JP6189543B2 - 脂肪族硝酸エステルの製造時に発生する汚染物質を排除するための方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、一価若しくは多価の脂肪族若しくは脂環式アルコールの硝酸エステル（同義語的に、ニトロエステル若しくは硝酸エステルとして参照される）の調製（言い換えると、対応する硝酸エステルを形成するために、一価若しくは多価の脂肪族若しくは脂環式アルコールのニトロ化）、特に残留硝化酸の排除の後に得られる粗ニトロ化硝酸エステルの浄化の技術分野に関する。

本発明は、特に、脂肪族若しくは脂環式硝酸エステルの調製時に得られる不純物（特に、未反応開始材料、反応副産物、硝化酸及びそれらの反応生成物、特に、窒素酸化物若しくは亜硝酸等）を除去するための方法、特に、残留硝化酸の排除の後、ニトロ化可能な一価若しくは多価の脂肪族若しくは脂環式アルコールのニトロ化において得られる粗ニトロ化硝酸エステルから不純物を除去するための方法に関する。

さらに、本発明は、脂肪族若しくは脂環式硝酸エステルの調製において得られる不純物を除去するための装置又はプラント、特に、残留硝化酸の除去の後、ニロト化可能な一価若しくは多価の脂肪族若しくは脂環式アルコールのニトロ化において得られる粗ニトロ化硝酸エステルから不純物を除去するための装置又はプラントに関する。

最後に、本発明は、粗ニトロ化生成物の二次浄化を有する（言い換えると、結果として生じる粗硝酸エステルの二次浄化を有する）ニトロ化可能な脂肪族若しくは脂環式アルコールのニトロ化のための製造プラント、又は、粗ニトロ化生成物の二次静止を有する一価若しくは多価の脂肪族若しくは脂環式アルコールのニトロエステルの調製のための製造プラントに関する。

例えば四硝酸ペンタエリスリチル（ＰＥＴＮ）、三硝酸グリセリン（ＮＧＬ）、二硝酸エチレングリコール（ＥＧＤＮ）、硝酸エチルヘキシル（ＥＨＮ）等の脂肪族のニトロエステル（同義語的に、窒素を含むエステル、硝酸エステル等として参照される）は、一般的に、連続して操作されるプラント（例えば、ＮＧＬ，ＥＧＤＮ若しくはその混合物の場合には、シュミッド−マイスナー法又はビアッチ法によって、インジェクター法によって、又は、ニールセン及びブルンベルグ法によって、又は、ＥＨＮの場合には、ＥＰ０１７９２８９１Ａ１に記載されたような改良された方法によって）において、触媒及び水結合剤としての硫酸の存在において、硝酸によって、直接的に且つ単独又はその他のいずれかによって、対応するアルコール（例えば、ペンタエリスリチル、グリセロール、エチレングリコール、エチルヘキシルエタノール等）の反応によって調製されるものである。アルコールのニトロ化（例えば、硝酸エステルを形成するためのそれらの反応）は、一般的に、不活性、不水溶性溶剤に溶けた溶液における純物質又は混合物のいずれかの液相において実行されるものである。

結果として生じる粗ニトロエステル（以下、窒素を含有する粗エステル、粗硝酸エステル、硝酸処理された粗生成物等として同義語的に参照される）は、粗ニトロエステル、例えば、硫酸、硝酸、亜硝酸ガス等、開始アルコールの酸化的分解反応からの副産物に、溶解若しくは懸濁される不純物を排除し、且つこれによって、非常に高感度の爆発物であるニトロエステルの安定性を改善するために、多段の洗浄及び付加的な浄化段階に、それらの加工工程の前に晒される必要がある。

ニトロ化混合物及び他の酸性不純物、又は、洗浄媒体によって別の方法で取り出された不純物の溶解し且つ懸濁した酸を除去するための粗ニトロエステルの洗浄は、通常三段階からなる（例えば、Ｔ．ウルバンスキー、第２巻、９７ｆｆページ、特に図４３，４４，５９及び６０、ペルガモン出版、再版、１９８５年、参照）。水は、通常、この目的のために、洗浄媒体として使用される。洗浄は、一般的に、所定の洗浄温度で液体であるニトロエステルを使用する液体／液体洗浄として、又は、適当な溶剤におけるニトロエステルの溶液として、実行されるものである。

前記粗ニトロ化生成物（例えば、粗ニトロエステル若しくは硝酸エステル）の三段階の洗浄は、通常、下記する段階からなる：
１．溶解し懸濁した鉱酸、例えば、硫酸、硝酸及び亜硝酸ガスを除去するための水による酸洗浄（「酸洗浄」）；
２．特に第１の洗浄後のニトロ化エステル及び亜硝酸ガスの残留物、且つ、使用されたアルコールの酸化分解からの他の弱酸性不純物、又は、開始アルコールの微量物として存在する脂肪族若しくは環状炭化水素を除去するための、塩基、例えば、炭酸ナトリウム（ソーダ）、重炭酸ナトリウム、アンモニア、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の存在による塩基性若しくはアルカリ洗浄（「塩基性洗浄」又は「アルカリ洗浄」）；
３．アルカリの残留微量物を排除し、さらに生成物における微量物のための水による洗浄（「中性洗浄」）。

しかしながら、水酸化ナトリウム溶液による直接的な粗硝酸エステルの洗浄（いわゆる「酸洗浄」段階の省略による）は、たまに実施されることのある従来技術である（例えば、Ｔ．ウルバンスキー、第２巻、ビアッチ方法、１０７ｆｆページ、特に図４８，ペルガモン方法、再版、１９８５年；Ｔ．ウルバンスキー、第４巻、３２８ページ、ペルガモン方法、１９８４年；Ｂ．ブルンベルグ、工業用及び研究用ニトロ化、ＡＣＳシンポジウムシリーズ ２２巻（編集者：Ｌ．Ｆ．アルブライト及びＨ．Ｊ．Ｔ．ハンソン）、３４１ページ、ワシントンＤＣ，１９７６年、参照）。

これらの洗浄段階の目的は、高い安定性を有する純生成物だけでなく、生成物のメートルトン毎の非常に少ない排水を得ることである；洗い出された不純物及びそれらの溶解度に応じて未だに存在する硝酸エステル（微量物）が、それらが安価に処理される量において排水に存在するべきである。

この洗浄のために要求される水量を最小限にするために、且つ、感知できる量において粗硝酸エステルに溶解した酸を、特に硝酸を回収するために、例えば、ＤＥ−Ｃ ５０５ ４２４及びＤＥ−Ｃ ５４６ ７１８に記載されるように、洗浄は、２０％〜６０％の濃度又は３５〜５５％の濃度の硝酸含有量及び１５％以上の硫酸含有量を有する洗浄用酸が得られるように、第１の洗浄段階（「酸洗浄」）において洗浄水の量を減少させて実行されるものである。この洗浄用酸は、直接的に作用するか、残留硝化酸と共に作用するものである。

さらに、洗浄は、例えば、第３の洗浄段階（「中性洗浄」）から、直接又は第２の洗浄段階（「アルカリ洗浄」）における硝酸エステルの洗浄に塩基を付加した後のいずれかで、洗浄水を供給し、この洗浄水を第２の洗浄段階（いわゆるアルカリ洗浄段階）から第１の洗浄段階（いわゆる酸洗浄）に洗浄水を導入することによって、対向流において実行される（ＤＥ−Ｃ ５０５ ４２４及びＤＥ−Ｂ １ １３５ ８７６、参照）。

安全性の理由で、これら３つの洗浄段階のそれぞれの段階の間、駆動媒体として洗浄媒体を使用する運搬装置として噴流装置（噴流ポンプ）を使用し、空気作動洗浄カラムにおいて実際の洗浄を実行することが好ましいことが普通である。洗浄が完了した後、浄化された硝酸エステルは、水によるエマルションとして、貯蔵施設、又は、さらなる加工工程に送られる。

ＤＥ−Ｃ ７１０ ８２６は、多価アルコールの硝酸エステルの３段階洗浄が、空気によって撹拌される洗浄カラムにおいて対向流で実行されると共に、硝酸エステルが、噴流装置において洗浄液体で、前もって混合され、この前もって混合されたエマルションが、空気噴流装置によって洗浄カラムに供給されるという方法を開示する。洗浄の終端で、洗浄された硝酸エステルは、循環される駆動水を使用して作動される噴流装置による相分離の後、貯蔵施設に移送される。Ｔ．ウルバンスキー、第２巻、９７ｆｆページ、特に図５９及び６０、ペルガモン出版、再版、１９８５に記載される洗浄方法においてと同様に、ＤＥ−Ｃ ７１０ ８２６に記載された洗浄方法は、噴流方法と結合して使用される。

水と液体硝酸エステル／不純物の混合物の場合において、この物質の混合物と混合しない物質における抽出／洗浄によって物質の混合物から物質を除去するために、物質の混合物から不純物の抽出を成功させるために、水中油エマルション（Ｏ／Ｗエマルション）として、若しくは、油中水エマルション（Ｗ／Ｏエマルション）としてのいずれかで、逆抽出が決して可能でない方法において、抽出される物質及びそれに続く反応によって変更されることができる抽出相において抽出される物質が到達するための分配平衡のために十分に長い時間にわたって、非混合相の間に、十分に大きな交換領域が存在するような方法において、お互いに２つの非混合である相を分散させる必要がある。

噴流装置及び噴流ポンプが、混和性液体を混合するためには最適であるが、噴流装置が、お互いに２つの非混合液体を分散させるための分散装置として適切でないことが知られている。噴流装置において生じる液滴サイズは、良好な洗浄のためには十分に小さくない。製造されたエマルションの安定性は、非常に低く、最適な物質移動について要求される交換領域は、噴流装置の混合管における短い滞在時間（約１秒）と相まって、大変小さい。

そのため、噴流装置を使用して生成される水との相対的に不安定な硝酸エステルは、迅速な相分離を被る傾向がある。これは、特に、相対的に長い距離にわたってそのようなエマルションを移送するためには、特に問題がある。ＤＥ−Ｃ ９７３ ７１８は、もしそのエマルションが単独で移送されるならば、爆発性の油及び水に簡単な分離が、小さい傾斜を有する長い移送管内で実行されることを開示する。連続的な爆発性油層が形成されることが可能であり、これは、あらゆる場所での爆発を可能にする。

噴流装置を離れた後に、硝酸エステルの結合を防止するために、特にそのエマルションの移送の間に分離された爆発性油のあらゆる場所での爆発を防止するために、水中の硝酸エステルのエマルションを安定化させる方法、分離され、あらゆる場所で爆発する可能性のある硝酸エステルの液糸の形成を防止する方法が、例えば、ＵＳ２ １０４ ８９７ Ａ、ＤＥ−Ｃ ８２０ ５７５、ＤＥ−Ｃ ９７３ ７１８、ＤＥ−Ｂ １ ０５８ ０９３、ＤＥ−Ａ １ ５７１ ２２１若しくはＤＥ−Ａ ２ ０５５ ０９３において、記載されるように報告された。これは、空気の混合によって、又は空気を使用する再乳化によって、又は、水又は空気でエマルション蒸気を遮断することによって実行されるものである。

しかしながら、液体硝酸エステル中の気泡は、断熱圧縮（ＤＥ−Ａ １ ５７１ ２２１参照）によって、その衝撃感度を十分に向上させるだけでなく、前にＤＥ−Ｂ １ ０５８ ０３９に記載されているように、付加的に吸い込まれた空気を具備する２相混合物は、相分離が、遠心分離機の使用によってのみ可能となる安定したエマルションを生じる可能性があることが知られている。

液体硝酸エステルにおける空気含有量物のこのリスクは、ＤＥ−Ａ １ ５７１ ２２１及びＤＥ−Ａ ２ ０５５ ０９３に記載された方法によって防止することができる。硝酸エステルフリーの水カラムによって移送導管における均一なエマルションカラムの遮断は、噴流装置において乳化された硝酸エステルの急激な結合によって、あらゆる場所での爆発を可能にする起爆性糸の形成を効果的に防止する。

その相対的に低い分散力と効果的な洗浄のために結果として生じる最適でない交換領域（付加的に噴流装置の混合領域における非常に短い滞留時間と結合して）を有する噴流装置によって生成される洗浄水内の硝酸エステル若しくは硝酸エステル内の水の相対的に不安定な分散は、浄化されるべき硝酸エステルにおける不純物の不完全な除去のみが実施される。そのため、所望の純度を達成するために、噴流装置は、活性分散を有する収納容器と結合させるものである。

この理由について、移送手段として噴流装置と結合した空気作動洗浄カラム（ＤＥ−Ｃ ７１０ ８２６）又は噴流装置と結合した撹拌容器のカスケード（Ｔ．ウルバンスキー、第４巻、３２８ページ、特に図４６、ペルガモン出版、１９８４年）は、それぞれの洗浄段階において浄化されるべきニトロエステルを洗浄するための洗浄装置として常に使用されるものである。空気撹拌洗浄カラムの使用は、複雑であり且つ高価であり、硝酸エステルにおける気泡の存在が避けられないことによって、現在の安全基準にはそぐわない（ＤＥ−Ａ １ ５７１ ２２１）。撹拌容器の多段カスケードもまた、複雑で有り、高価である。

ＤＥ−Ｂ １ ０３９ ０４９において提案されたように、例えば収納容器のない噴流装置のみの使用もまた、複雑で高価である。収納容器及び付加的な分散装置なしの噴流装置によって最適な浄化を達成するために、それぞれの洗浄段階は、複数の段階において実行される必要があり、これによって、硝酸エステルのさらなる加工のために所望の純度及び安定性を得ることができるものである。

ＤＥ−Ａ １ ５７１ ２２１及びＤＥ−Ａ ２ ０５５ ０９３に記載されているように、硝酸エステルのエマルション移送は、それが単に研磨効果のみを有することから、付加的な洗浄段階として相対的に適していないので、噴流装置によって生成される相対的に大きな液滴を有するその相対的に不安定なエマルションにより、前洗浄段階からのミクロエマルションとして運ばれた洗浄媒体の微量物を除去することができるものである。

全体としては、従来技術として知られている硝酸エステルを浄化する方法及びプラントは、高い効率で制御されないか、それらが、現在の安全基準の観点からすれば決して十分でないかであるかのいずれかである。

ＥＰ １ ７９２ ８９１ Ａ１ ＤＥ−Ｃ ５０５ ４２４ ＤＥ−Ｃ ５４６ ７１８ ＤＥ−Ｂ １ １３５ ８７６ ＤＥ−Ｃ ７１０ ８２６ ＤＥ−Ｃ ９７３ ７１８ ＵＳ２ １０４ ８９７ Ａ ＤＥ−Ｃ ８２０ ５７５ ＤＥ−Ｃ ９７３ ７１８ ＤＥ−Ｂ １ ０５８ ０９３ ＤＥ−Ａ １ ５７１ ２２１ ＤＥ−Ａ ２ ０５５ ０９３ ＤＥ−Ａ １ ５７１ ２２１ ＤＥ−Ｂ １ ０５８ ０３９ ＤＥ−Ｂ １ ０３９ ０４９

そのため、本発明の目的は、脂環式硝酸エステルの調製において得られる不純物を除去するための、特に、残留硝化酸の除去の後に、ニトロ化可能な一価若しくは多価の脂肪族アルコールのニトロ化において得られる粗ニトロ化硝酸エステルから不純物を除去するための方法及び装置、さらにまた、ニトロ化された硝酸エステルのそれに続く浄化を有するニトロ化可能な一価若しくは多価の脂肪族アルコールのニトロ化のための（製造）プラントを提供することにある。

特に、本発明の目的は、硝酸エステルの十分な浄化が、残留硝化酸の除去が可能にされた後、一価若しくは多価のアルコールのニトロ化から得られることによって、この方法を実行するために最適な方法及び装置若しくはプラントを提供することにある。

本発明のさらなる目的は、残留硝化酸又は不活性溶剤中のその溶液の除去の後、結果として生じると共に、例えば取り込まれた硝化酸、溶解した硫酸、硝酸、亜硝酸ガス、開始アルコールの酸化的分解反応から生じる分解生成物等の十分な量の不純物は、それぞれの洗浄段階における１つの段階において、洗浄された硝酸エステルが、ニトロ化されるべき開始アルコールの酸化的分解反応から生じる酸及び水溶性酸性残留物から除去されるような方法において存在するために、この方法において処理された生成物が、その安定性に関するそれぞれに要求に合致し、これによって、他の安全関連の要求及びプラントにおける製品仕様及び安全性が、プラントにおける硝酸エステルの減少の結果して向上し、さらに最終的に、これによって、それに関連した複雑さ及びコストが、従来使用された方法及び従来技術の装置よりも著しく低下されるものである。

上記に指摘された目的は、請求項１で請求されたような方法によって本発明によって達成されるものであり；さらに、本発明の方法の利点、さらなる発展及び具体例は、それに関連した従属請求項の主題である。

さらに、本発明は、関連した独立請求項（二次的請求項）で請求されたような装置及びプラントを提供するものであり、本発明のこの様相のさらなる利点及び具体例は、それに関連する従属請求項の主題である。

さらにまた、本発明は、関連した独立請求項（二次的請求項）で請求されたような製造プラントを提供するものであり、本発明のこの様相のさらなる利点及び具体例は、それに関連する従属請求項の主題である。

不必要な重複を避けるために、本発明の１つの様相のみについて下記に指摘されるような具体例、変形例及び利点等は、本発明の他の様相に、類似的に適用されることは言うまでも無い。

さらに、値、数字及び範囲が与えられる場合、指摘されたそれぞれの値、数字及び範囲は、限定を構成せず；さらに、それぞれの場合によって若しくは使用状態によって、指摘された範囲又は数字が、本発明の範囲から外れること無しに、逸脱することができることは、その技術分野における通常の知識を有する者にとって自明であると言える。

下記に指摘されるすべての値及びパラメータは、原則的に、標準化されるか明確に指摘された測定方法を使用して、その技術分野における通常の知識を有する者がそれ自体精通している測定方法によって、測定され又は決定されるものである。

このことは前にも説明したように、本発明は、下記により詳細に記載されるものである。

そのため、本発明は、本発明の第１の様相によれば、脂肪族若しくは脂環式硝酸エステル（硝酸エステル若しくはニトロエステル）の調製において得られる不純物を除去するための方法、特に、少なくとも１つの洗浄媒体によって、残留硝化酸の除去の後、ニトロ化可能な一価若しくは多価の脂肪族若しくは脂環式アルコールのニトロ化において得られる粗硝酸エステルから不純物を除去するための方法を提供するものであって、上記方法は、下記する工程段階を具備するものである：
（ａ）粗硝酸エステル（すなわち、残留硝化酸の除去の後に得られる粗ニトロ化生成物）が、最初に洗浄媒体と接触すると共に、粗硝酸エステルと前記洗浄媒体が、エマルションが結果として生じる方法（言い換えると、第１に粗ニトロ化生成物及び第２に洗浄媒体のエマルション又は分散が、この第１の工程段階（ａ）において生成される方法）において、お互いに分散されること；且つ、
（ｂ）それに続いて、結果として生じたエマルションが、付加的な混合エネルギーを導入するために、混合要素を装備した管状リアクターに供給されるので、粗硝酸エステルに最初から存在する不純物が、前記エマルションが管状リアクターを通過する間に、少なくとも部分的に除去されること、且つ／又は、粗硝酸エステルに最初から存在する不純物が、前記エマルションが管状リアクターを通過する間、前記洗浄媒体へ、少なくとも部分的に移送され、且つ／又は、それによって中和化されること。

このように、本発明の方法は、残留硝化酸の除去後、ニトロ化可能な一価若しくは多価の脂肪族アルコールのニトロ化において得られる粗ニトロ化生成物を純化するために（言い換えると、結果として生じる粗硝酸エステルを浄化するために）、極めて適している。

本発明の方法の原理は、とりわけ、ニトロ化から生じ、十分な量の不純物を含有する粗硝酸エステルが、残留硝化酸の除去の後（例えば、セパレータにおいて）、最初に洗浄媒体と接触し、浄化されるべき硝酸エステルと洗浄媒体の混合物が、エマルション若しくは分散に変換され、結果として生じたエマルション若しくは分散が、それに続いて管状リアクターに供給されるために、浄化されるべき硝酸エステルに最初から存在する不純物が、洗浄媒体に移送され、それによって中和化されると共に、浄化された硝酸エステルが、この方法において形成されるものである。

除去するべき典型的な不純物は、例えば非反応性開始材料（すなわち、特に、非反応性一価若しくは多価の脂肪族若しくは脂環式開始アルコール及び非反応性開始鉱酸、特に開始材料として使用される場合、硝酸及び可能ならば硫酸）及び反応性副産物（特に、硝酸、例えば亜硝酸、亜硝酸ガス等の反応性生成物、且つ、開始アルコールの反応性副産物、例えばカルボン酸、アルデヒド、ケトン、分解又は解離生成物、二酸化炭素等のような酸化生成物）を包含する。

出願人が、完全に驚くべき方法において発見したように、上流側の分散若しくは乳化装置と結合した付加的な混合要素を有する管状リアクターの使用は、第１に洗浄媒体及び第２に浄化するべき硝酸エステルの特に良好な混合且つ緊密で良好な分散を達成することができるために、不純物が、１つの工程段階においてこの方法で（言い換えると、管状リアクターにおける処理の間）、完全に若しくは少なくとも実質的に完全に除去されるものである。

従来技術に対して、さらに粗ニトロエステルを浄化するための複雑な方法は、これによって、粗硝酸エステルの浄化において受領させる必要がある品質の障害のない十分な方法において避けられるものである。要求される安全基準は、本発明の方法によって確保されるものである。

前記粗硝酸エステルの処理のために、本発明のよる洗浄媒体で使用される付加的な混合要素を有する管状リアクターは、驚くべきことに、洗浄媒体と粗ニトロエステルの開始エマルションを生成するための上流側の分散装置と結合して、すべて若しくは少なくとも実質的に全ての不純物が、工程段階（ｂ）に関する管状リアクター処理の間、洗浄媒体に移送されるかそれによる中和化される第１にニトロエステルと第２に洗浄媒体のそのような緊密で良好な分散を確保するので、それらはそれに続いて（いわゆる工程段階（ｂ）の結果の後）、浄化された硝酸エステルから洗浄媒体と共に分離されるものである。

本発明の領域内において、硝化酸、硝酸等のような不純物の高い充填ですら、且つ、噴流ポンプ（噴流装置）若しくは噴流ミキサー（噴流混合装置）との簡単で安価な結合によって、又は、下流側の管状リアクターにおいて、静的ミキサー、オリフィスプレート等のような付加的な装置と結合した他の分散装置によって、実質的に１つの段階における硝酸エステルの洗浄を実行し、予め定義された量の混合エネルギーを非混和相の混合物に導入するだけでなく、実質的に定量的にはかどるゆっくりとしたそれに続く反応を可能にする滞留時間を確保することを可能にするものである。それによって生成される洗浄媒体における浄化されるべき有機相（Ｏ／Ｗ型）若しくは有機相における洗浄媒体（Ｗ／Ｏ型）のエマルションは、効果的な且つ最適な質量移動に要求される洗浄するべき硝酸エステル及び洗浄媒体の間に界面面積を提供するものである。

本発明のさらに特別な特徴は、管状リアクターが、付加的混合エネルギーを導入するための混合要素、特に静的混合要素を備える（ここで、混合要素は、例えば、プレート、特に衝突若しくは偏向プレートとして、オリフィスプレートとして、静的ミキサーとして、又は分流器として形成される）ことである。これは、最初に粗ニトロ化生成物に存在する不純物が、洗浄媒体に移送され、前記エマルションが管状リアクターを通過する間にそれによって中和化されるような方法において維持されるだけでなく設定されるオリジナルの液滴サイズを生じるものである。

浄化されるべき脂肪族硝酸エステル（硝酸エステル）について、これは、一価若しくは多価の脂肪族アルコールのいずれかの硝酸エステルから選択されるものである。特に、浄化される硝酸エステルは、（ｉ）脂肪族若しくは脂環式一価アルコールの硝酸エステル、特にヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、エチルヘキシルアルコール及びシクロヘキサノールの線形若しくは分岐脂肪族若しくは脂環式一価アルコールの硝酸エステル；（ｉｉ）エチレングリコール及びプロピレングリコール及びオリゴマー及びそのポリマー、例えば、エチレンジグリコール、又は、プロピレンジグリコール、エチレントリグリコール及びポリエチレングリコール、又は、ポリプロピレングリコールの二価の脂肪族アルコールの硝酸エステル；（ｉｉｉ）特にトリメチロールエタン及びグリセロールの三価脂肪族アルコールの硝酸エステル；（ｉｖ）特にペンタエリトリトール及びジペンタエリトリトールの四価若しくは一価の脂肪族アルコールの硝酸エステルから選択されるものである。

上述したように、工程段階（ｂ）において使用される管状リアクターは、付加的な混合エネルギーを導入するために混合要素を装備する。この方法において、オリジナルの液滴サイズ分散は、粗ニトロ化生成物に最初から存在する不純物が、洗浄媒体に移動し、エマルションが管状リアクターを通過する間それによって中和化されるような方法において維持されるだけでなく、設定されることも可能となるものである。

特に、管状リアクターに存在する混合要素は、静的要素、言い換えると、前記混合要素は、静的混合要素として形成される。

特別な具体例において、前記混合要素、特に、静的混合要素は、管状リアクターの内側に固定され、特に管状リアクターの内周壁面に、好ましくは永久的に若しくは着脱自在に結合される。

さらに特別な別の実施例において、前記混合要素は、プッシュイン要素として形成されることも可能である。ここで、プッシュイン要素は、数及び／若しくは位置の機能として必要ならば、管状リアクターに挿入されるか、管状リアクター内に位置するものである。

特に、前記混合要素は、プレートとして、特に衝突若しくは偏向プレートとして、オリフィスプレートとして、静的ミキサーとして、又は、分流器として、形成されることが可能である。

さらなる具体例において、１〜１５の混合要素、特に２〜１５の混合要素、好ましくは２〜１０の混合要素、特に好ましくは２〜５の混合要素が、管状リアクター内に配置される。これは、浄化されるべき粗生成物と洗浄媒体の特に良好な乳化を導くものである。

これに関して、粗生成物と洗浄媒体を混合するために十分な混合エネルギーが、管状リアクターにおける混合要素によって提供されることにも利点がある。これに対して、２０〜１０００ジュール／リットル、好ましくは２５〜５００ジュール／リットル、特に好ましくは３０〜２００ジュール／リットルの合計混合エネルギー（いわゆる容積ベースの混合エネルギー）が、管状リアクターに導入されることが、特に利益的である。

これに関して、混合要素毎の圧力降下は、０．２〜３．０バール、好ましくは０．３〜１．５バール、特に好ましくは０．３〜０．８バールであることが望ましい。

特に最適な混合要素は、特に静的ミキサーの形の静的混合要素である。これらは、流れ運動のみが混合についてもたらされ且つ移動要素を有しない液の混合のための装置である。それらは、管内の流れ影響要素からなるものであり；これらは、物質の流れを分割し、それを再び合流させ、その結果として混合を達成するものである。

本発明によれば、工程段階（ｂ）を実行するための管状リアクターが、特に付加的な混合エネルギーを導入するための混合要素を備えて、短時間後に洗浄エマルションの癒着を防止し、これによって、浄化すべき硝酸エステルから除去される不純物の不十分な抽出を防止することが提案される。この方法において、特に良好な純化の結果は、さらに改良され、特に第１に洗浄媒体及び第２の浄化されるべき硝酸エステルの特に密接な分散が、付加的な混合要素によって管状リアクターの全長にわたって達成され且つ維持されることから、取得されるものである。好ましくは管状リアクターにわたって分散された付加的な混合要素は、特に、金属プレート、特に衝突若しくは偏向プレート、オリフィスプレート、静的ミキサー、分流器等であることが可能であり、Ｏ／Ｗ又はＷ／Ｏ型のエマルションを維持することができるものである。本発明によれば、１〜１５の混合要素、特に２〜１５の混合要素、好ましくは２〜１０の混合要素、特に好ましくは２〜５の混合要素が管状リアクターに存在することが好ましい；これらの混合要素は、管状リアクターの全長にわたって分配されるものである。前記混合要素は、管状リアクターに、プッシュイン要素としての要求に従って挿入されることが望ましい。

工程段階（ａ）におけるエマルション若しくは分散の製造に関して、これは、一般的に、適当な分散若しくは乳化装置によって、特に適当な混合装置によって達成されるものである。

本発明の目的のために、分散若しくは乳化装置として、特に混合装置として、例えば噴流ミキサー若しくはポンプ、特に噴流ポンプ（噴流装置）を使用することが可能である。

噴流ンプ（噴流装置）は、ポンプ作用が、十分な圧力下である限り、運動量交換によって別の媒体（「吸引媒体」）を吸引し、促進し且つ圧縮／移動する液体噴流（「駆動媒体」）によって生成されるポンプである。噴流装置という言葉は、普通、圧倒的な圧縮作用を有する超大気圧を発生させる噴流ポンプを示すものである。

本発明の目的のために、前記分散若しくは乳化装置、特に混合装置は、特に駆動噴流（中央噴流）と、駆動噴流の周りを回る環状噴流を生成することができるものである。ここで、駆動噴流は、洗浄媒体によって形成され、環状噴流は、浄化されるべき粗硝酸エステルによって形成されることが好ましいものである。

特別な具体例において、噴流ミキサー若しくは噴流ポンプ（噴流装置）は、分散若しくは乳化装置として、特に混合装置として使用される。特に、前記噴流ミキサー若しくは噴流ポンプは、中央駆動噴流と、特に環状噴流の形で、前記駆動噴流の周りを回る媒体とを生成すると共に、前記駆動噴流が、浄化されるべき前記粗硝酸エステルによって形成されることが好ましいものである（作動の逆モード、いわゆる駆動噴流として浄化されるべき粗硝酸エステル及び環状噴流として洗浄媒体が、この実施例が好ましいとは言えないが、原則的に可能である）。

噴流ミキサー若しくは噴流ポンプとして、原則的に、洗浄されるべき硝酸エステル若しくは洗浄媒体を、洗浄媒体若しくは洗浄されるべき硝酸エステルのいずれかからなる自由噴流としての中央駆動噴流によって、高い界面面積を有するエマルションとして、洗浄されるべき硝酸エステルを洗浄媒体に分散させるか、洗浄媒体を洗浄されるべき硝酸エステルに分散させるかのいずれかの方法において、高い相対速度で噴流させる全てのタイプの噴流ミキサー若しくは噴流ポンプを使用することが可能であるものである。この種の装置は、例えば、ウルマンの産業化学事典，２００３年、第５版、Ｂ４巻、８７／８８ページ及び５６５〜５７１ページ等において、ペリー化学工学ハンドブック、マックグローヒル出版会社、１９８４年、第６版、５−２１ページ、５−２３ページにおいて、又は、ドイツ特許公報ＤＥ−Ａ ２ １５１ ２０６において記載されている。

上述したように、噴流ミキサーの（中央）駆動噴流は、洗浄媒体であり、環状媒体は、浄化されるべき粗硝酸エステルである；しかしながら、反対に、（中央）駆動噴流を、浄化されるべき粗硝酸エステルによって形成し、（中央）駆動噴流の周りの媒体を、洗浄媒体によって形成することもできるものである。両方の交換可能な具体例は、所望の結果を導くものである。しかしながら、本発明によれば、噴流ミキサーの（中央）駆動噴流が、洗浄媒体であり、環状媒体が、浄化されるべき粗硝酸エステルであることが好ましい。

浄化されるべき粗生成物の浄化に関する特に良好な結果は、分散若しくは乳化装置、特に混合装置が、駆動噴流（中央噴流）及び駆動噴流の周りの環状噴流を生成する時に得られるものであり（ここで、駆動噴流は洗浄媒体によって形成されることが好ましく、環状噴流は浄化されるべき粗硝酸エステルによって形成されることが好ましい）、ここで、駆動噴流と駆動噴流の周りの環状噴流の間の速度比は、１：６〜３５：１の範囲内、好ましくは１：２〜２５：１の範囲内、特に好ましくは１：１〜１２：１の範囲内に設定されるものである。この方法において、第１に洗浄媒体及び第２に浄化されるべき粗生成物の特に緊密で良好な分散及びその結果としての効果的な浄化が達成される。

前記管状リアクター内の洗浄媒体及び粗生成物からなるエマルション若しくは分散の流速（いわゆる分散装置の下流側）は、０．１〜１５．０ｍ／ｓの範囲内、好ましくは０．５〜１０ｍ／ｓの範囲内に設定されるべきである。

本発明の具体例において、工程段階（ａ）において使用される分散若しくは乳化装置、特に混合装置は、環状リアクターの上流側、特にすぐの上流側に配置されることが提供されるものである。この具体例の特別な変形例において、分散若しくは乳化装置、特に混合装置が、環状リアクターに入り込みように設けることもできるものである。

しかしながら、前記分散若しくは乳化装置、特に混合装置が、前記管状リアクターと一体に形成されるか、前記管状リアクターと構成要素であることも同様に可能である。この目的のために、分散若しくは乳化装置は、例えば、環状リアクターの上流側又は上流部分に配されることができるものである。そのような具体例は、分散装置、特に混合装置が、噴流ミキサーとして、又は噴流ポンプ（噴流装置）として形成される場合に、可能となるものである。

工程段階（ｂ）の間、前記管状リアクター（洗浄装置）における第１に洗浄媒体及び第２に粗硝酸エステルのエマルションの滞留時間に関して、これは、広い範囲内で変化することができる。前記管状リアクターの滞留時間は、０．０５〜１３０秒、好ましくは０．１〜７０秒、特に好ましくは１〜３５秒である。特に良好な洗浄結果は、第１に十分に最小の滞留時間と第２に経済的な処理量が確保されることから、この方法において達成されるものである。

浄化において、浄化すべき粗ニトロ化生成物と洗浄媒体の間の質量及び相比率は重要で有り、広い範囲内で変化可能である。

特に良好な結果は、浄化されるべき粗硝酸エステルと洗浄媒体、特に新しく付加された洗浄媒体との間の質量比が、２５０：１〜１：２０の範囲内、好ましくは１２０：１〜１：８の範囲内、特に好ましくは１２：１〜１：３の範囲内に設定される場合に、得られるものである。

同様に、特に良好な結果は、環状リアクター及び／若しくは洗浄装置内の浄化されるべき粗硝酸エステルと洗浄媒体の間の質量比が、３０：１〜１：６の範囲内、好ましくは１５：１〜１：５の範囲内、特に好ましくは６：１〜１：３の範囲内に設定される場合に、得られるものである。

質量若しくは相比率の設定は、相分離の後の洗浄媒体の循環によって達成される。これは、第１に有機相と洗浄媒体の間に最適な交換領域を確保すると共に、第２に相分離装置における相分離のための大変短い時間を確保するものである。

前記粗硝酸エステルの洗浄は、純粋な形で、又は付加的な不活性溶剤との混合物で、液体／液体洗浄として、実行されるものである。これらの付加的な溶剤は、さらなる使用の前に分離されるか、溶剤／硝酸エステルの混合物としてさらに直接的に使用されるかのいずれかである。

本発明によって使用される洗浄媒体は、工程条件下、特に５℃以上の温度で、好ましくは２５℃以上の温度で、且つ大気圧で、液体である。本発明によれば、洗浄媒体は、水ベース、好ましくは水であることが好ましい。

前記管状リアクター（洗浄装置）内の質量若しくは相比率によれば、洗浄されるべき硝酸エステルが、水中油エマルション（Ｏ／Ｗエマルション）として洗浄媒体に分散されるか、又は、洗浄媒体が、油中水エマルション（Ｗ／Ｏエマルション）として洗浄されるべき硝酸エステルに分散されるかである。

好ましい具体例において、本発明の方法は、連続的に実行される（しかしながら、操作の非連続的態様も原理的に可能である）。前記方法が、産業的に実行される場合、全ての場合において、本方法が、連続的に実行されることが好ましい。

本発明の方法は、原則的に、浄化されるべき粗硝酸エステルの酸洗浄及び／若しくは塩基洗浄及び／若しくは中性洗浄を実行するために使用されるものである。

言い換えると、本発明の方法は、原則的に、粗硝酸生成物若しくは粗硝酸エステルの酸洗浄及び／若しくは塩基洗浄及び／若しくは中性洗浄を実行するために最適である。このように、本発明の方法は、すべて３つの上述した洗浄段階において使用される。しかしながら、本発明の方法が、１つ又は２つの洗浄段階にために、例えば酸洗浄のためだけ、塩基洗浄のためだけ、又は、中性洗浄のためだけに使用されることも同様に可能である。これによって、例えば、製造プラントのそれぞれの工程段階の間のエマルション移送、及び／若しくは、代表的な硝酸エステルを洗浄した後のさらなる工程のための硝酸エステルのエマルション移送が、本発明によって形成されるものである。これに関して、本発明の方法が、柔軟に使用されるものである。

本発明の特別な具体例において、本発明の工程、特に工程段階（ａ）及び（ｂ）は、繰り返して実行されるか、所定の回数実行されるものである。この場合、それぞれ前記工程を通過した後の結果として（部分的に）純化された粗硝酸エステルが、それに続いて通過する工程に再び供給されるものである。

この特別な具体例において、少なくとも１つの通過する工程が、塩基洗浄として実行され及び／若しくは塩基性洗浄媒体を使用して実行され、且つ、少なくとも１つのそれに続く工程が、中性洗浄として実行され及び／若しくは、中性洗浄媒体を使用して実行されることが提供されるものである。

別の方法として、２つ、好ましくは３つの連続的に通過する工程が、付加的に酸洗浄媒体での第１の洗浄（「酸洗浄」）、それに続く塩基性洗浄媒体での第２の洗浄（「塩基洗浄」）及びこの後に中性洗浄媒体での第３の洗浄（「中性洗浄」）を具備して、実行されることが提供されるものである。

洗浄媒体の効果は、下記されるように、洗浄媒体に付加される少なくとも１つの塩基によってさらに向上するものである。

言い換えると、本発明は、少なくとも１つに塩基が、特に塩基洗浄を実行するために、洗浄媒体に追加されることを提供する。この塩基は、特に、無機水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩及びアンモニア、並びにそれらの混合物若しくは結合物からなる群から選択されるものである。

アルカリ洗浄に使用されるアルカリの量は、全ての酸をそれらの塩に量的に変換することができるのに十分なだけでなく、洗浄液のｐＨが、弱酸ですら量的に洗浄することができるほど十分に高いために、過剰な塩基が存在するべきである。これについて、洗浄媒体における塩基の含有量は、０．０１〜０．４ｍｏｌ／Ｌ、好ましくは０．０２〜０．２ｍｏｌ／Ｌであることに特に利点がある。特に、洗浄媒体における塩基の含有量は、不純物として存在し、塩基で塩を形成する全ての物質を中和するために要求されるアルカリの量の少なくとも２倍であるべきである。

上述したように、浄化されるべき粗硝酸エステルは、工程条件下で液体である。浄化されるべき粗硝酸エステルは、不活性溶媒に、例えば、特に塩化メチレン、ジクロロエタン等のハロゲン含有炭化水素に、又は、さらなる工程において阻害されないか、さらなる工程の間に使用される別の溶媒に、溶液として、付加的に存在することができるものである。

それから、工程段階（ｂ）は、好ましくは相分離装置（分離装置）において、洗浄媒体から不純物を取り除いた硝酸エステルの分離が行われる。

相分離装置又は相分離機として、全ての静的分離機、及び遠心分離機のような力学的分離機も使用することができるものである。硝酸エステル／洗浄媒体のエマルションの分離時間は、２つ相の間の密度差、エマルション型（Ｗ／Ｏ，Ｏ／Ｗ）及び導入される混合エネルギーに依存するだけでなく、中和に要求されない洗浄媒体の超過した塩基にも依存するものである。同様の混合エネルギーが導入される場合、洗浄媒体内の塩基濃度を上昇させると、分離時間を十分に減少する。しかしながら、界面活性剤若しくは、例えばパッキング、分離プレート等の機械的分離補助器具もまた、相分離を促進するために使用することができる。また相分離は、硝酸エステル及びエマルションタイプに適合するそれぞれの混合要素の間隔によっても促進されるものである。

本発明の方法の利益的な具体例において、前記洗浄媒体は、不純物が洗浄媒体から分離されたニトロ化された硝酸エステルの分離の後、再利用されるものである。この方法において、十分な洗浄が可能となり、洗浄媒体の量は、最小限まで減少される。

洗浄されるべき硝酸エステル、有機相内の高い質量移動抵抗、及び例えば亜硝酸ガス又は二酸化窒素である洗浄媒体において抽出された不純物のゆっくりとしたさらなる反応に有利になる高い分配係数を有する不純物を除去するために、それに続くリアクター内の滞留時間は、これらの環境に適合されるべきである。本発明の方法の特別な具体例において、これは、最適な洗浄エマルションを製造するための上述した装置の結合によって、例えば撹拌容器によって、達成され、これによって相移動及びそれに続く反応のために必要な滞留時間を確保するものである。

混合領域の端部に存在する分散／エマルションは、相分離装置（分離機若しくは沈殿槽）においてそれぞれの相に再び分離されるものである。洗浄媒体とそこに存在する不純物とは、排水として排水処理に送られるか、前の洗浄段階に対向流において導入されるかのいずれかである。

洗浄された硝酸エステルは、次の洗浄段階に供給されるか、又は、洗浄工程の端部でさらなる工程若しくは中間貯蔵設備に直接移動されるかのいずれかである。

洗浄の後、又は、洗浄媒体が分離された後（例えば、静的分離機において若しくは遠心分離機よって洗浄エマルションが分離された後）、懸濁され且つ溶解された水の微量物は、所望により、付加的な乾燥によって浄化された硝酸エステルから任意に除去されることが望ましい。

上述したように、本発明の工程は、多くの利益点及び特別な特徴を助長し、その利益点及び特別な特徴は、最終的ではなく且つ制限的な方法においてではなく、下記に指摘されるものである。

特に、本発明の工程は、低いレベルの複雑さ及び工程効率のような良好な工程の経済性によって残留硝化酸を除去した後、ニトロ化可能な一価及び多価の脂環式アルコールのニトロ化において得られる粗ニトロ化生成物の効率的浄化を可能にするものである。

粗ニトロ化生成物を浄化するために本発明によって使用される環状リアクターは、洗浄媒体と粗硝酸エステルの２相混合物のための大きな交換領域を生成する可能にするものため、効果的な質量移動及び不純物の洗浄媒体への迅速な移動、又は、酸性化合物の場合における迅速な中和化が、この方法において確実に行われるものである。

本発明の工程は、迅速に且つ同時に、ニトロ化から発生した不純物を粗ニトロ化生成物から効果的の除去することができると共に、洗浄媒体が硝酸エステルの処理の後、容易に再利用若しくは循環させることができるものである。

さらに、ＮＧＬ若しくはＥＧＡＮ等のような高感度増幅ニトロ化硝酸エステルを取り扱う場合の一般的な安全性が、本発明の工程の一貫した使用によってさらに改善されるものである。プラント内に存在する爆発物質の量は、さらに減少される。

本発明によって使用される付加的な混合要素を有する環状リアクターは、洗浄媒体とニトロ化された脂環式アルコールの効果的且つ緊密な分散を可能にするだけでなく、管状リアクターの全長にわたって洗浄媒体に、洗浄されるべき硝酸エステルを、定義されたように分散するための目標設定を可能にし、許容される管断面が観察される時に、管状リアクターにおける分散された硝酸エステルの部分的な癒着を確実に防止し、これによって、結果として爆発を生じる分離された硝酸エステルの液糸の形成を防止することができるものである。

本発明の方法は、粗ニトロ化生成物の酸洗浄及び／若しくは塩基洗浄及び／若しくは中性洗浄を実行するために適したものである。このように、本発明による方法は、すべて３つの上述した洗浄段階において使用されるものである。しかしながら、１つ又は２つの洗浄段階、例えば酸洗浄のためにのみ、又は、塩基洗浄のためにのみ、又は、中性洗浄のためにのみ、本発明の方法を使用することも同様に可能である。この方法において、例えば、製造プラントのそれぞれの工程段階の間、且つ／又は、洗浄の後、典型的な硝酸エステルであるさらなる工程への硝酸エステルのエマルション移動が、本発明によって形成されるものである。これについて、本発明の工程は、柔軟に使用されるものである。

本発明の第２の様相によれば、本発明は、脂肪族若しくは脂環式硝酸エステル（硝酸エステル）の精製において生じる不純物を除去するための装置（プラント）、特に少なくとも１つの洗浄媒体による処理によって、残留硝化酸の除去の後、ニトロ化可能な一価若しくは多価の脂肪族若しくは脂環式アルコールのニトロ化において得られる粗硝酸エステルから不純物を除去するための装置（プラント）であって、本発明の装置が、上述されたような工程を実行するために特に最適で有るものにおいて、
前記装置が、下記する装置を具備するものを提供するものである：
（ａ） 浄化されるべき粗硝酸エステルと洗浄媒体を接触させて乳化させるための少なくとも１つの分散装置、特に少なくとも１つの混合装置；及び、
（ｂ） 前記分散装置の下流側に配置され、前記分散装置において生成される浄化されるべき粗硝酸エステル及び洗浄媒体のエマルションの導入し、管状リアクターであって、該管状リアクターが、特に付加的混合エネルギーの導入のための混合要素を装備され、前記粗硝酸エステルに最初から存在する不純物が、前記エマルションが前記管状リアクターを通過する間に、少なくとも部分的に除去され、且つ／又は、前記粗硝酸エステルに最初から存在する不純物が、前記エマルションが前記管状リアクターを通過する間に、前記洗浄媒体に少なくとも部分的に移動され、それによって中和化されるための管状リアクター。

本発明の工程と関連して上記に記載したように、前記分散装置、特に混合装置は、噴流ミキサー若しくはポンプ、特に噴流ポンプ（噴流装置）として形成されるものである。

本発明の工程に関連して上述されたように、前記分散装置、特に前記混合装置は、それが駆動噴流（中央噴流）及び前記駆動噴流の周りを回る環状噴流を生成するように、形成されるものである。

本発明の工程に関連して同様に指摘されたように、前記分散装置、特に混合装置は、噴流ミキサー若しくは噴流ポンプ（噴流装置）として形成されるものである。ここで、前記噴流キサー若しくは噴流ポンプは、特に、好ましくは中央駆動噴流及び駆動噴流の周りを回る媒体、特に管状噴流の形の媒体が生成されるように形成されるものである。

本発明の工程と関連して上記に記載されたように、前記分散装置、特に混合装置は、前記リアクターの上流側、特にすぐ上流側に装着されると共に、前記分散装置、特に混合装置が、特別な具体例において、前記管状リアクターに入り込むように設けることができるものである。

別の具体例において、分散装置、特に混合装置は、前記管状リアクターに一体に形成されるもの、且つ／又は、前記管状リアクターの構成要素であるものである。この様相において、本発明の工程と関連して上記に記載されたものが参照される。

本発明の工程についての記載において上記したように、前記管状リアクターは、特に付加的な混合エネルギーを導入するための混合要素を備える。さらなる詳細に関して、本発明の工程が参照されることが好ましい。

前記粗ニトロ化生成物の１つ、２つ若しくは３つの段階洗浄（いわゆる酸洗浄及び／若しくは塩基洗浄及び／若しくは中性洗浄）は、本発明の装置において実行されるものである。

さらにまた、本発明によれば、洗浄媒体から不純物を除去したニトロ化生成物を分離するための分離装置、特に分離機が、前記管状リアクターの下流側に配置されることが提供されるものである。

さらに、本発明の装置において、撹拌容器及び／若しくは撹拌反応器が、前記管状リアクターの下流側及び分離装置の上流側に（言い換えると、管状リアクターと分離装置の間に）配置されるものである。特に、ニトロ化生成物（硝酸エステル）と洗浄媒体の間の接触及び／若しくは滞留時間は、この方法において延長される。

本発明の装置若しくはプラントに関するさらなる詳細について、不必要な重複を避けるために、本発明の方法に関して上述されたものを参照し、本発明の装置若しくはプラントに類似して適用するものである。

最後に、本発明の第３の態様によれば、本発明は、一価若しくは多価の脂肪族若しくは脂環式アルコールの硝酸エステルの調製のための、且つ／又は、一価若しくは多価の脂肪族若しくは脂環式アルコールの硝酸エステルのニトロ化及びそれに続くニトロ化において形成された粗ニトロ化生成物の浄化のための製造プラントを提供するものであり、前記製造プラントが、下記するユニットを具備するものである：
（ａ） 一価若しくは多価の脂肪族若しくは脂環式アルコールの調製のための、且つ／又は、特にニトロ化反応を実行するための１つ又は複数の反応容器での一価若しくは多価の脂肪族若しくは脂環式アルコールのニトロ化のためのニトロ化ユニット；
（ｂ） 付加的に、製造ラインにおいて前記ニトロ化ユニットの下流側に配置される分離装置、特に分離機であって、特にニトリ化された粗成物（粗硝酸エステル）から残留硝化酸を除去するためのもの；
（ｃ） 製造ラインに存在するニトロ化ユニット及び分離装置の下流側に配置される粗ニトロ化生成物の洗浄を実行するための洗浄設備であって、該洗浄設備が：
− 少なくとも１つ分散装置、特に少なくとも１つの混合装置であって、浄化されるべき粗硝酸エステルと洗浄媒体とを接触させ且つ乳化させるためのもの；及び、
− 前記分散装置の下流側に配置され、分散装置において生成された浄化されるべき粗硝酸エステルと洗浄媒体のエマルションの導入のための管状リアクターであって、該管状リアクターが、特に付加的に混合エネルギーを導入するための混合要素を備え、粗硝酸エステルに最初から存在する不純物が、前記エマルションが管状リアクターを通過する間に、少なくとも部分的に除去され、且つ／又は、粗硝酸エステルにおいて最初から存在する不純物が、前記エマルションが管状リアクターを通過する間に、少なくとも部分的に前記洗浄媒体に移動され、これによって中和化されるもの、からなるもの；
（ｄ） 付加的に、製造ラインの洗浄設備の下流側に配置される撹拌容器であって、特に硝酸エステルと洗浄媒体の間の接触及び／若しくは滞留時間を向上するためのもの；
（ｅ） 製造ラインの洗浄設備及び撹拌容器の下流側に配置される分離装置、特に分離機であって、特に洗浄媒体から不純物を除去した硝酸エステルを分離するためのもの。

言い換えると、浄化のための上述された装置若しくはプラント、いわゆる不十分を除去するためのものは、本発明の製造プラントのいわゆる洗浄ユニット若しくは洗浄設備（ｃ）の形の構成要素である。

上述したように、前記管状リアクターの混合要素は、静的混合要素であるか、静的混合用を形成するものである。

特別な具体例において、前記混合要素、特に静的混合要素は、前記管状リアクターの内部に固定され、特に前記管状リアクターの内壁に永久的に若しくは着脱自在に結合されるものである。

別の具体例では、前記混合要素は、プッシュイン要素として形成されるものである。ここで、前記プッシュイン要素は、数及び／若しくは位置によって要求されるように前記管状リアクターに挿入されるか、前記管状リアクターに配置されるものである。

上述したように、前記混合要素は、金属プレート、特に衝突若しくは偏向プレートとして、オリフィスプレートとして、静的ミキサーとして、又は、分流器として形成されるものである。

特に、１〜１５の混合要素、特に２〜１５の混合要素、好ましくは２〜１０の混合要素、特に好ましくは２〜５の混合要素が，前記管状リアクターに配置されるものである。

上述したように、２０〜１０００ジュール／リットル、好ましくは２５〜５００ジュール／リットル、特に好ましくは３０〜２００ジュール／リットルの混合エネルギー（いわゆる容量ベースの混合エネルギー）が、前記管状リアクターの混合要素によって導入されること、且つ／又は、混合要素毎の圧力降下が、０．２〜３．０バール、好ましくは０．３〜１．５バール、特に好ましくは０．３〜０．８バールであることが、利益的である。

本発明の方法及び本発明の装置若しくはプラントに関して上述されたように、分散装置、特に混合装置は、噴流ミキサー若しくはポンプ、特に噴流ポンプ（噴流装置）として形成されるものである。

さらに、前記分散装置、特に混合装置は、それが、駆動噴流（中央噴流）及び駆動噴流の周りを回る環状噴流を生じるように形成されるものである。

特別な具体例において、前記分散装置、特に混合装置は、噴流ミキサー若しくは噴流ポンプ（噴流装置）として形成されるものである。ここで、前記噴流ミキサー若しくは噴流ポンプは、好ましくは中央駆動噴流と、特に環状噴流の形の駆動噴流の周りの回る媒体とが生成されるように、形成されるものである。

上述したように、前記分散装置、特に混合装置は、前記リアクターの上流側、特にすぐの上流側に配置されるものである。この具体例において、前記分散装置、特に混合装置は、前記管状リアクターに入り込むように設けられるものである。

別の具体例において、前記分散装置、特に混合装置は、前記管状リアクターと一体に形成されるか、前記管状リアクターの構成要素であるものである。

本発明の製造プラントに関するさらなる詳細について、本発明の方法及び本発明の装置若しくはプラントに関して上述されたものを参照することが好ましく、本発明の製造プラントに類似して適用するものである。

浄化のための本発明の方法及び本発明の装置若しくはプラント並びにニトロ化のための本発明の製造プラントは、例によって、及び添付された図面において制限されない方法において説明されるものである。

本発明のさらなる利点、特性、様相及び特徴は、本発明に係る好ましく、図面において描写される具体例の下記する記載に由来するものであることが好ましい。

図１は、本発明の工程により、本発明の装置を使用して、粗硝酸エステルのための単独洗浄の概略説明図である。 図２は、図１において本発明の工程の概略図による前記装置のそれぞれの部分の詳細な概略説明図である。 図３は、硝酸エステルを洗浄するための３つの洗浄段階のための本発明の方法の工程フロー若しくは本発明の装置若しくはプラントの概略説明図である。 本発明の好ましい実施例によるニトロ化可能な一価及び多価アルコールのニトロ化及び結果として生じる硝酸エステルのそれに続く洗浄のための本発明に係る製造プラントの概略説明図である。

図１は、概略説明図において、駆動噴流としての洗浄媒体で粗硝酸エステルを洗浄するために、本発明の方法による、又は、本発明の装置若しくはプラントを使用する洗浄段階の具体例を示すものである。

洗浄されるべきｎ＝１〜３である粗硝酸エステルＮＥ１（ｎ−１）が、残留硝化酸の除去の後、ｎ＝１〜３である洗浄ＷＷ１（ｎ−１）に導入され、言い換えると、ｎ＝１の酸洗浄ＷＳに導入されるか、硝酸エステルにまだ溶解している塩基の存在において不純物の酸化性分解反応から全て別の弱酸性物質を除去した後、ｎ＝２のアルカリ洗浄ＷＡに導入されるか、又は、洗浄媒体ＷＷ１０（新しい水）と結合するｎ＝３の中性洗浄ＷＮに導入されるか、又は、この場合、ｎ＝１〜３である混合装置ＳＭｎ，１において、好ましくは噴流ポンプ（噴流装置）若しくは噴流ミキサーにおいて、ｎ＝１〜３であるＷＷ１ｎが駆動噴流として働き、ｎ＝１〜３及びｍ＝１〜１５である付加的混合要素Ｍｎ，ｍ＋１を含む管状リアクターＣに直接的に導入されるものである。

前記管状リアクターからの洗浄エマルションは、直接的に、又は、必要に応じて、滞留容器（例えば、撹拌容器Ｒ等）における延長された滞留時間の後、ｎ＝１〜３である分離装置Ｓｎにおいて相に分離されるものである。

ｎ＝１〜３である洗浄された硝酸エステルＮＥ１ｎは、次の洗浄段階に供給されるか、全生成物ＮＥ１３としてさらなる工程へ通過するかのいずれかである。ｎ＝１〜３である装荷された洗浄媒体ＷＷ１ｎは、排水として直接的に排出されるか、硝酸エステル及び洗浄媒体の間の定義された相比率を設定するために、サブストリームとして再循環されるかのいずれかである。この再循環されるサブストリームは、駆動噴流として新しく付加される洗浄水と共に、又は、循環する噴流としてのいずれかで、前記管状リアクターに直接供給されるものである。

図２ａ〜２ｃの概略図は、図１において概略的に図示され、噴流ポンプ（図２ａ）として、噴流ミキサー（図２ｂ）として、ｎ＝１〜３である混合装置ＳＭｎ，１を示すもので、ここでＶ１は、駆動噴流（好ましくは洗浄媒体）及び、ｖ２は硝酸エステルを示すものである。前記管状リアクターの全長にわたって分配される前記管状リアクター内の静的混合要素Ｍｎ，２、Ｍｎ，３、Ｍｎ，４、Ｍｎ，ｍ−１、Ｍｎ，ｍ＋１の可能な配置は、図２ｃに付加的に図示される。

図３は、酸洗浄（ＷＳ）による鉱酸の分離除去のための、アルカリ洗浄（ＷＡ）によるアルカリ範囲の塩基の存在においてまだ存在する不純物の酸化的分解反応から全ての弱酸物質の除去のための、さらに中性洗浄（ＷＮ）による取り込まれたアルカリ洗浄液の微量物の除去のための３つの段階において本発明の工程の例を示す：
ａ） 段階１において、粗硝酸エステルＮＥ１０に懸濁及び溶解した硫酸及び硝酸が、１段階の酸洗浄ＷＳにおいて新しい水ＷＷ１０で洗浄することによって除去される。駆動噴流として、洗浄水ＷＷ１０と再循環洗浄水ＷＷ１１は、ポンプＰによって、洗浄されるべき硝酸エステルＮＥ１０と共に、噴流ポンプ（噴流装置）を使用して又は噴流ミキサーを介して、付加的混合要素Ｍ１，ｍ＋１を含む管状リアクターに直接的に供給される。前記管状リアクターを通過した後、形成されたエマルションは、分離機Ｓ１において分離される。相分離の後、洗浄媒体は、排水ＷＷ１１として直接的に排出されるか、又は、別の方法として、上述された相比率を設定し、これによって定義された種類のエマルションを設定するために、サブストリームが付加的に循環されるかのいずれかである。鉱酸を分離した硝酸エステルＮＡ１１は、洗浄段階２、いわゆるアルカリ洗浄ＷＡに供給される。
ｂ）段階２において、不純物の酸化的分解反応から、すべての残留する溶解した鉱酸及び他の酸性物質が、１段階のアルカリ洗浄ＷＡにおいて除去されるものである。中性洗浄からの洗浄水ＷＷ１３及び駆動噴流としての再循環洗浄水ＷＷ１２は、洗浄されるべき硝酸エステルＮＥ１１と共にポンプＰによって塩基が付加され、噴流ポンプ（噴流装置）を使用して、又は、噴流ミキサーを介して、付加的混合要素Ｍ２，ｍ＋１を含む管状リアクターに直接的に供給される。管状リアクターを通過した後、形成されたエマルションは、分離機Ｓ２において分離される。７．５より大きいｐＨを有する排水ＷＷ２は、直接的に排出されるか、又は、別の方法として、上述された相比率を設定し、これによって定義された種類のエマルションを設定するために、その一部が循環されるかのいずれかである。不純物の酸化的分解反応から全ての交換及び他の酸性物質が除去された硝酸エステルＮＡ１２は、洗浄段階３、いわゆる中性洗浄ＷＮに供給される。
ｃ）段階３において、アルカリ洗浄からの洗浄媒体の取り込まれた微量物は、段独段階の中性洗浄ＷＮにおいて除去される。駆動噴流としての洗浄水ＷＷ１０及び酸循環洗浄水ＷＷ１３は、ポンプＰによって、洗浄されるべき硝酸エステルＮＥ１２と共に、噴流ポンプ（噴流装置）を使用して，又は、噴流ミキサーを介して、付加的混合要素Ｍ３，ｎ＋１を含む管状リアクターに、直接的に供給される。管状リアクターを通過した後、形成されたエマルションは、分離機Ｓ３で分離される。アルカリの残留微量物と不純物を含む洗浄媒体は、排水ＷＷ１３として直接的に第２の洗浄段階ＷＡに、直接的に導入されるか、又は、別の方法として、その一部が、上述された相比率を設定し、これによって定義された種類のエマルションを設定するために、付加的に循環されるものである。不純物及びアルカリの残留微量物の酸化的分解反応から鉱酸及び他の酸性物質を除去した硝酸エステルＮＥ１３は、さらなる工程に直接的に送られるか、存在する不活性溶剤を除去した後、中間貯蔵施設に送られるものである。

図４は、等温若しくは断熱ニトロ化から粗硝酸エステルの本発明に係る統合洗浄で硝酸エステルの調製のための本発明に係る製造プラントの例を示す。硫酸の存在において硝酸でニトロ化されるアルコールの反応によってニトロ化ユニットＮにおいて形成された粗硝酸エステルＮＥ１０は、分離機Ｓにおける硝化酸の除去の後、本発明による方法において水ＷＷ１０を使用して酸洗浄ＷＳにおいて、洗浄される。相分離の後、全ての洗い出された硫酸及び硝酸を含む結果として生じる排水ＷＷ１１は、吸着プラントＡにおけるニトロ化プラントの排ガス処理から得られる硝酸ＷＮＡと共に、直接的に、又は、ニトロ化に戻される残留酸ＡＳと共にＳＡＣプラントＳＡＣにおいて濃縮された後に、のいずれかで、ニトロ化に戻されるか、処理されるべき排水として排出されるものである。

鉱酸が除去された硝酸エステルＮＥ１１は、本発明の工程にしたがって、塩基の存在において洗浄段階２（いわゆるアルカリ洗浄ＷＡ）における１つの段階で洗浄される。相分離の後、アルカリ洗浄から発生し、７．５〜１３の範囲内のｐＨを有し、さらに不純物の酸化的分解反応から生じる全ての他の酸性物質をまだ含んでいる排水ＷＷ１２は、主配水管に排出される前の付加的処理に供給される。アルカリ洗浄ＷＡから生じる硝酸エステルＮＡ１２は、中性洗浄ＷＮに供給され、本発明の工程によって水ＷＷ１０によって１つの段階において洗浄される。相分離の後、中性洗浄ＷＮから生じる排水ＷＷ１３は、アルカリ洗浄段階２（ＷＡ）に塩基と共に供給される。洗浄された硝酸エステルＮＡ１３は、直接的にさらなる工程に送られるか、又は中間貯蔵施設に導入されるものである。

本発明のさらなる具体例、改良例、変形性は、本発明の範囲を逸脱することなしに、本明細書を読むことによってその技術分野における通常の知識を有する者によって容易に認識し理解されるものである。

本発明は、下記する実施例によって説明されるが、本発明はそれによってそれに限定されるものではない。

硝酸エチルヘキシル（ＥＨＮ）の洗浄
下記する実施例には、ニトロ化から生じる、例えばニトロ化から生じる副産物及び未反応開始化学物質での洗浄されておらず汚染されていない粗硝酸エチルヘキシルが、記載されている。前記対象物は、とりわけ、硝酸（通常の市販の製品仕様書）として演算された３０ｐｐｍより小さい総合酸含有量を得るためのものである。

たとえ本発明の方法若しくは本発明の装置が、下記する実施例において浄化されるべき硝酸エステルとして硝酸エチルヘキシル（ＥＨＮ）を使用して説明されるとしても、本発明の方法及び装置は、それに限定されるものであるが、他の硝酸エステル、例えば、グリセロール、トリメチロールプロパン、プロパンジオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のニトロ化から生じる硝酸エステルに適用可能であり、アルカリ洗浄のための水酸化ナトリウムの代わりに別の塩基を使用して実行されるものである。

実施例１：ＥＨＮの３段階洗浄（本発明による）
実施例１．１：１段階酸洗浄
硫酸（０．１３％）、硝酸（０．８４％）及びエチルヘキサノール（約０．４％）の残留含有量を有するＥＰ１ ７９２ ８９１ Ａ１によるエチルヘキサノールの連続したニトロ化から生じる非洗浄硝酸エチルヘキシル（ＥＨＮ）は、６７ｇ／ｍｉｎの脱塩された水と１：１の比率の演算された洗浄用酸と共に、室温（約２１℃）で、中央噴流として洗浄媒体を使用する噴流ミキサー（噴流装置）によって、３つの静的混合要素を付加的に有する管状リアクターに供給された。管状リアクターの滞留時間は、５秒以内であった。管状リアクターの全長にわたる圧力降下は、（約９０ジュール／リットルの混合エネルギーに対応する）約０．９バールであった。相分離の後、ＥＨＮは、また、約２７００ｐｐｍの（硝酸として報告される）酸；０．２５％の硫酸及び約１．６５％の硝酸を含んだ洗浄水を含んでいた。

実施例１．２：１段階アルカリ洗浄
（硝酸として報告される）約２７００ｐｐｍの酸の残留含有量を有する実施例１．１（１３３．３ｇ／ｍｉｎ）による酸洗浄から生じる硝酸エチルヘキシル（ＥＨＮ）が、アンモニア（０．１６％、いわゆる１０％超過）を含有する６７ｇ／ｍｉｎの水溶液と１：１の比率の循環洗浄液と共に、室温（約２１℃）で、中央噴流としての洗浄媒体を使用する噴流ミキサー（噴流装置）によって、３つの静的混合要素を付加的に有した管状リアクターに供給された。中央噴流と洗浄されるＥＨＮとの間の相対速度は、約８：１であった。前記管状リアクターにおける滞留時間は、５秒以内であった。前記管状リアクターの全長にわたる圧力降下は、（約９０ジュール／リットルの混合エネルギーに対応する）０．９バールであった。相分離の後、ＥＨＮは、（硝酸として報告される）酸約２９ｐｐｍを含有した。

実施例１．３：段独段階中性洗浄
（硝酸として報告される）約２９ｐｐｍの酸の残留含有量を有する実施例１．２（１３３ｇ／ｍｉｎ）によるアルカリ洗浄から生じる硝酸エチルヘキシル（ＥＨＮ）が、６７ｇ／ｍｉｎの脱塩された水と１：１の比率の循環洗浄水と共に、室温（約２１℃）で、中央噴流としての洗浄媒体を使用する噴流ミキサー（噴流装置）によって、３つの静的混合要素を付加的に有した管状リアクターに供給された。中央噴流と洗浄されるＥＨＮとの間の相対速度は、約８：１であった。前記管状リアクターにおける滞留時間は、５秒以内であった。前記管状リアクターの全長にわたる圧力降下は、（約９０ジュール／リットルの混合エネルギーに対応する）０．９バールであった。相分離の後、ＥＨＮは、（硝酸として報告される）酸約０．１ｐｐｍを含有した。

実施例２：ＥＨＮの洗浄（比較）
実施例２．１：１段階アルカリ洗浄
（硝酸として報告される）約２７００ｐｐｍの酸の残留含有量を有する実施例１．１（１３３．３ｇ／ｍｉｎ）による酸洗浄から生じる硝酸エチルヘキシル（ＥＨＮ）が、アンモニア（０．１６％、いわゆる１０％超過）を含有する６７ｇ／ｍｉｎの水溶液と１：１の比率の循環洗浄液と共に、室温（約２１℃）で、中央噴流としての洗浄媒体を使用する噴流ミキサー（噴流装置）によって、３つの静的混合要素を有しない管状リアクターに供給された。中央噴流と洗浄されるＥＨＮとの間の相対速度は、約８：１であった。前記管状リアクターにおける滞留時間は、５秒以内であった。前記管状リアクターの全長にわたる圧力降下は、（約１０ジュール／リットルの混合エネルギーに対応する）０．１０バールであった。相分離の後、ＥＨＮは、（硝酸として報告される）酸約１２００ｐｐｍを含有した。

実施例２．２：１段階中性洗浄
（硝酸として報告される）約１２００ｐｐｍの酸の残留含有量を有する実施例２．１（１３３．３ｇ／ｍｉｎ）によるアルカリ洗浄から生じる硝酸エチルヘキシル（ＥＨＮ）が、６７ｇ／ｍｉｎの脱塩された水と１：１の比率の循環洗浄水と共に、室温（約２１℃）で、中央噴流としての洗浄媒体を使用する噴流ミキサー（噴流装置）によって、静的混合要素を有しない管状リアクターに供給された。中央噴流と洗浄されるＥＨＮとの間の相対速度は、約８：１であった。前記管状リアクターにおける滞留時間は、５秒以内であった。前記管状リアクターの全長にわたる圧力降下は、（約１０ジュール／リットルの混合エネルギーに対応する）０．１０バールであった。相分離の後、ＥＨＮは、（硝酸として報告される）酸約４５６ｐｐｍを含有した。

実施例３：ＥＨＮの１段階洗浄（本発明による）
硫酸（０．１３％）、硝酸（０．８４％）及びエチルヘキサノール（約０．４％）の残留含有量を有するＥＰ１ ７９２ ８９１Ａ１によるエチルヘキサノールの連続した洗浄されていない硝酸エチルヘキシル（ＥＨＮ）（１３４．７ｇ／ｍｉｎ）は、アンモニア（０．６％）を含有する水溶液６７ｇ／ｍｉｎと比率１：１の循環洗浄液と共に、中央噴流としての洗浄媒体を使用する噴流ミキサー（噴流装置）によって、室温（約２１℃）で、６つの静的混合要素を付加的に含んだ管状リアクターに導入された。中央噴流と洗浄されるＥＨＮとの間の相対速度は、約８：１であった。管状リアクターにおける滞留時間は、５秒以内であった。前記管状リアクターの全長にわたって圧力降下は、（約１８０ジュール／リットルの混合エネルギーに対応する）約１．８バールであった。相分離の後、ＥＨＮは、（硝酸として報告される）約２６ｐｐｍの酸を含んでいた。

Claims (7)

1. 脂肪族若しくは脂環式硝酸エステルの調製において得られる不純物を除去する方法において、
   少なくとも１つの洗浄媒体による処理によって、残留硝化酸を除去した後、ニトロ化可能な一価若しくは多価の脂肪族若しくは脂環式アルコールのニトロ化において得られる粗硝酸エステルから不純物を除去する工程を具備する方法であって、該方法が：
   （ａ）第１に、前記粗硝酸エステルが、洗浄媒体に接触し、前記粗硝酸エステル及び洗浄媒体は、エマルションが結果として生じるように、お互いに分散され、該エマルションの生成が、分散装置によって実行される工程段階；且つ、
   （ｂ）それに続いて、結果として生じるエマルションは、付加的な混合エネルギーを導入するための混合要素を備えた管状リアクターに供給され、前記粗硝酸エステルに最初から存在する不純物は、前記エマルションが前記管状リアクターを通過する間に、少なくとも部分的に除去され、前記粗硝酸エステルに最初から存在する不純物は、少なくとも部分的に前記洗浄媒体に移動し、前記エマルションが前記管状リアクターを通過する間、それによって中和化されると共に、前記混合要素は、静的混合要素として形成され、且つ前記混合要素毎の圧力降下は、０．２バール〜３．０バールの範囲内である工程段階を具備することを特徴とする方法。
2. 前記分散装置は、噴射ミキサー若しくはポンプであること、且つ、前記分散装置は、前記管状リアクターの上流側に配置されることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記分散装置は、中央駆動噴流と、管状噴流の形の駆動噴流の周りを回る媒体を生成する噴射ミキサー若しくはポンプであること、前記駆動噴流は洗浄媒体によって形成され、前記管状噴流は、浄化される粗硝酸エステルによって形成されることを特徴とする請求項１記載の方法。
4. 前記管状リアクターにおける浄化される粗硝酸エステルの滞留時間は、０．０５〜１３０秒であること；且つ、
   浄化される粗硝酸エステルと洗浄媒体の間の質量比率は、２５０：１〜１：２０の範囲内に設定されることを特徴とする請求項１記載の方法。
5. 少なくとも１つの塩基が洗浄媒体に加えられると共に、前記塩基が、無機水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩並びにアンモニア、及びそれらの混合物若しくは結合物からなる群から選択されることを特徴とする請求項１記載の方法。
6. 前記工程段階（ａ）及び（ｂ）は、繰り返し実行されると共に、それぞれの場合において工程を通過した後生じる浄化された粗硝酸エステルが、それに続いて通過する工程に再び供給されることを特徴とする請求項１記載の方法。
7. 前記工程段階（ｂ）に続いて、相分離装置において洗浄媒体から不純物を除去した硝酸エステルの分離が実行されること；且つ、
   前記洗浄媒体は、洗浄媒体から不純物が除去された硝酸エステルの分離の後、再利用されることを特徴とする請求項１記載の方法。

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