Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia nitrobenzenu, zwlaszcza mononitrobenzenu w mieszaninie kwasowej.Nitrowanie aromatycznych weglowodorów jest procesem o wielkiej wadze handlowej. Szczególnie wazne jest mononitirowanie benzenu.Znanych jest wiele sposobów nitrowania aroma¬ tycznych weglowodorów. Wytwarzanie mononitro¬ benzenu, okreslonego tutaj jako nitrobenzen, bylo procesem okresowym, z typowymi czynnikami ni¬ trujacymi byla mieszanina kwasów o poczatkowych zawartosciach okolo 32% HN03, 60% H2SO4 i 8% wody (wszystkie czesci, procenty i proporcje w tym opisie sa w postaci wagowej, o ile nie jest to zaznaczone w inny sposób). Reakcja jest wysoce egzotermiczna, a proces — potencjalnie wybucho¬ wy. Z rozmaitych przyczyn — jedna z nich jest bezpieczenstwo — reakcje kontroluje sde przez po¬ wolne dodawanie jednego reaigenta do drugiego i odprowadzanie ciepla reakcji przez zewnetrzne chlodzenie. Poczatkowa temperatura reakcji wy¬ nosi okolo 60°C, ale moze podniesc sie do okolo 90°C w koncowym etapie reakcji.Jak wiadomo, koncowa pozostalosc po reakcji wystepuje w postaci dwufazowego ukladu-nitro- benzenu i kwasu siarkowego, rozcienczonego pro¬ duktem ubocznym, jakim jest woda. Kwas siarko¬ wy mozna oddzielac przez dekantacje i, z przyczyn ekonomicznych, powinien byc on denitrowany i ii 1S ponownie zatezany; proces ten wymaga istotnych kosztów.Inne sposoby wytwarzania nitrobenzenu zostaly ipodame w opisie patentowym jStalnów Zjednoozo- nych Ameryki nr 2 256 999 (1941). W procesach tych, mieszanina kwasowa zawiera poczatkowo iminiej niz 10% HNO3, tootzyistaie 2—6% HNO* Poczatkowa temperatura reakcji wynosi okolo 90oC (uzyskuje sde ja przez zmieszanie H2SO4 i HNOa), a koncowa temperatura reakcji wynosi okolo 110 C. Mala ilosc HNO3 ulatwia jego calko¬ wita reakcje z substancjami organicznymi. Omija to koniecznosc denitrowania kwasu przed jego po¬ nownym zatezeniem i pozwala zachowac cieplo reakcji w zawracanym kwasie.Poza procesami okresowymi z zastosowaniem mieszaniny kwasów, nitrobenzen mozna takze wy¬ twarzac w procesach ciaglych z mieszanina kwa¬ sów oraz w procesach z kwasem azotowym, bez uzycia kwasu siarkowego.Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2773(911 — (Dubois i in (1956)) podaje ciagly proces nitrowania benzenu w mieszaninie kwasów w temperaturze 46—93°C. Wyciek reakcyjny od¬ dziela sie w postaci dwóch faz, porównywalnych z fazami, wystepujacymi przy okresowym nitro¬ waniu. Fazy te poddaje sie procesowi oczyszczania nitrobenzenu i ponownego zatezenia zuzytego kwasu.Othmer i in. w „Industrial Engineering Chemis- 106 450106 450 try 34, 286 (1942), opisali nitrowanie benzenu kwa¬ sem azotowym bez kwasu siarkowego, przy czym nadma^r wody usuwa sie w postaci azeotropu z benzenem. Równiez prowadzone byly inne prace nad azeotropowym usuwaniem wody z procesu nitracji samym kwasem azotowym. Opisy paten¬ towe Stanów Zjednoczonych Ameryki nr, nr 2 435 314 i 2 435 544 podaja, ze destylacja pozwala zastapic odwadniajacy wplyw kwasu siarkowego.Chociaz te opisy przedstawiaja pewne reakcje nitrowania w temperaturze od 130—150°C, nitro¬ wanie bennzenu odbywa sie w temperaturach do 100°C.Opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 739 174 dotyczy nitracji benzenu i toluenu w 100—120°C tylko kwasem azotowym i stosowania azeotropowej destylacji dolnego strumienia do od¬ dzielenia nitrowanego weglowodoru i wody z HN03.Jednak wszystkie te procesy, stosujace sam kwas azotowy bez kwasu siarkowego, sa ponizej opti¬ mum, z punktu widizenaa przemyslowego, takiego jak szybkosc reakcji. Temperature reakcji ogra¬ nicza sie w celu zmniejszenia niebezpiczenstwa, a wytwarzanie utlenionych produktów ogranicza sie za pomoca niskiego stezenia kwasu azotowego.Próbe polaczenia nitrowania mieszaninami kwa¬ sowymi i azeotropowej destylacji wody i benzenu wskazuje opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 370 558, w którym przy mononitro- wandu benzenu w procesie okresowym i ciaglym w zakresie temperatur 45—60°C isrtiwieirdizonos ze mo¬ ze ono byc równiez prowadzane w temperaturze 40—90°C. W celu ulatwienia odprowadzania aze¬ otropu benzenu i wody stosuje sie zmniejszone cisnienie. Stwierdzono, ze wyzsza temperatura re¬ akcji jest niebezpieczna i trudna do kontrolowania; chociaz szybkosci reakcji majace miejsce w tych procesach nie sa {ak duze, jakie stosuje sie w dzisiejszych, nowoczesnych operacjach.W zwiazku z tym, pozadane jest wynalezienie procesu, który móglby przebiegac wydajnie i z wieksza szybkoscia produkcji niz to bylo mozliwe dotychczas, a przy tym riie bylby niebezpieczny.Przedmiotem wynalazku jest ciagly sposób aze¬ otropowej nitracji benzenu, który polega na tym, ze — wprowadza sie swiezy benzen i kwas azoto- towy w przyblizeniu w stechiometrycznych pro¬ porcjach, do zbiornika reakcyjnego zawierajacego nitrobenzen, benzen i kwas siarkowy, przy czym — miesza sie skladniki w zbiorniku reakcyjnym i prowadzi sie reakcje benzenu z kwasem azoto¬ wym yt zakresie temperatur 120°—160°C — oparo- wujac azeotropowo faza wodna, zawierajaca kwas azotowy i faze weiglowodorowa, zawierajaca ben¬ zeny i nitrobenzen przy jednoczesnym zawracaniu azeotropu do zbtiornika reakcyjnego.Azeotrop, skrapla sie oddziela faze wodna i faze w.e^owodorowa.Nadmiar benzenu wprowadza sie do zbiornika reakcyjnego, w celu zachowania calosci benzenu wyjsciowego w zbiorniku reakcyjnym w ilosci oko¬ lo stechdometrycznej wzgledem wprowadzonego tam kwasu azotowego i wzmozenia odparowywania azeo¬ tropu przy czym omawiany nadmiar benzenu stosuje 40 45 50 59 jako zawracany strumieniem fazy weglowodoro¬ wej ze skroplonego azeotropu l\th jako swiezy benzenu albo jako mieszanina tych .dwóch. — Mie¬ szanine flowasófw d nitrobenzen odprowadza* sie ze zbtorndlka reakcyjnego, oddizdela sie nitrobenzen jako produkt, a kwasy zawraca sie do zbiornika reakcyjnego, przy czym stezenie kwasu siarkowego w zbiorniku reakcyjnym utrzymuje sie w zakresie 55—70% wagowych wzgledem kwasu siarkowego z obecnoscia wody przez regulowanie temperatury oraz szybkosci wprowadzania kwasu azotowego I benzenu do zbiornika reakcyjnego.Korzystnie azeotrop odprowadza sie na zewnatrz, skrapla sie i rozdziela sie na fazy — wodna i we¬ glowodorowa przez dekantacje. Takze korzystne jest oddzielanie kwasów i nitrobenzenu #e stru¬ mienia dolnego przez dekantacje. Ogrzewanie i mieszanie skladników w zbiorniku reakcyjnym mozna wspomóc przez rozpryskiwanie benzenu, czesciowo lub calkowicie gazowego, poprzez inne skladniki w postaci cieklej.Stezenie kwasu siarkowego w zbiorniku reakcyj¬ nym utrzymuje wzglednie stala wartosc przez zde- kantowanje, ze skroplonego azeotropu wody w ilosci okolo równej ilosci wody dodanej do zbior¬ nika reakcyjnego z kwasem azotowym i wytworzo¬ nej w reakcji chemicznej kwasu azotowego i ben¬ zenu.W celu odzyskania optymalnej ilosci energii 1 wydajnosci materialów w procesie mozna stosowac zawracanie strumieni, miedzy innymi benzen usu¬ wany w dolnym strumieniu zawraca sie do zbior¬ nika reakcyjnego. Takze azeotrop, odprowadzany na zewnatrz ze zbiornika reakcyjnego, mozna de¬ stylowac, w celu obnizenia stezenia kwasu azoto¬ wego, przed oddzieleniem fazy weglowodorowej od fazy wodnej.Korzystne jest utrzymywanie w zbiorniku reak¬ cyjnym cisnienia okolo 1 atmosfery i ponizej 2 atmosfer. Równiez wyzsza wydajnosc materdaftowa uzyskuje sie przez zapobieganie nadmiernym ste¬ zeniom kwasu azotowego w zbiorniku reakcyjnym i utrzymywanie stezenia kwasu azotowego w fazie wodnej skroplonego azeotropu ponizej okolo 4%, korzystnie ponizej okolo 2,5%.Zalaczony rysunek przedstawia schematycznie proces, ilustrujacy korzystna realizacje wynalazku.Istota wynalazku jest odkrycie, ze mononitro- wanie benzenu mieszanina kwasowa mozna prze¬ prowadzic bezpiecznie i z wieksza wydajnoscia w temperaturach o wiele wyzszych niz poprzednio stosowano.Nadmiar wody usuwa sie góra, w postaci, aze¬ otropu z benzenem, dostatecznie szybko w celu za¬ pewnienia katalitycznego wplywu silnie stezonego kwasu siarkowego. Pozwala to utrzymac njjs&ie stezenie kwasu azotowego w Eibdorndikiu reakcyjnym i azeotropie i zmniejszyc niebezpieczenstwo lokal¬ nego nadmiaru stezenia kwasu azotowego oraz zmniejszyc straty materialów w postaci kwasu azotowego w górnej czesci wskutek powstawania dwunitrobenzenu. Ze wzgledów ekonomicznych^ wazny jest fakt, ze nadmiarem wody usuwanym z góry i stezeniem kwasu azotowego, utrzymywa¬ nym na niskim poziomie, eliminuje sie potrzebe106 450 stezenia ponownego kwasu siarkowego w dolnym strumieniu. Kwasy oddzielone w dolnym dekante- rze mozna bezposrednio i ciagle zawracac do zbior¬ nika reakcyjnego.Ponadto stosowanie temperatury reakcji ponad 120°C ulatwia odparowywanie azeotropu pod cis¬ nieniem atmosferycznym lub wyzszym. Eliminuje to koniecznosc inwestowania w drogie aparaty prózniowe i pompy. Tak wysokie temperatury wywoluja duze szybkosci reakcyjne przy danych parametrach, pozwalajac obnizyc naklady inwe¬ stycyjne na, zmniejszona aparature. Wysokie tem- peraitury równiez ulatwiaja szybkie oddzielenie przez dekantacje, umozliwiajac szybka produkcje.Skladnika stosowane do reakcji; benzen i kwasy — azotowy i siarkowy, powinny posiadac odpowiednia jakosc handlowa. Stosowany kwas siarkowy mozna miec moc 50—85% wzgledem wody i kwasu; powin¬ na byc ona utrzymywana na poziomie 65% w cza¬ sie reakcji. Dla wyposazenia uzywa sie odpowied¬ nie kwasoodpome znane materialy konstrukcyjne takie, jak stale wylozone szkliwem.Wyposazenie sklada sie z czterech glównych elementów, którymi sa: zbiornik reakcyjny 20, kondensator 21, górny dekanter 22 i dolny dekan- ter 23 odpowiednio ze soba polaczone, jak poka¬ zano na rysunku.W zbiorniku reakcyjnym skladniki tworza dwie fazy, jedna nieorganiczna i druga organiczna. Faze nieorganiczna stanowi woda, kwasy siarkowy i azotowy. Faza organiczna sklada sie glównie z mononitrobenzenu z pewna iloscia benzenu i slado¬ wej ilosci produktów ubocznych, obejmujacych produkt utlenienia dwunitrofenol i prawdopodob¬ nie niewielka ilosc dwunitrobenzenu.W czasie reakcji obie fazy sa dokladnie mie¬ szane za pomoca odpowiedniego urzadzenia. W pewnych przypadkach mieszanie mozna zapewnic przez zastosowanie mechanicznego mieszania lub przez wprowadzanie surowych substancji aroma¬ tycznych w postaci par przez pewna liczbe otwo¬ rów ponizej powierzchni cieczy w reaktorze. Ko¬ rzystne jest babelkowanie par przez ciecz reak¬ cyjna z belkotki umieszczonej w poblizu dna zbiornika reakcyjnego.Wzgledne ilosci faz moga sie róznic w szerokim Ziakresie, stosunek objetosci substancji organicznej do substancji nieorganicznej zmienia sie od okolo 0,1—9,0, a korzystne jest, jesli wynosi okolo 1,0.Aby przeprowadzic proces nitrowania, sposobem wedlug wynalazku, przewodem 1 napelnia sie zbiornik reakcyjny 20 i dolny dekanter 23 kwasem siarkowym o stezeniu 65% i nitrobenzenem. Za¬ wartosc, ogrzana do itemperaitury reakcji cyrkiudaije od zbiornika reakcyjnego 20 do dolnego dekantera przewodem 16 i z powrotem do zbiornika reakcyj¬ nego 20 przewodem 17. Nastepnie do tej cyrkulu- jacej zawartosci zaczyna sie doprowadzac ciagly strumien benzenu i równowazna ilosc kwasu azo¬ towego o odpowiednim stezeniu, takim jak 63%.Poczatkowo benzen wprowadza sie w ilosci okolo stechioniefbrycznej wzgledem (kwasu azotowego wprowadzonego dk EJbiarmika reaiklcyjnego, w celu ulatwienia wytworzetniia azeolfcrolpu.Jednakze przy ustalonym przebiegu reakcji do- 40 45 50 55 60 datek swiezego benzenu i kwasu azotowego powi¬ nien byc zasadniczo równowazny stechiometrycz- nemu w granicach paru procent. Zawracany ben¬ zen pozwala utrzymywac pewien nadmiar benzenu w zibiiormikiu reakcyjnym i zapewnila tworzenie azeotropu. Dla przebiegu reakcji wystarczajace jest cisnienie afcmosferyczne, ale mozna ja przystosowac do cisnienia nizszego lub wyzszego. Instalowanie wyposazenia do pracy pod zmniejszonym cisnie¬ niem i do pracy pod wysokim cisnieniem nie jest konieczne.W reakcji nitrowania, uwalnia sie energia ciep¬ lna, która jset zuzywana do azotropcwej desylo- cji dwufazowej cieczy, zawierajacej wode z mala iloscia kwasu azotowego oraz benzen z mala ilo¬ scia nitrobenzenu, a destylacja odbywa sie z mie¬ szaniny reakcyjnej przewodem 6. Pary ^ destylacji przechodza do kondensatora 21, gdzie ulegaja skro¬ pleniu, ar kondensat przechodzi prewodem 7 do górnego dekantera 22. Górny dekanter 22 rozdziela kondensat na dwie warstwy: warstwe organiczna i warstwe wodna. Zazwyczaj warstwa wodna jest wydalana przewodem sciekowym 9, a warstwa organiczna jest zawracana przewodami 11, 13 oraz przewodami 12 i 14 do zbiornika reakcyjnego, jak omówiono ponizej, Wzgledne proporcje benzenu i nitrobenzenu w fazie organicznej sa zalezne od tego, czy górna faza jest faza wodna czy organicz¬ na. Nalezy tak prowadzic proces, aby faza orga¬ niczna powracala do zbiornika reakcyjnego 20.Cyrkulowanie mieszaniny reakcyjnej do dolnego dekantera 23 odbywa sie przelewem ZB i przewo¬ dem 16 iw czasie okresu zasdilania kwasem azoto¬ wym i benzenem W dolnym dekanterze 23 miesza¬ nina reakcyjna rozdziela sie na dwie warstwy — organiczna i nieorganiczna Poniewaz konieczne jest utrzymywanie w reaktorze pozadanej objetosci re¬ agujacej, substancje organiczna doprowadza sie przez destylacje azeotropowa z dolnego dekantera 23 przewodem 15, poidiczajs gdy substancje organi¬ czna zawraca sie do reaktora. Wytworzony nitro¬ benzen latwo oczyszcza sie z tych odprowadzanych substancji Benzen, oddestylowany w czasie rafina¬ cji, mozna zawracac do zbiornika reakcyjnego 20.Dzieki temperaturom stosowanym w czasie reakcji oraz niskiemu stezeniu kwasu azotowego tworzy sie wzglednie malo dwunitrobenzenu. Jest to po¬ zadane, poniewaz dwunitrobenzen stanowi klopot¬ liwe zanieczyszczenie nitrobenzenu zatezajace sie w czasie przemiany nitrobenzenu w aniline. Pro¬ dukt utleniania — dwunitrofenol, który tez sie tworzy, nie jest tak klopotliwy.Kwas siarkowy mozna dodawac przewodem 1 w celu uzupelnienia malej ilosci, która mogla zostac usunieta przewodem 15 razem z produktem! W razie potrzeby, szczególnie w czasie urucha¬ miania, mozna doprowadzic przewodem 18 obo¬ jetny gaz w celu usuniecia przewodem 8 w górnej czesci kondensatora 21 takich gazów, jak tlenki azotu. Kondensator 21 moze byc chlodzony w do¬ wodny sposób, izwykle przez zastosowanie zimnej wody, czego nie pokazano.Temperatura mieszaniny reakcyjnej w zbiorniku reakcyjnym 20 w znacznym itc-pniu wynika z egzotermicznego charakteru reakcji benzenu z kwa-106 450 sam azotowym. Aby w pelni wykorzystac zalety wynalazku mozna zastosowac dodatkowe urzadze¬ nia, zapewniajace kontrole temperatury.W zbiorniku reakcyjnym 20 mozna zastosowac zewnetrzne lub wewnetrzne wezównice grzejne za- 5 silane para. Dodatkowo lufo ewentualnie zmienna proporcje benzenu zasilajacego i benzenu zawra¬ canego mozna utrzymywac droga odparowywania w wyparce 24. Dalsza kondensacja benzenu oddaje cieplo mieszaninie reakcyjnej. Tak wiec, swiezy 10 benzen dodawany rozdziela sie na czesc idaca przewodem 5 i 14 do wyparki 24 i stad przez bel- kotke 25 na dole zbiornika reakcyjnego oraz na czesc idaca bezposrednio, w postaci cieklej prze¬ wodem 4 do zbiornika reakcyjnego 20. Takze ben- 15 zen -zawracamy z górnego dekainitera 22 przewodem rozdziela sie na czesc idaca przewodem 12 i 14 do wyparki 24, a stamtad do foelkotki 25 oraz czesc idaca w postaci cieklej przewodem 11 i 13 do zbiornika reakcyjnego20. 20 Odpowiednie urzadzenia kontrolne umozliwiaja mierzenie temperatury w róznych punktach ukladu, a szczególlniie w zlbiomilku reakcyjnymi 20. Tempera¬ tura okresla ilosc azeotropowego destylatu, a tym samym stezenie kwasu siarkowego w zbiorniku » reakcyjnym. W celu uzyskania odpowiedniei tem¬ peratury mozna stosowac reczne lub automatyczne sterowanie do rozdzielenia benzenu na czesc ciekla, wprowadzana do zbiornika reakcyjnego 20 i czesc idaca przez wyparke 24, wprowadzana do zbiorni- » ka reakcyjnego 20 w postaci gazowej. Ewentualnie w celu oddania ciepla, stosuje sie wewnetrzne wezównice lub zewnetrzne plaszczowe wymienniki ciepla, nie .pokazane na rysunku. Równiez szyb¬ kosc zasilania benzenem i kwasem azotowym, dzie- M ki egzotermicznym warunkom, wplywa na tem¬ perature. Pozadane jest utrzymywanie stezenia kwasu azotowego w azeotropie tak niskiego, jak tylko to jest mozliwe. Mozna go mierzyc w prze¬ wodzie 6 lub pomiedzy przewodem 6 a sciekowym *° przewodem 9.Temperatura w zbiorniku reakcyjnym 20 i zwia¬ zane z tym stezenie kwasu siarkowego wplywa na stezenie kwasu azotowego w azeotropie i moze byc regulowane w celu uzyskania minimalnego stezenia kwasu azotowego.Przyklad I. W przykladzie tym nitrowano benzen sposobem ciaglym w 130°C pod cisnieniem atmosferycznym, otrzymujac glównie mononitro- w benzen.Nitrator zaladowano miesizanina 440 czesci H^O* (100% bazy) 106 czesci wody i 300 czesci nitro¬ benzenu. Mieszanina w spoczynku zajmuje okolo 3/4 reaktora. Do mieszaniny tej dodano w ciagu 14,5 godizdn 2130 czesci 70% HNOs d 2100 czesci surowego benzenu (temperatura wrzenia w przy¬ blizeniu 80°C). Reaktor o temperaturze 130°C i cis¬ nieniu atmosferycznym zasilono benzenem i kwa¬ sem azotowym o temperaturze otoczenia.W reaktorze czesc benzenu nitruje sie do mo- nonitrobenzeniu, wytwarzajac wode jako pólpro¬ dukt. Woda w postaci pary wraz z innymi parami z procesu opuszcza reaktor i przechodzi do kon- 55 60 derosatora, kondensat sklada sie z 1020 czesci fazy wodnej zawierajacej 1,3% kwasu azotowego i 3305 czesci fasy organicznej (3060 czesoi foanzenu i 245 czesci nu.trc|beinjzeou). Fazy rozdzielono w górnym dekan/temze, faze wodna usuwai sie a faze organicz¬ na (zawraca w terniperalturze ototazentia do reakto¬ ra.Podczas reakcji jest utrzymywany staly poziom cieczy w reaktorze na skutek azeotropowego od¬ parowywania cieczy z reaktora. Odparowana ciecz przenosi sie do dolnego dekantora, z którego faze orgainicizna, Klozoma z 28-50 cizejsci mononitrofoen- zenu, 220 czesci benzenu i sladowych ilosci dwu- nitrobenzenu i dwunitrofenolu, przenosi sie do magazynu produktu. W dolnym dekanterze pozo¬ staje równiez warstwa wodna z kwasu siarkowego, która zawraca sie do reaktora.W trakcie pracy w kondensatorze zbieraja sie tlenki azotu, które usuwa sie przez wprowadzenie azotu do gazowej przestrzeni reaktora.Przyklad II—IV. Przygotowano szereg mie¬ szanin reakcyjnych, zlozonych w przyblizeniu z równych objetosci (1500 ml) nitrobenzenu i 65%-wego kwasu siarkowego. Kazda mieszanine umieszczona w zbiorniku reakcyjnym, ogrzewano mieszajac do pozadanej temperatury reakcji w zakresie 120—150°C. Przy wskazanej temperaturze, przez belkotke w poblizu dna zbiornika zaczynano wprowadzac czesciowo odparowany strumien ben¬ zenu, zawierajacy pewna ilosc nitrobenzenu. Wkrót¬ ce potem równiez zaczeto wprowadzac wodny roz¬ twór kwasu azotowego w takich warunkach, aby pary opuszczajace reaktor mogly byc skraplane bez wiekszego powrotu do zbiornika reakcyjnego, a nastepnie dekantowaino skroplone fazy. Zdekanto- wana faze organiczna, zawierajaca benzen i nitro¬ benzen, lacznie ze swiezym benzenem, wprowadza¬ no w postaci czesciowo odparowanego strumienia poprzez /belkotke. Zdekanltcwama faze wodna izbie- rano na zewnatrz i analizowano na zawartosc kwa¬ su azotowego. Szybkosc zasilania przez belkotke regulowano tak, aby uzyskac szybkosc zbierania dekantowanej fazy wodnej, przyjetej za wode, równa szybkosci zasilania ukladu woda z kwasu azotowego plus szybkosc tworzenia wody w reakcji nitrowania.Ciecz zawarta w naczyniu, przekraczajaca pier¬ wotny poziom napelnienia o objetosc zwiekszona przez utworzenie nitrobenzenu, przelewala sie przez przelew. Strumien przelewowy rozdzielano na dwie fazy przez dekantacje. Faze kwasu siarkowe¬ go po pobraniu próbek do analizy zawracano do reaktora. Faze organiczna, zawierajaca glównie nitrobenzen, odbierano jako produkt. Temperatu¬ re zawartosci zbiornika reakcyjnego regulowano przez ogrzewanie zewnetrznym grzejnikiem elek¬ trycznym. Po kilku godzinach uklad reakcyjny osiagal stan równowagi pod wzgledem skladu pobieranych próbek, a wyniki zapisywano jako charakterystyczne dla konkretnie stosowanej tem¬ peratury, stezenia kwasu siarkowego, szybkosci za¬ silania kwasem azotowym i stezenia kwasu azoto¬ wego. W szeregu przeprowadzonych w ten sposób eksperymentów uzyskano nastepujace wyniki:Tablica 1 1* Przyklad Temperatura °C Stezenie H2SO4 w "% Szybkosc zasilania HNOa g/lmin Zawartosc nitrobenzenu w produkcie % Zawartosc HNOs % w w oddestylowanej wodzie II 120 55,2 14,8 92 14,4 III 140 65,6 14,1 95 2,1 IV. 150 69,2 14,6 97 2.9 V 130 66,1 13,7 92 3,5 VI \ 149 66,7 i ,0 i 97 1.5 | Powyzsze wyniki ilustruja korzysci plynace 7 prowadzenia realkcjii iw wyzszej (teimtperaiturze' (140 do 150°C w stosunku dlo 1200C)poflegaja!cei na uzy¬ skaniu wyzszego stopnia przemiany benzenu w nitrobenzen i zmniejszeniu strat kwasu azo¬ towego w fazie wodnej z azeotropowej de¬ stylacji. Optymalna wydaje sie temperatura 140°C i stezenie kwasu siarkowego okolo 65,6%.Przyklad VII. Tablica ponizej przedstawia szybkosci przeplywu, w jednostkach wagowych, dla róznych przewodów ukazanych na rysunku, dla zbiornika reakcyjnego pracujacego w 140°C i przy okolo 65 procentowym stezeniu kwasu siar¬ kowego.Tablica 2 Przewód Benzen Nitrobenzen Woda Kwas siarko¬ wy Kwas azoto¬ wy Gazy Ogólna ilosc 1 6 205.0 565.2 16 770.2 3 13 674.7 13 674.7 4 4 230.6 4 230.6 6 23 610.7 13 382.2 9 120.4 178.1 39.0 46 330.4 7 23 573.2 13 382.2 9 118.0 178.1 46 251.5 9 18.5 .0 9 040.9 178.1 9 247.5 talblica 2 c.d.Przewód Benzen Nitroben¬ zen Dwunitro- fenol Woda Kwas siar¬ kowy Kwas azo¬ towy Ogólna 1 ilosc 23 554.8 13 372.2 77.1 37 004.0 11 12 7 287.3 16 267.5 4 137.0 9 235.2 23.8 53.2 11 448.1 25 555.9 13 11 517.9 4 137.0 23.8 678.7 14 711.6 9 235.2 53.2 000.0 865.7 000.0 102U .0 136.0 24.1 21 148.0 16 865.7 000.0 102.1 9 823.5 18 530.0 56.8 49 378,1 17 9 803.5 18 394.0 32.6 28 230.1 PL PL PL PL PL