KR101612987B1 (ko) * 2009-08-18 2016-04-15 노람 인터내셔널 리미티드 니트로방향족 화합물에 대한 세척 시스템
PL2705020T3 (pl) 2011-05-19 2015-09-30 Meissner Gmbh & Co Kg Josef Sposób i urządzenie do oczyszczania produktów nitrowania
US8697921B2 (en) 2011-08-09 2014-04-15 Basf Se Process for purifying wastewaters from the workup of crude aromatic nitro compounds
WO2013020798A1 (de) * 2011-08-09 2013-02-14 Basf Se Verfahren zur aufreinigung von abwässern aus der aufarbeitung von rohen aromatischen nitroverbindungen
WO2014122596A2 (pt) * 2013-02-05 2014-08-14 Cuf - Químicos Industriais S.A. Processo de remoção de compostos nitrofenólicos na produção de mononitrobenzeno

Also Published As

Publication number Publication date
HUP1800032A2 (en) 2018-03-28
KR102359870B1 (ko) 2022-02-08
US20180155269A1 (en) 2018-06-07
CZ308420B6 (cs) 2020-08-12
CN107750244B (zh) 2021-01-01
KR20180021746A (ko) 2018-03-05
US10155719B2 (en) 2018-12-18
CN107750244A (zh) 2018-03-02
CZ201814A3 (cs) 2018-02-28
WO2016198921A1 (en) 2016-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6288289B1 (en) Integrated effluent treatment process for nitroaromatic manufacture
CA2563007C (en) Recovery of nitrating acid mixtures from nitration processes
KR101612987B1 (ko) 니트로방향족 화합물에 대한 세척 시스템
KR20130097749A (ko) 미정제 방향족 니트로 화합물의 후처리로부터 유래된 폐수를 정제하는 방법
JP6736547B2 (ja) ジニトロトルエンの連続的製造方法における排出ガス清浄
KR101093972B1 (ko) 디니트로톨루엔의 제조에 있어서 2차 성분의 처리 방법
RU2627308C2 (ru) Способ промывки динитротолуола
HU231038B1 (hu) Eljárás nitráló eljárásból kapott nitrált aromás vegyületek tisztítására
JP6356219B2 (ja) ニトロベンゼン製造からの廃水の後処理方法
US9249083B2 (en) Process for scrubbing dinitrotoluene
US20120205308A1 (en) Process for purifying wastewaters from the workup of crude aromatic nitro compounds
CN105246833B (zh) 后处理来自硝基苯制备的废水的方法
KR102290157B1 (ko) 미정제 디니트로톨루엔으로부터 hcn를 제거하는 방법
JP2014525393A (ja) 粗製の芳香族ニトロ化合物の再処理からの排水を精製するための方法