UA118056C2 - Спосіб видалення забруднюючих речовин з динітротолуолів - Google Patents

Спосіб видалення забруднюючих речовин з динітротолуолів Download PDF

Info

Publication number
UA118056C2
UA118056C2 UAA201700982A UAA201700982A UA118056C2 UA 118056 C2 UA118056 C2 UA 118056C2 UA A201700982 A UAA201700982 A UA A201700982A UA A201700982 A UAA201700982 A UA A201700982A UA 118056 C2 UA118056 C2 UA 118056C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
washing
omt
dinitrotoluenes
gas
unit
Prior art date
Application number
UAA201700982A
Other languages
English (en)
Inventor
Хайнріх Германн
Йюрген Пьольманн
Мірко Гендель
Йюрген Гебауер
Тім Бергманн
Original Assignee
Йозеф Майснер Гмбх Унд Ко. Кг
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 Йозеф Майснер Гмбх Унд Ко. Кг filed Critical Йозеф Майснер Гмбх Унд Ко. Кг
Publication of UA118056C2 publication Critical patent/UA118056C2/uk

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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/04Solvent extraction of solutions which are liquid
    • B01D11/0488Flow sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D19/00Degasification of liquids
    • B01D19/0005Degasification of liquids with one or more auxiliary substances
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24Stationary reactors without moving elements inside
    • 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24Stationary reactors without moving elements inside
    • 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
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/582Recycling of unreacted starting or intermediate materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

Винахід стосується способу очистки сирових динітротолуолів, що утворилися в результаті динітрування толуолу у присутності суміші азотна кислота/сірчана кислота, та пристрою або обладнання для здійснення цього способу, та також відповідного продукційного обладнання для одержання динітротолуолу, який характеризується тим, що (а) сирові динітротолуоли спочатку піддають промиванню при використанні принаймні одного промивного середовища після відокремлення нітрувальної кислотної суміші, після чого здійснюють відокремлення промивного середовища; та (b) після цього промиті динітротолуоли, що одержані в результаті етапу (а) способу, піддають відгонці обробці відпарним газом при використанні принаймні одного відпарного газу за відсутності пари.

Description

Даний винахід відноситься до галузі техніки нітрування толуолу для одержання динітротолуолів з подальшим видаленням забруднюючих речовин із сирових динітротолуолів (сирові ОМТ) з метою забезпечення чистих динітротолуолів.
Більш конкретно, даний винахід відноситься до способу очистки сирових динітротолуолів, які утворюються в результаті нітрування (динітрування) (наприклад, адіабатичного або ізотермального нітрування) толуолу у присутності кислотної нітрувальної суміші азотна кислота/сірчана кислота (тобто, іншими словами, процесу одержання або забезпечення чистих або очищених динітротолуолів), та відповідного пристрою або обладнання для здійснення цього способу.
Крім того, даний винахід відноситься до продукційного обладнання для одержання динітротолуолів (тобто, продукційного обладнання для нітрування толуолу з утворенням динітротолуолів) з подальшою очисткою нітрозаміщених сирових динітротолуолів, утворених у процесі нітрування (сирові ОМТ).
Динітротолуоли (ОМТ) являють собою важливі проміжні сполуки у хімічній промисловості, які після відновлення до відповідних амінів (наприклад, шляхом реакції з воднем у присутності каталізатора), служать, зокрема, як вихідні матеріали або реагенти для одержання поліуретанів.
У загальному випадку, ОМТ одержують як ізомерну суміш шляхом реакції толуолу з азотною кислотою безпосередньо або у присутності сірчаної кислоти як каталізатора та агента, що зв'язує воду, в одну стадію або у дві стадії у протитоковому режимі, ізотермально або також адіабатично. Після видалення відпрацьованої нітрувальної кислоти (тобто, у загальному випадку, відпрацьованої кислотної нутрувальної суміші азотна кислота/сірчана кислота) все ще одержують забруднений різними продуктами сировий динітротолуол, що має ступінь чистоти, яка дозволяє здійснювати його подальше використання або подальшу обробку тільки після проходження через додаткові, як правило, складні етапи обробки.
У контексті даної заявки по відношенню до динітротолуолу(ів) (ОМТ або ОМТ5), форми однини або множини використовуються у даній заявці як синоніми.
У перетворенні толуолу на динітротолуол (ОМТ) при використанні азотної кислоти, а також на бажані форми нітросполук, численні забруднюючі речовини, зокрема, безліч найрізноманітніших побічних продуктів та інших забруднюючих речовин, є присутніми у
Зо сировому ЮОМТ, зокрема, включаючи сліди ММТ (мононітротолуол), ТМТ (тринітротолуол) та залишки аліфатичних та циклоаліфатичних вуглеводнів, які завжди є присутніми у вихідному толуолі, а також додатково ряд додаткових побічних продуктів, наприклад, мононітрокрезоли (ММК), динітрокрезоли (ОМК) та тринітрокрезоли (ТМК), тринітрофенол (пікринова кислота або
Р5), нітробензойні кислоти (МВ5) такі, як мононітробензойна кислота (ММВ5) та динітробензойна кислота (ОМВ5), та продукти розкладання в результаті окислення аліфатичних та циклоаліфатичних вуглеводнів, а також нітрокрезолів та нітроароматичних вуглеводнів азотною кислотою із суміші кислот, наприклад, діоксид вуглецю (СО»2г), монооксид вуглецю (СО), ціаністоводнева кислота (НСМ), тетранітрометан (ТНМ), мурашина кислота, оцтова кислота, щавлева кислота та інші, та продукти реакції або розкладання азотної кислоти такі, як оксиди азоту (наприклад, оксид азоту МО, діоксид азоту МО», оксид діазоту МегО, і т.д.), азотистої кислоти і т.д. Крім того, азотна кислота та сірчана кислота, як правило, є присутніми в сировому
РМТ, особливо в розчинній формі та/або у вигляді мікроемульсії відпрацьованої нітрувальної кислоти у дрібнодисперсній формі.
В загальному випадку, всі ці домішки або принаймні їх значна частина повинні бути видалені з сирового ОМТ до початку його подальшої обробки або подальшого використання. Ступінь забруднення, тобто залишковий вміст домішок в очищених нітроароматичних сполуках, визначається перш за все за рівнями чистоти, необхідними для використання, що залежать від факторів, в тому числі процесу, передбаченого для подальшого використання, або інших.
Зокрема, всі речовини, які порушують подальшу обробку, навіть у слідових кількостях, повинні бути зведені до мінімуму, наприклад, речовини, що перешкоджають гідруванню, наприклад, сполуки сірки, оксиди азоту, азотна кислота, тощо (див., наприклад, ОЗ 4 224 249 А), нітрокрезоли (див., наприклад, 05 2 976 320 А), діоксид вуглецю (див., наприклад, ЕР 1 935 870
АТ), іони натрію або відомі комплексоутворювальні агенти та каталітичні отрути, наприклад, СО,
МгО, ціаністий водень, тощо.
Відповідно до відомого рівня техніки ці домішки зазвичай видаляються з сирових нітроароматичних вуглеводнів (сирові ЮОМТ) після розділення (видалення) відпрацьованої нітрувальної кислоти шляхом промиванням у кілька етапів промивання перед тим, як нітроароматична сполука направляється у безпосереднє використання, розділення ізомерів або гідрування з утворенням відповідних амінів.
Як правило, промивання сирових нітроароматичних сполук для видалення кислот, які є розчиненими та суспендованими у суміші нітрування, нітрофенолів та інших кислотних та інших забруднюючих речовин, які все ще є здатними до екстракції при використанні промивного агенту, складається з трьох етапів (дивись, наприклад, Е. Меіз5пег та ін., Іпадивіга! апа
Епдіпеегіпд СПетівігу том 46, 721 (1954); ШІтапп5 ЕпоуКіорадіє аег їесппізспеп Спетіе
ІШІІтапп'я Епсусіоредіа ої ІпдивійаІ! Спетівігу|, 4-е видання, том 17, сторінки 385/386; Н.
Нептаптп та ін., АС5 Зутрозішт зЗегієв5 632, 238 (1996), сторінка 241 Іредактори: Г.. Р. АїІБбгідні, КЕ.
М. б. Сат, К. У. Зсптіш; А. В. Оцакеприбєй та ін., Те Оїїп Оіпйгоїоїшепе (ОМТ) Ргосев5,
Роїуигевапе5 Умогпій Сопдге55 1993, Рибіїзп: Тесппотіс І апсавіег, стор. 484-488; 05 6 288 289
ВІТ; ЕР 1 816 117 АТ).
Таке трьохетапне промивання сирових нітроароматичних вуглеводнів в загальному випадку включає наступні етапи промивання: 1. Єтап промивання І або кислотне промивання:
Промивання водою (підкисленою в результаті використання відпрацьованої кислотної нітрувальної суміші), зокрема, для видалення розчинених і суспендованих сильних неорганічних кислот таких, як сірчана кислота та азотна кислота, та нітросполук (тобто оксидів азоту). 2. Етап промивання ЇЇ або лужне промивання (основне промивання):
Промивання у присутності основи, наприклад, карбонату натрію (сода), бікарбонату натрію, сульфіту натрію або гідросульфіту натрію, аміаку, розчину гідроксиду натрію, розчину гідроксиду калію та інших (див, наприклад, 5 4 482 769 А, 5 4 597 875 А або 5 6 288 289 ВІ), зокрема, для видалення слідів азотної кислоти, оксиду азоту та сірчаної кислоти, які все ще містяться у розчиненому та суспендованому вигляді в нітроароматичних вуглеводнях після стадії промивання !/, та слабокислих забруднюючих речовин, які все ще є розчиненими у нітроароматичних вуглеводнях таких, як нітрофеноли, нітрокрезоли, нітробензойні кислоти, продукти розкладання, що утворюються в результаті окисного розкладання фенолів або аліфатичних та/або циклічних вуглеводнів тощо, наприклад, ціаністоводнева кислота, щавлева кислота, мурашина кислота, оцтова кислота тощо. 3. Етап промивання ЇЇ або нейтральне промивання:
Нейтральне промивання, зокрема, для видалення залишкових слідів лужних або основних
Зо сполук з мікроемульсії або іншого продукту етапу промивання ЇЇ а також для подальшого зниження домішок, які все ще є присутніми в слідових кількостях у продукті.
У принципі є можливим для кожного етапа промивання включати аж до 10 етапів екстракції у протитоковому або поперечнотоковому режимі або в їх комбінації, як описується, наприклад, в
СА 1 034 603, у ЕР 1 780 195 АТ, в 05 6 288 289 В1 або у УМО 2013/160367 А1.
Промивне середовище, що використовується для промивання, типово являє собою воду. У загальному випадку, промивання здійснюють як екстракцію рідка речовина/рідка речовина, тобто при температурах, за яких нітроароматична сполука, що піддається промиванню, знаходиться у рідкій формі.
Мета цього загального багатоетапного промивання полягає у тому, щоб отримати, крім чистого продукту, який можна піддавати подальшій обробці без будь-якого шкідливого ефекту, що виникає внаслідок наявності забруднюючих речовин, які все ще є присутніми, мінімальну кількість стічних вод на метричну тонну продукту шляхом вимивання забруднюючих речовин, які є присутніми, таким чином, щоб їх утилізацію можна було проводити при використанні недорого, переважно із застосування відновлення або рециркуляції реагентів, що не прореагували.
Проте при промиванні сирових ОМТ водою в контексті екстракції рідка речовина/рідка речовина переважно вимиваються тільки ті забруднюючі речовини, які мають високу розчинність у промивному середовищі (наприклад, сірчаній кислоті та азотній кислоті), або ті, які є непропорційними у водному середовищі з водою, з одержанням азотної кислоти, або ті, які утворюють солі з основами, що додаються при лужному або основному промиванні (див. етап промивання ІІ, як описано вище) а, отже, видаляються незворотним чином з їх рівноважного розділення з органічною фазою ОМТ (наприклад залишкові сліди сильних кислот |сірчаної кислоти та азотної кислоти| та кислот середньої сили та слабких кислот (наприклад, нітрофеноли, нітрокрезоли, нітробензойні кислоти, оцтова кислота, щавлева кислота, мурашина кислота, вугільна кислота, ціаністий водень тощо)|). Проте навіть по відношенню до цих забруднюючих речовин, видалення їх при промиванні не завжди буває повним або кількісним, зокрема, не тоді, коли сирові ОМТ мають високе навантаження забруднюючими речовинами.
Крім того, було виявлено, що й інші забруднюючі речовини, зокрема, забруднюючі речовини, які мають несприятливі коефіцієнти розподілу по відношенню до промивного середовища, забруднюючі речовини зі слабкою або нульовою кислотністю та забруднюючі речовині, що бо мають низьку швидкість перетворення на такі речовини, які не розчиняються в органічній фазі,
часто не можуть бути повністю видалені шляхом промивання, яке має один або кілька етапів у контексті екстракції рідина/рідинної, та/або можуть бути видалені тільки з високим рівнем технічної складності. Це є особливо вірним, коли з причин економічності процесу (особливо для зменшення навантаження стічних вод), промивання на окремих етапах промивання здійснюють при використанні співвідношення промивного середовища, що використовується для промивання, до нітроароматичної сполуки, менше, ніж 1 (наприклад, при об'ємному співвідношенні в інтервалі від 1:5 до 1:20), навіть коли співвідношення промивного середовища до нітроароматичної сполуки у пристрої для промивання при використанні циркуляції промивного середовища, складає 1 або навіть більше, ніж 1. Такі забруднюючі речовини, які можуть бути видалені тільки з великими труднощами або тільки неповністю, в контексті промивання звичайно включають в себе, але не обмежуються такими, як оксиди азоту МОх (наприклад, оксид азоту МО, діоксид азоту МО», оксид діазоту МО і т.д.), ціаністий водень, аліфатичні та ароматичні вуглеводні, оксиди вуглецю (СО, СоО»5 і т.д.) тощо.
Зокрема, було встановлено, що є складним видалити забруднюючі речовини із сирових
ОМТ, коли використовується тільки один етап промивання, наприклад, тільки кислотне промивання. Як описується у СА 1 034 603, 054 2242494А, ЕР 0 297 312 АТ, ЕР 0 736 514 АТ або ЕР 1 780 195 А1, промиті ОМТ все ще містять, як сліди сильних кислот таких, як сірчана кислота, азотна кислота, оксидів азоту МОх, всі органічні та неорганічні кислоти середньої сили та слабкі кислоти, які мають значення рКА, рівні або більші, ніж рН кислоти для промивання, наприклад, нітрокрезоли, нітробензойні кислоти, ціаністий водень, СО?» і т.д., так і додатково містять всі нейтральні або некислотні забруднюючі речовині, наприклад, СО, М2О, вуглеводні та інші, які відповідно до їх розчинності в кислоті для промивання та у залежності від їх індивідуального розподілу рівноваги лише частково вимиваються а, отже, залишаються у ОМТ.
Особливо складним є видалити азотну кислоту, оскільки МОх, який стабільно розчиняється в невеликих кількостях в ЮОМТ у присутності невеликої кількості диспергованої води, стабільно перетворює азотну кислоту.
У відповідності з СА 1 034 603 сім промивань при використанні води у поперечнотоковому режимі (Приклад 2) є необхідними для того, щоб досягти залишкового вмісту неорганічних кислот у ЮОМТ, що складає приблизно 15 част. на млн. Неорганічні та органічні кислоти
Зо середньої сили та слабкі кислоти залишаються в органічній фазі при значеннях рН менше, ніж 4 (після 7 промивань водою) та екстрагуються у промивне середовище тільки у відповідності з їх роздільною рівновагою.
У відповідності з 05 4 224 249А ОМТ, які є промитим тільки при використанні води, містить менше 6000 част. на млн. загальної кислотності та переважно менше, ніж 3000 част. на млн. (у перерахунку на сірчану кислоту) кислот. У результаті цього 1100 част. на млн. являє собою нітрат, 160 част. на млн. є нітритом та 230 част. на млн. являє собою сульфат. Усі слабкі кислоти такі, як нітрокрезоли, та усі нейтральні забруднюючі речовини, на противагу до цього, залишаються у ОМТ.
ЕР 0297 312 А1, ЕР 0 736 514 А1 та ЕР 1 780 195 А1 розкривають процеси, які дозволяють специфічно здійснювати проведення етапу промивання у формі кислотного промивання таким чином, щоб отримати промивну кислоту з максимальною концентрацією кислоти (суміш сірчаної кислоти, азотної кислоти та азотистої кислоти або Мох). Ця промивна кислота повертається у процес нітрування безпосередньо або переважно після отримання концентрації сумарної кислоти (у перерахунку на азотну кислоту), що складає від 50 95 до 60 95. Для досягнення цього збагачення сірчаної та азотної кислоти у промивній кислоті, співвідношення ЮОМТ до прісної води, повинно бути дуже високим. Таким чином, у робочому прикладі ЕР 0 736 514 АТ одну метричну тонну сирового ЮМТ промивають у кілька етапів, у протитоковому режимі при використанні приблизно 110 літрів прісної води (що відповідає співвідношенню ЮОМТ до прісної води, яке складає 9,1: 1), для того, щоб отримати промивну кислоту, що має приблизно 23,3 95 вмісту загального кислоти (що відповідає кількості промивної кислоти приблизно 142 кг на тонну
ОМТ). При співвідношенні ОМТ до прісної води для кислотного промивання, що складає приблизно 13:1, тільки приблизно 77 літрів прісної води було б потрібно на метричну тонну сирової ЮОМТ, що піддається промиванню, при цьому буде отримано більше, ніж 30 95 загального вмісту кислоти.
З огляду на таке співвідношення фаз ОМТ до води приблизно 9: 1 або 13: 1, з забруднюючими речовинами, що мають коефіцієнти екстракції є на рівні 1 або менше та коефіцієнти розділення на користь екстрагувального агенту 10 або менше, вичерпна екстракція з виходом 90 95 або більше є можливою тільки як результат дуже високої, до теоретично нескінченної, кількості етапів екстракції (стосовно цього, див., наприклад, К. зашег, Тпептізспе 60 /Ттеппуепапгеп (Пнегтаї зерагайоп Ргосев5еві, УМІеу-МСН рибіїзНегв, 3-є видання 2001, стор. 545
Т.); це є надзвичайно технічно складним і дуже дорогим і, крім того, є технічно неможливим у тому випадку, коли забруднюючі речовини мають коефіцієнти розподілу менше, ніж 5.
На відміну від цього, за допомогою такого традиційного одноетапного або багатоетапного промивання у формі екстракції рідка речовина/рідка речовина, як описується, наприклад, в області техніки у відповідності з ЕР 0 297 312 АТ, ЕР 0 736 514 А1 та ЕР 1 780 195 АТ, не представляється можливим видалити забруднюючі речовини, що мають несприятливі коефіцієнти розподілу по відношенню до промивного середовища, наприклад, забруднюючі речовини, що мають низьку розчинність у промивному середовищі, забруднюючі речовини, що мають слабку або нульову кислотність, та забруднюючі речовини, що мають низьку швидкість перетворення на речовин, які не розчиняються в органічній фазі із сирових ОМТ, або не представляється можливим зробити це повністю і ефективно. Забруднюючі речовини, що не можуть бути видалені таким чином, включають, наприклад, (але без обмеження), оксиди азоту
МОХ, оксиди вуглецю такі, як СО та СО», ціаністий водень, вуглеводні, тощо.
Навіть за допомогою промивання сирових ОМТ у три етапи промивання, кожен з яких має до 5 стадій екстракції у відповідності з попереднім рівнем техніки, де етап промивання здійснюють у присутності основи, переважно карбонату натрію, при рН в інтервалі від 8,5 до 9,2, тільки слабкі неорганічні кислоти такі, як вугільна кислота, нітрофеноли та нітрокрезоли, а також органічні кислоти такі, як нітробензойні кислоти, оцтова кислота, щавлева кислота, мурашина кислота і т.д., що мають значення рКа нижче 7, вимиваються більш або менш кількісно. Але навіть ціаністий водень із значенням рКа близько 9,2 у випадку стандартного промивання за допомогою карбонату натрію в діапазоні рН від 8,5 до 9,2 вилучається тільки частково з сирових
ОРМТ; ароматичні та аліфатичні вуглеводні і СО, М2О і т.д. можуть бути вилучені шляхом екстракції тільки у відповідності з їх розчинністю і рівноважним розподілом із сирових ОМТ. Те ж саме застосовується тоді, коли як основа використовується аміак у надлишку; його сліди можуть потім бути додатково присутніми у промитому ОМТ.
Промивання з метою підвищення рівня екстракції забруднюючих речовин з несприятливими коефіцієнтами розподілу та/або з низькою розчинністю в промивному середовищі або забруднюючих речовин зі слабкою або нульовою кислотністю (таких, як СО», ціаністий водень,
СО, МО і т.д.) або летких аліфатичних та ароматичних вуглеводнів, або таких з низькою
З0 температурою кипіння (таких, як гексан, пентан, циклогексан, метилциклогексан, диметилциклогексан, толуол і т.д.), або забруднюючих речовин, що мають низькі коефіцієнти перетворення на речовини, які більше не розчиняються в органічній фазі (такі, як МОх при низькій концентрації і т.д.-), вимагає великої кількості етапів промивання або екстракції у протитоковому режимі або у поперечному режимі, або при використанні їх комбінацій, що є пов'язаним з непропорційно високим додатковим споживанням промивного середовища а, отже, додатковою кількістю стічних вод, що, у свою чергу, призводить до неприйнятних затрат та експлуатаційних витрат.
Крім того, ЕР 0 897 907 ВІ1 описує спосіб для відновлення азотної кислоти з утворенням суміші ароматичних сполук, де два додаткові етапи процесу використовуються для очистки сирових продуктів нітрування: сирові продукти нітрування у відповідності з ЕР 0 897 907 ВІ1 фактично перед промиванням піддають операції дистиляції або відгонки для видалення азотної кислоти для того, щоб позбавитися азотної кислоти, яка є розчиненою або суспендованою у сирових продуктах нітрування перед промиванням, за допомогою принаймні частково окремого етапу та її переробки для вторинного використання після прийнятної обробки. Проте цей процес у порівнянні з рівнем техніки, що описаний вище для очистки сирових продуктів нітрування, має значну додаткову технічну складність за відсутності здатності досягти поліпшеної чистоти продукту у порівнянні з рівнем технікию, що описаний вище. Так само, як і потік відходів, одержаних в результаті проведення розміщеного нижче промивання, яке завжди є необхідним (тобто, як правило, два потоки відходів, одержані в результаті промивання, головним чином промивна кислота з кислотного промивання промивний луг з основного промивання), розміщений вище етап дистиляції або відгонки генерує додатковий третій потік відходів, що включає розведену азотну кислоту, яка повинна піддаватися обробці окремо. Якщо потоки відходів, одержаних в результаті промивання та в результаті розміщеної вище дистиляції, поєднують для цілей загальної подальшої обробки, а також підвищеної технічної складності, то більше не існує ніяких переваг у порівнянні з промиванням у відповідності з попереднім рівнем техніки. Розміщена вище дистиляція або відгонка, крім того, служить виключно для видалення азотної кислоти та відновлення, але не дає будь-яких удосконалень по відношенню до видалення забруднюючих речовин, які важко видалити з сирових продуктів нітрування. Не приділяється ніякої уваги особливостям, які специфічно виникають при очищенні сирових бо динітротолуолів, а лише робиться дуже загальний акцент на динітруванні будь-яких бажаних ароматичних сполук. Крім того, процес, запропонований у відповідності з ЕР 0 897 907 ВІ1 представляє підвищений ризик безпеки у порівнянні з попереднім рівнем техніки і тому є непридатним, зокрема, для очищення сирових ЮМТ: беручи до уваги вміст аж до 10 95 азотної кислоти у сирових продуктах нітрування та наявність температур аж до 130"С у запропонованому способі дистиляції, окисний та неконтрольований розпад забруднюючих речовин, що є присутніми у сирових продуктах нітрування (наприклад, нітрокрезоли, нітробензойні кислоти і т.д.), а також самих ОМТ, не може бути однозначно виключений. Процес, описаний в цьому джерелі, таким чином, не підходить для ефективного та безпечного очищення конкретно для сирових динітротолуолів. Зокрема, не представляється можливим видалити сліди забруднюючих речовин для отримання ОМТ з високим ступенем чистоти у відповідності зі способом, описаним у даному джерелі.
Таким чином, із загального рівня техніки є невідомим процес, за допомогою якого можна ефективним, економічним та технічно простим способом повністю видалити забруднюючі речовини всіх видів із сирових динітротолуолів (сирові ЮМТ), які одержані в результаті динітрування толуолу у присутності нітрувальної суміші азотна кислота/сірчана кислота, зокрема, забруднюючих речовин, які видаляються тільки зі складнощами або тільки неповністю у процесі звичайного промивання (тобто, зокрема, забруднюючих речовин, що мають несприятливі коефіцієнти розподілу по відношенню до промивного середовища, забруднюючих речовин, що мають слабку або нульову кислотність, та забруднюючих речовин, що мають низьку швидкість перетворення на такі речовині, які не розчиняються в органічній фазі).
Таким чином, задача даного винаходу полягає у тому, щоб забезпечити процес та пристрій (обладнання) для очистки сирових динітротолуолів (сирові ОМТ), які утворюються в результаті нітрування толуолу, де принаймні усуваються або принаймні послаблюються недоліки та невідповідності рівня техніки, описані вище. За допомогою даного винаходу є можливим забезпечити одержання динітротолуолів високої чистоти або очищених динітротолуолів (ОМТ) при використанні технічно ефективного, безпечного та простого способу. Зокрема, також повинно бути можливим завдяки даному винаходу забезпечити можливість ефективно видаляти забруднюючі речовини, які важко видалити, зокрема, леткі забруднюючі речовини, з сирових рт.
Зо Зокрема, задача даного винаходу полягає у тому, щоб забезпечити спосіб та пристрій або обладнання, прийнятне для здійснення цього процесу, за допомогою якого досягається ефективна очистка нітрозаміщених сирових продуктів, які утворюються в результаті нітрування толуолу у присутності нітрувальної кислотної суміші азотна кислота/сірчана кислота, після видалення того, що називається відпрацьованою кислотною нітрувальною сумішшю, повинна бути можливою.
Крім того, задача даного винаходу полягає у тому, щоб забезпечити спосіб та пристрій для здійснення цього процесу, який дозволяє проводити очистку сирових динітротолуолів (ОМТ), які утворюються в результаті адіабатичного або ізотермального динітрування толуолу, у більш безпечний спосіб та з мінімальним рівнем технічної складності, так, що вміст забруднюючих речовин у ОМТ знижується до такого ступеня, що досягаються специфікації для ОМТ технічної якості (так званий "ОМТ технічного ступеня") або, якщо це є можливим, то такий рівень перевершується. Зокрема, такий спосіб та такий пристрій будуть дозволяти забезпечити ефективне видалення навіть значних кількостей забруднюючих речовин, деякі 3 яких видаляються тільки із складнощами (наприклад, леткі забруднюючі речовині такі, як оксиди азоту, азотна кислота, азотиста кислота, ціаністий водень і т.д.), які все ще є присутніми після промиванням сирових ОМТ промивним середовищем.
Задача, вказана вище, вирішується у відповідності з винаходом за допомогою способу, як заявлено у пункті 1; крім того, переважні втілення та режими способу згідно з винаходом є викладеними у відповідних залежних пунктах формули винаходу.
Даний винахід додатково забезпечує пристрій або обладнання, як заявлено у пункті 26; крім того, переважні втілення та режими цього аспекту винаходу є викладеними у відповідних залежних пунктах формули.
Даний винахід додатково забезпечує продукційне обладнання, як заявлено у пункті 29; крім того, переважні втілення та режими цього аспекту винаходу є викладеними у відповідних залежних пунктах формули.
Буде очевидним, що режими, варіанти здійснення, переваги та інші, які наводяться лише для одного з аспектів винаходу в даній заявці нижче - з метою уникнення непотрібних повторень - звичайно, також застосовуються, відповідно, по відношенню до всіх інших аспектів даного винаходу.
Буде додатково очевидним, що навіть у разі подальшого викладення значень, числових показників та діапазонів, значення, числові показники та діапазони, зазначені в зв'язку із цим, не слід розглядати як такі, що мають обмежувальний характер; при цьому фахівцеві в даній області техніки буде очевидним, що у залежності від індивідуального випадку або на основі заявки, можна відійти від діапазонів та вказаних числових показників, не виходячи з обсягу винаходу.
Крім того, усі значення або параметри або інші, що вказані у даній заявці, можуть бути встановлені або визначені за допомогою стандартизованих або детально описаних способів визначення або також за допомогою способів визначення або аналізу, які є добре відомими самі по собі кваліфікованому спеціалісту у даній галузі техніки.
У відповідності з цими умовами даний винахід докладно описується в даній заявці.
Даний винахід - у першому аспекті своєві аспекті - таким чином, забезпечує спосіб для очистки сирових динітротолуолів, що утворюються в результаті нітрування (тобто, динітрування) толуолу у присутності нітрувальної кислотної суміші азотна кислота/сірчана кислота, зокрема, також для видалення особливо летких забруднюючих речовин із сирових динітротолуолів, де у даному процесі, (а) сирові динітротолуоли після відокремлення кислотної нітрувальної суміші спочатку піддають промиванню при використанні принаймні одного промивного середовища, після чого видаляють промивне середовище (тобто, промивне середовище, яке Є відпрацьованим/використаним/завантаженим забруднюючими речовинами середовище); та (Б) потім промиті динітротолуоли, які утворилися в результаті проведення етапу (а), піддають відгонці (обробка відпарним газом) при використанні принаймні одного газу (відпарного газу).
Спосіб за даним винаходом є особливо прийнятним для очистки сирових динітротолуолів (сирових ОМТ), що утворюються в результаті нітрування (динітрування) толуолу у присутності кислотної нітрувальної суміші азотна кислота/сірчана кислота, зокрема, для ефективного видалення забруднюючих речовин, які в іншому випадку важко видалити, зокрема, летких, слабко кислих або нейтральних забруднюючих речовин, що мають низьку точку кипіння у порівнянні з ОМТ (наприклад, оксиди азоту такі, як монооксид азоту МгО серед інших, оксид вуглецю, двоокис вуглецю, ціанистий водень, тетранітрометан, аліфатичні та ароматичні вуглеводні тощо). Проте навіть інші забруднюючі речовини, деякі з яких є присутніми у слідових кількостях та можуть бути видалені тільки частково або тільки не повністю, якщо взагалі можуть бути видалені, у процесі промивання (наприклад, азотна кислота, вода тощо) ефективно видаляються.
Буде очевидним, що у межах загального способу згідно з даним винаходом принаймні суттєво усі забруднюючі речовини, які є присутніми у сирових динітротолуолах, можуть бути видалені, незалежно від того, які це забруднюючі речовини, зокрема, незалежно від їх леткості, кислотності, коефіцієнтів розподілу або екстракції по відношенню до промивного середовища або подібних до них. Типові забруднюючі речовини, що є приведеними без обмеження та які є присутніми у сирових динітротолуолах, що утворюються в результаті нітрування толуолу та які можуть бути видалені принаймні суттєво повністю ефективним чином у рамках способу у відповідності 3 даними винаходом, включають, наприклад, слідові кількості аліфатичних та циклоаліфатичних вуглеводнів, що завжди є присутніми у вихідному толуолі, що піддається нітруванню, та їх продукти окислювального розкладання, нітрокрезоли (моно-, ди- та тринітрокрезоли), тринітрофеноли або пікринова кислота, нітробензойні кислоти (моно- та динітробензойна кислота) та продукти розкладу в результаті окиснення вказаних вище вуглеводнів, нітрокрезолів та нітроароматичних вуглеводнів, наприклад, оксиди вуглецю (монооксид вуглецю та двоокис вуглецю), ціаністий водень, тетранітрометан, мурашина кислота, оцтова кислота, щавлева кислота тощо, та додатково продукти реакції азотної кислоти, такі, як оксиди азоту (монооксид азоту, димонооксид азоту, діоксид азоту тощо); крім того, азотна кислота, азотиста кислота та сірчана кислота, все ще залишаються присутніми у сирових динітротолуолах, зокрема, у розчиненій формі або в емульгованій/тонко диспергованій формі.
У контексті даного винаходу є можливим ефективним та економічним способом не тільки видаляти ті забруднюючі речовини, які мають високу розчинність у промивному середовищі або які непропорційно розподіляються у водному середовищі з водою при одержанні азотної кислоти, або які утворюють солі з основами, які додаються при лужному або основному промиванні та, таким чином, видаляються незалежно від їх рівноважного розподілу з органічною фазою ОМТ, проте також додатково забруднюючі речовини, які є здатними до видалення тільки бо зі складнощами або тільки неповністю при традиційному промиванні, зокрема, забруднюючі речовини, що мають несприятливі коефіцієнти розподілу по відношенню до промивного середовища, забруднюючі речовини, що мають слабку або нульову кислотність, забруднюючі речовини, що мають низьку швидкість перетворення на такі речовини, які не розчиняються в органічній фазі.
Усі згадані вище забруднюючі речовини можуть бути принаймні суттєво повністю видалені у межах способу згідно з даним винаходом, при цьому заявник несподівано виявив, що це є можливим тільки тоді, коли здійснюється етап (р) способу, що являє собою обробку відпарним газом або відгонку, як передбачено у відповідності з даним винаходом, додатково до промивання сирових динітротолуолів згідно з етапом (а) способу та, зокрема, коли обробка відпарним газом здійснюється після промивання сирових динітротолуолів. Як також було несподівано виявлено заявником, перестановка виконання двох етапів способу, на відміну від цього, не призводить до бажаних результатів (іншими словами, в даному випадку, не відбувається ефективного видалення всіх забруднюючих речовин). Тільки шляхом обробки відпарним газом після промивання несподівано виявилося можливим також домогтися видалення слідів забруднюючих речовин, а також отримати чисті ОМТ.
Принцип способу у відповідності 3 даним винаходом полягає, таким чином, у тому, щоб піддавати сирові динітротолуоли, які утворюються в результаті нітрування та все ще містять значні кількості забруднюючих речовин -- після видалення відпрацьованої нітрувальної кислоти або відпрацьованої нітрувальної кислотної суміші (наприклад, у пристрої для розділення тощо) - перед промиванням при використанні промивного середовища, з подальшим видаленням промивного середовища, а після цього піддання промитих таким чином динітротолуолів обробці відпарним газом (тобто, відгонці при використанні принаймні одного газу або відпарного газу).
Це відбувається завдяки тому що, як було несподівано виявлено заявником, ефект від проведення відгонки після промивання полягає у тому, що принаймні суттєво усі забруднюючі речовини все ще є присутніми після промивання, зокрема, забруднюючі речовини, які іншим чином видаляються тільки зі складнощами, наприклад, згадані вище забруднюючі речовини можуть бути видалені ефективним, простим та безпечним способом. Як також було встановлено заявником, навіть після промивання сирових динітротолуолів, що проводиться у декілька етапів, значні кількості забруднюючих речовин, деякі з яких видаляються тільки зі
Зо складнощами, все ще є присутніми у динітротолуолах, та вони можуть бути ефективно видалені шляхом відгонки у відповідності з винаходом.
Як також було несподівано встановлено заявником, тільки винахідницька комбінація початкового промивання та подальшої обробки відпарним газом (відгонки) забезпечує ефективну очистку сирових динітротолуолів, що утворюються в результаті нітрування толуолу - і це відбувається тільки тоді, коли процедура здійснюється в заявленій послідовності етапів процесу (тобто, відгонка здійснюється після промивання або етапу промивання). Несподівано було виявлено, що є можливим таким шляхом принаймні суттєво повністю видалити навіть слідові кількості забруднюючих речовин, які іншим чином видаляються тільки з великими складнощами, якщо взагалі видаляються (наприклад, ціаністий водень тощо).
На противагу до відомого рівня техніки, більш екстенсивних, складних етапів процесу для очищення сирових динітротолуолів ефективним чином уникають, без необхідності прийняття втрат якості при очищенні сирових динітротолуолів.
Несподівано було встановлено, що обробка відпарним газом або відгонка після промивання забезпечує безпечне і просте або ефективне видалення все ще присутніх забруднюючих речовин, навіть у слідових кількостях. Крім того, обробка відпарним газом або відгонка у рівній мірі "у залежності від завантаження відпарного газу водою) приводить до більш або менш екстенсивного видалення залишкової води, що все ще є присутньою (наприклад, у розчиненій або суспендованій формі) у динітротолуолах, які піддають обробці, що означає, що ця залишкова вода може бути ефективно видалена або принаймні можна значним чином зменшити її кількість.
У контексті даного винаходу, таким чином, забезпечується легко керований спосіб для очистки сирових динітротолуолів, що утворюються в результаті нітрування толуолу. Іншими словами, у контексті даного винаходу забезпечується спосіб для представлення або одержання очищених або чистих (високий ступінь чистоти) динітротолуолів (ОМТ).
У типовому варіанті реалізації даний винахід, таким чином, відноситься, зокрема, до способу одержання чистого динітротолуолу (ОМТ) у вигляді ізомерної суміші або також у формі чистого ізомеру, що одержаний із вихідного сирового ОМТ, який одержують за допомогою ізотермальної або адіабатичної реакції толуолу при використанні азотної кислоти у присутності сірчаної кислоти. Після видалення відпрацьованої нітрувальної кислоти сирові ОМТ приводять у контакт 60 шляхом обробки промивним середовищем (у загальному випадку водою) при використанні одного або більше етапів та промивають таким чином (типово, у випадку декількох етапів промивання також здійснюють один етап промивання у присутності основи, зокрема, при рН в інтервалі від 8 до 12), та - після видалення промивного середовища - промиті водою ЮОМТ потім піддають обробці відпарним газом.
Стосовно етапу (а) (тобто, етапу промивання) способу згідно з винаходом слід зазначити наступне у цьому зв'язку:
Типово, промивання здійснюють так, як це називається екстракцію рідка речовина/рідка речовина.
У відповідності з даним винаходом у межах способу згідно з даним винаходом при виконанні етапу (а) промивання здійснюють при використанні одного або більше етапів, зокрема, одного, двох або трьох етапів промивання. Кожний етап промивання може, у свою чергу, включати один або більше етапів промивання та/або екстракції або кожний етап промивання може здійснюватися в один або більше етапів, зокрема, в один, два або три етапи (де етапи промивання та/або екстракції можуть здійснюватися у поперечнотоковому та/або протитоковому режимі або в їх комбінації).
При виконанні етапу (а) промивання може типово здійснюватися одним промивним середовищем на основі води. Промивне середовище на основі води може бути нейтральним, кислим та основним (лужним).
У способі згідно з винаходом при виконанні етапу (а) використовуване промивне середовище може являти собою промивну кислоту, водну основу або воду.
У переважному варіанті здійснення даного винаходу у способі при виконанні етапу (а) промивання здійснюють у три етапи та/або у три етапи промивання. У даному випадку трьохетапне промивання або промивання, що має три етапи промивання, може включати перший етап кислотного промивання ("кислотний етап промивання" або "кислотне промивання"), подальший другий етап основного (лужного) промивання ("основний або лужний етап промивання" або "основне або лужне промивання") та заключний третій етап нейтрального промивання ("нейтральний етап промивання" або "нейтральне промивання"). У цьому зв'язку посилання може бути зроблене на рівень техніки, що приведений вище, стосовно промивання нітрозаміщених сирових продуктів.
Зо В окремому варіанті реалізації способу у відповідності з винаходом при виконанні етапу (а) промивання (на кожному етапі промивання у випадку двох або більше етапів промивання) може проводитися у поперечнотоковому або протитоковому режимі або також у комбінації поперечно- та протитокового режимів. Промивне середовище може переважно піддаватися рециркуляції.
Наприкінці етапу (а) способу відпрацьоване промивне середовище відокремлюють від динітротолуолів, промитих промивним середовищем. В загальному випадку при виконанні етапу (а) відокремлення промивного середовища здійснюють за допомогою пристрою для відокремлення (сепаратора), зокрема, статичного пристрою для розділення, або за допомогою центрифужного сепаратора. Альтернативно, етап відокремлення можна також здійснювати за допомогою інших блоків або пристроїв, що сприяють процесу відокремлення (наприклад, абсорберів води тощо).
Це пояснюється тим, що промиті ОМТ, які одержані після промивання водою, після видалення промивного середовища завжди є насиченими водою та все ще містять слідові кількості нерозчиненої води у формі мікроемульсії. ЮОМТ, що одержані після статичного відокремлення після промивання, таким чином, як правило, мають більше або менше помутніння. Для того, щоб мінімізувати вміст води у ОМТ, які піддаються послідовній обробці шляхом відгонки та, таким чином, зменшити навантаження на відгонку, є можливим, як вже пояснювалося вище, після промивання та перед подачею ОМТ у відгоночний блок знижувати вміст води у ОМТ до води, розчиненої у ОМТ, зокрема, за допомогою центрифужного сепаратора тощо.
Прийнятні способи та пристрої (обладнання) для здійснення промивання, що проводиться при виконанні етапу (а), є у принципі відомими як такі з рівня техніки та описуються, наприклад, (та без обмеження) у наступних документах, що мають відношення до заявника згідно з даною заявкою: ОЕ 195 12 114 А1 із родиною патентів-аналогів ЕР 0 736 514 А1 та 05 5 756 867 А; ОЕ 10 2005 050 106 А! із родиною патентів-аналогів ЕР 1 780 195 А1 та 05 2007/088183 А1; та ОЕ 10 2012 009 787 А1 із родиною патентів-аналогів МО 2012/156095 А1 та СА 2 835 121 А1.
Відносно етапу (Б) способу згідно з винаходом, який здійснюється після етапу (а), то слід сказати, що обробка відпарним газом здійснюється у рамках процесу цього етапу, це означає, що промиті динітротолуоли, які одержані в результаті етапу (а), піддаються відгонці при використанні принаймні одного газу (відпарного газу). Як вказувалося вище, у такий спосіб є бо можливим для забруднюючих речовин, що все ще є присутніми після промивання і деякі з яких є дуже складними для видалення, зокрема, леткі забруднюючі речовини, піддаватися видаленню продуктивно та ефективно.
Відгонка (що також синонімічно згадується як обробка відпарним газом, відгонка тощо) являє собою спосіб фізичного розділення, в якому, в загальному випадку, речовини (у даній заявці: забруднюючі речовини) селективно переводяться з рідкої фази (у даній заявці: ОМТ) за допомогою операцій десорбції, зокрема, при використанні закону Генрі, у газову фазу. Для досягнення цього, у загальному випадку, рідку фазу приводять у контакт із газом (відпарним газом) при використанні протитокового та/або поперечнотокового режиму, переважно при використанні принципу протитоку.
При відгонці, формі десорбції, забруднюючі речовини, які відокремлюються, таким чином, переходять фізично з рідкої фази (ОМТ фази) у газову фазу, у загальному випадку шляхом приведення у контакт рідкої фази у протитоковому та/або поперечнотоковому режимі з набагато більшою об'ємною швидкістю потоку газу (відпарного газу).
Рушійною силою процесу відгонки є те, що тиск пари речовин або забруднюючих речовин, що видаляються із рідини, є більшим у рідині, ніж у газі (відпарному газі), та рідина, таким чином, переходить у газ (відпарний газ).
Як зазначено далі, промислове здійснення відгонки у загальному випадку виконується у прийнятному пристрої для відгонки, наприклад, у відгоночних колонах, причому можна налаштувати обробку відпарним газом з огляду на мету та/або ефективно адаптувати Її, регулюючи параметри пристрою та умови відгонки до забруднених сирових продуктів, що піддаються обробці. Для отримання більш докладної інформації щодо цього може бути зроблене посилання, наприклад, - але без обмеження - на ВОМРР. Спетіеіехікоп |Спетісаї
Оістопагу|, 10-е видання, Сеогд- Тпієте-Мепад 5ішНадап/Мем/ Могк, 1996-1999, том 5, стор. 4281, під назвою: "Зігірреп" |зігірріпа|, та том 2, стор. 1470, під назвою: "Зазгеіпідипу" (ча5 ригіїсайопі|, та на ШШтапп5 Еп72уКіорадіє дег їесппізспеп Спетіє, 4-е видання, том 2, стор. 575 її, та посилання на різні джерела, що згадуються в них, всі вищезгадані літературні посилання є повністю включеними у дану заявку як посилання.
Як докладно описано вище, відгонка або обробка відпарним газом здійснюється у відгоночних пристроях, які є прийнятними для цього. Прийнятний пристрій для цього являє
Зо собою, зокрема, будь-який такий, що дозволяє одержувати велику площу обміну між відпарним газом, з одного боку, та ОМТ (які являють собою рідини за умов відгонки), з іншого боку.
Зокрема, при виконанні етапу (Б) відгонка може зжійснюватися у пристрої для відгонки, де використовуваний пристрій для відгонки може являти собою відгоночну колону, зокрема, одноступінчасту або багатоступінчасту відгоночну колонку, переважно колону, що має випадкове упакування, сітчасті тарілки або ковпачки барботажної ректифікаційної колони, або колону з падаючою плівкою, або їх комбінації, або також тонкоплівочний випарник, реактор газ/рідина або горизонтальний відгоночний пристрій.
У принципі, при виконанні етапу (Б) відгонка може бути проведена у поперечнотоковому та/або протитоковому режимі, переважно протитоковому режимі, а відпарний газ при виконанні етапу (Б) може пропускатися у поперечнотоковому та/або протитоковому режимі, переважно протитоковому.
В окремому варіанті реалізації даного винаходу при виконанні етапу (Б) відгонка може бути проведена у декілька стадій. На кожній з різних стадій відгонки вона може бути проведена у поперечнотоковому або протитоковому режимі, переважно протитоковому режимі, або відпарний газ може пропускатися у поперечнотоковому або протитоковому режимі, переважно протитоковому режимі, на кожному з різних етапів відгонки.
Для того, щоб дозволити проводити ефективну обробку відпарним газом при виконанні етапу (б) способу у відповідності з даним винаходом, відгонку здійснюють при температурах, вищих за температуру плавлення динітротолуолів, зокрема, при температурі принаймні 56 "С, переважно при температурі принаймні 60 "С, більш переважно при температурі принаймні 65 "С. Більш переважно, коли при виконанні етапу (б) відгонку здійснюють у температурному інтервалі від 56 "С до 130 "С, зокрема, у температурному інтервалі від 65 "С до 1052С, переважно у температурному інтервалі від 70 "С до 95 76.
Для забезпечення того, щоб відгонка здійснювалася при температурах, які є вищими за точку плавлення динітротолуолів, є доцільним, коли при виконанні етапу (Б) відпарний газ використовується та/або приводиться у контакт з динітротолуолами при температурі відпарного газу у межах інтервалу від 65 "С до 140 "С, зокрема, у межах інтервалу від 70 "С до 120 С, переважно у межах інтервалу від 70 "С до 95 "С. Для цього при виконанні етапу (б) відпарний газ на вході у відгоночний пристрій повинен мати температуру у межах інтервалу від 65 "С до
140 "С, зокрема, у межах інтервалу від 70 "С до 120 "С, переважно у межах інтервалу від 70 С до 95276.
Верхня температура, яка не повинна бути перевищена при відгонці ОМТ, обумовлена, зокрема, міркуваннями безпеки. Оскільки ОМТ повинні знаходитися у розплавленому вигляді у процесі відгонки, то доцільно проводити безпечну та ефективну обробку ОМТ відпарним газом у діапазоні температур для ОМТ, які піддаються обробці, від 56 "С до 130 "С, переважно у межах інтервалу від 65 "С до 105 "С, більш переважно у межах інтервалу від 70 "С до 9570. Нижня гранична температура для відгонки, зокрема, визначається точкою плавлення ОМТ, а для суміші технічних ізомерів, зокрема, у залежності від вмісту води у цих ОМТ, і переважно знаходиться в інтервалі від 55 "С до 57 "С. Температура плавлення ОМТ після відгонки переважно не повинна знижуватися нижче 60 "С та бажано повинна знаходитися в інтервалі від 65 "С до 85 "С, для того, що надійно запобігати відкладенню кристалів ОМТ (наприклад, у пристроях або на їх стінках та трубопроводах). У відповідності із цим, температура відпарного газу повинна знаходитися в межах інтервалу від 65 "С до 140 "С, переважно у межах інтервалу від 70 "С до 120 "С, більш переважно у межах інтервалу від 70 "С до 95 "С.
У загальному випадку, процедура у контексті способу у відповідності з даним винаходом є такою, що при виконанні етапу (Б), переважно протягом усього процесу, динітротолуоли знаходяться у рідкому стані та/або при температурі, вище за їх температуру плавлення, та/або такою, що при виконанні етапу (б), переважно протягом усього процесу, динітротолуоли мають температуру принаймні 60 "С та бажано температуру в інтервалі від 56 "С до 130 "С, зокрема, в інтервалі від 60 "С до 105 С, переважно в інтервалі від 65 "С до 95"С, більш бажано в інтервалі від 65 "С до 85 760.
Для того щоб запобігти небажаному і небезпечному нагріванню вище верхньої межі температури ОМТ, яка встановлюється з міркувань безпеки, ОМТ в продукційному обладнанні для ЮОМТ переважно не транспортуються при використанні стандартних насосів, а замість цього, транспортуються тільки при використанні транспортувальних пристроїв, придатних для транспортування ОМТ наприклад, відцентрових сепараторів, які також можуть використовуватися, наприклад, на етапі відокремлення ЮОМТ, пароструминних насосів тощо, або також, альтернативно, за допомогою гравіметричних засобів.
Зо У принципі, обробка відпарним газом або відгонка може проводитися не тільки у межах широкого температурного інтервалу, а також у межах широкого діапазону тиску, але завжди за умови, що при відгонці або обробці відпарним газом ЮМТ, які піддаються обробці, повинні перебувати в рідкому стані речовини.
У принципі, при виконанні етапу (Б) відгонка може здійснюватися при атмосферному тиску (стандартний тиск; 1,01325 бар) або також під вакуумом (знижений тиск) або також при підвищеному тиску, переважно при атмосферному тиску. У загальному випадку, при виконанні етапу (Б) відгонка може проводитися при абсолютному тиску у межах інтервалу від 0,2 бара до
З бар, зокрема, у межах інтервалу від 0,3 бара до 1,2 бара, переважно у межах інтервалу від 0,4 бара до 1,1 бара, більш переважно при тиску приблизно 1 бар.
Обробка відпарним газом переважно здійснюється при атмосферному тиску (стандартний тиск). Проте з метою оптимізації кількості відпарного газу відгонка у принципі також є можливою при зниженому тиску або особливо при трохи підвищеному тиску.
Стосовно газу, що використовується у відгонці (відпарного газу), слід сказати, що є можливим в даній заявці використовувати широку різноманітність різних газів. У загальному випадку, при виконанні етапу (б) використовуваний відпарний газ являє собою газ, який є нереактивним стосовно динітротолуолів та/або інертним щодо нітротолуолів. Зокрема, відпарний газ може являти собою такий, що є вибраним із групи, що включає азот, кисень, інертні гази (переважно гелій та аргон), водень, оксиди вуглецю (наприклад, монооксид вуглецю і двоокис вуглецю) та їх суміші (зокрема, повітря як суміш азот/кисень), переважно з групи, що включає азот, кисень, інертні гази та їх суміші, більш переважно з групи азоту, кисню та їх сумішей. Особлива перевага надається використанню азоту або повітря як відпарного газу, оскільки вони являють собою відпарні гази, які є найменш дорогими та мають кращу промислову доступність.
Специфічний вибір відпарного газу також залежить, зокрема, від тих забруднюючих речовин або речовин, що видаляються з ЮОМТ, які піддаються обробці: якщо, наприклад, забезпечується вільний від оксиду вуглецю чистий ЮМТ, то спеціаліст у даній галузі техніки буде, звичайно, вибирати тільки ті із зазначених вище відпарних газів, які є вільними від оксидів вуглецю.
У типовому варіанті реалізації способу у відповідності з даним винаходом відпарні гази, що використовуються для відгонки промитих ЮОМТ, можуть, зокрема, бути інертними газами (тобто, бо усі гази, які не є реактивними по відношенню до промитого ОМТ, за умов обробки відпарним газом), зокрема, за умови, що вони є доступними, недорогими, наприклад, являють собою повітря, азот, інертні гази, СО», СО, М2О, водень, тощо. Перевага надається використанню повітря або азоту, але також можна використовувати інші відпарні гази, звертаючи особливу увагу на параметри обробки відпарним газом, які повинні бути дотримані, такі, як тиск і температури зокрема, ОМТ завантажується у кожному випадку відпарним газом до межі його розчинності щодо закону Генрі.
У загальному випадку, відпарний газ повинен бути принаймні суттєво вільним від води та/або водяної пари, зокрема, принаймні суттєво вільним від водяної пари. Іншими словами, у загальному випадку, при виконанні етапу (Б) відпарний газ не повинен містити будь-якої води та/або будь-якої водяної пари, зокрема, будь-якої водяної пари. Це означає, що при виконанні етапу (Б) способу відгонку здійснюють за відсутності води та/або водяної пари, зокрема, за відсутності водяної пари, або ніякої водяної пари не використовується як відпарний газ при виконанні етапу (б).
Проте альтернативна можливість у принципі передбачає навантаження відпарного газу з відносною вологістю повітря або залишковим вмістом вологи аж до 100 95 за вагою, зокрема, аж до 90 95 за вагою, переважно аж до 70 95 за вагою або менше, зокрема, на основі температури обробки відпарним газом, переважно на основі температури газу від 20 "С до 30 "С.
Це пояснюється тим, що, як було несподівано виявлено заявником, використання водяної пари як відпарного газу є шкідливим по відношенню до способу згідно з винаходом з різних причин: по-перше, застосування водяної пари як відпарного газу буде вводити воду у ОМТ, що піддається обробці. Проте також з причин безпечності водяна пара є неприйнятною або не дуже прийнятною для відгонки у способі згідно з даним винаходом. Додаткові недоліки відгонки при використанні водяної пари полягають у тому (а також як відпарного газу із видаленими забруднюючими речовинами), що суміш ОМТ/вода завжди одержують на дні відгоночної колони, яка знову повинна бути виділена, так, що можна отримати додатковий потік відходів, а також додаткову технічну складність. Тому водяної пари як відпарного газу слід уникати (навіть якщо вона придатна для застосування) у принципі з клінічної точки зору або можливості його використання у плані здійснення способу у відповідності з даним винаходом.
Водяна пара, таким чином, є неприйнятною або не дуже прийнятною як відпарний газ -
Зо зокрема, щодо переважних діапазонів температури для обробка відпарним газом, які слід враховувати з міркувань безпеки: відгонка при використанні водяної пари в бажаному температурному інтервалі від 105 "С або менше є дуже складною з технічної точки зору з огляду на розплавлений ОМТ розплав, який піддається обробці при використанні відпарного газу при зниженому тиску. Додатковий недолік відгонки розплавленого ОМТ при використанні насиченої пари полягає у тому, що, як вказувалося вище, видаляється не тільки відпарний газ разом з леткими забруднюючими речовинами, але й також одержують суміш ЮОМТ/вода на дні відгоночної колони, яка повинна бути видалена; сильні кислоти і кислоти середньої сили, що все ще є присутніми у ОМТ, який піддається обробці, такі, як азотна кислота, тринітрокрезоли та нітробензойні кислоти, повинні бути вилучені у цю воду, отриману в нижній частині колони.
Отже, одержують додатковий потік відходів, обробка якого є складною з точки зору хімічної інженерії. Отже, відповідно до даного винаходу відпарний газ для використання є вільним від водяної пари.
Бажано, коли відпарний газ використовується у сухій або висушеній формі (тобто, є принаймні суттєво вільним від води), зокрема, оскільки обробка відпарним газом також передбачається для того, щоб зменшити залишковий вміст води в ОМТ, що піддається відгонці.
Альтернативна можливість у принципі, полягає у завантаженні відпарного з (відносною) вологістю повітря або залишковим вмістом вологи аж до 100 95 за вагою, зокрема, аж до 90 95 за вагою, переважно аж до 70 95 за вагою або менше, зокрема, на основі температури обробки відпарним газом, бажано на основі температури газу від 20 "С до 30 "С.
Кількість використовуваного відпарного газу при виконанні етапу (Б) може варіювати у широких межах.
Зокрема, при виконанні етапу (Б) кількість використовуваного відпарного газу є вибраною та/або встановленою на основі умов відгонки, зокрема, температури та/або тиску, та/або тривалості відгонки та/"або природи відпарного газу, талабо у залежності від вмісту та/або природи забруднюючих речовин у динітротолуолах, які піддаються обробці при виконанні етапу (Б), та/або у залежності від цільового залишкового вмісту забруднюючих речовин у нітротолуолах, які одержують після процесу етапу (б).
У типовому варіанті реалізації даного винаходу використовувана кількість відпарного газу, що підраховується, наприклад, як вагове співвідношення відпарного газу до ОМТ, може бути вибрана та/або встановлена на основі температури та тиску, при яких здійснюють відгонку, та у залежності від бажаної залишкової кількості індивідуальних забруднюючих речовин.
В окремому варіанті здійснення винаходу при виконанні етапу (Б) кількість використовуваного відпарного газу на основі 1 метричної тони динітротолуолів, які піддаються обробці, що підраховується як об'єм відпарного газу у стандартних кубічних метрах за стандартних умов (тиск 1,01325 бар; вологість повітря 0 95, тобто, сухий відпарний газ; температура 0 "С І|стандартні умови у відповідності з СІМ 1343, 5ТРОЇ), складає від 0,1 до 1000 стандартних кубічних метрів відпарного газу, зокрема, від 0,5 до 500 стандартних кубічних метрів, переважно від 1 до 200 стандартних кубічних метрів, більш переважно від 2 до 120 стандартних кубічних метрів, навіть більш переважно від 5 до 80 стандартних кубічних метрів, більш переважно від 10 до 60 стандартних кубічних метрів.
Стандартний кубічний метр (також синонімічно називається як нормальний кубічний метр) є одиницею вимірювання, що використовується в хімічній технології та технології газу для визначення кількості газу. Він описує ту кількість газу, яку об'єм газу в один кубічний метр буде займати за фіксованих умов (температури, тиску та вологості повітря). Одиниця стандартного кубічного метру або перетворення на стандартні кубічні метри використовується для того, щоб цифри, вказані в зв'язку із газами, базувалися на порівняній одиниці вимірювання в довільно фіксованому, але точно визначеному стані стосовно температури, тиску і вмісту вологи. У контексті даного винаходу одиниця вимірювання одного стандартного кубічного метру використовується по відношенню до стандартних умов або нормальних умов (тиск 1,01325 бар; вологість повітря 0 95, тобто, сухий відпарний газ; температура 0 "С (|стандартні умови у відповідності з СІМ 1343, ТРОЇ).
Стандартний кубічний метр в контексті даного винаходу, таким чином, являє собою кількість газу, яка при тиску 1,01325 бар і вологості повітря 095 за вагою (сухий відпарний газ) та температурі 273,15 К (0 "С) має об'єм одного кубічного метра газу.
Один стандартний кубічний метр (ідеальний газ) містить постійну кількість 44,615 моля молекул газу (незалежно від типу газу).
Один стандартний кубічний метр наступних типів газу містить приведені нижче кількості газів: повітря: 1,293 кг азот: 1,250 кг водень: 0,0899 кг
Зо В окремому варіанті здійснення винаходу при виконанні етапу (Б) кількість використовуваного відпарного газу на основі 1 метричної тони динітротолуолів, що піддаються обробці, яка підраховується як об'єм азоту як відпарного газу за стандартних умов (тиск 1,01325 бар; вологість повітря 0 95, тобто, сухий відпарний газ; температура 0 "С стандартні умови у відповідності з ОІМ 1343, 5ТРОЇ), може складати від 0,5 до 500 кг, зокрема, від 1 до 250 кг, переважно від 1 до 140 кг, більш переважно від 5 до 50 кг, навіть більш переважно від 10 до 40 кг. Якщо використовуються інші інертні гази, то значення, показані для азоту як відпарного газу, слід піддавати корегуванню або перераховувати відповідним чином.
У загальному випадку при виконанні етапу (Б) способу також існує висушування та/або зниження вмісту води оброблених динітротолуолів. Більш конкретно, в даному контекст, вміст води в динітротолуолах, що одержані в результаті етапу (Б) способу, складає не більше, ніж 1 95 за вагою, зокрема, не є більшим за 0,8 95 за вагою, переважно не є більшим за 0,5 95 за вагою, більш переважно не є більшим за 0,4 95 за вагою, навіть більш переважно не є більшим за 0,3 95 за вагою, більш переважно не є більшим за 0,295 за вагою, у кожному випадку на основі динітротолуолів.
У загальному випадку при виконанні етапу (Б) способу вміст води в одержаних динітротолуолах знижується до такого ступеня, що ніякої додаткової води не відокремлюється в процесі охолодження рідких динітротолуолів до їх температури затвердіння.
У процесі обробки ЮМТ, промитих на етапі (а) способу інертними газами, наприклад, повітрям або азотом, у відгоночному блоці, речовини, що видаляються, таким чином, являють собою не тільки аліфатичні та ароматичні вуглеводні з низькою точкою кипіння, ціаністий водень, аміак, азотну кислоту і т.д., забруднюючі речовини у ЮМТ, які вже знаходяться в газоподібному стані при кімнатній температурі, наприклад, СО, М2О, СО», МО, МО» тощо, та азотна кислота, яка знову утворилася з МОх у присутності води, але й також являють собою воду, розчинну та можливо суспендовану у ОМТ. Частка все ще розчиненої у ОМТ води після обробки при використанні відпарного газу є настільки низькою або повинна бути знижена після обробки за допомогою відпарного газу до такої міри, що жодна додаткова кількість води не може бути відокремлена в процесі охолодження рідини ЮОМТ до її температури плавлення, а отже, "точка роси" не може бути досягнута. Таким чином, утворення слідових кількостей води в проміжному резервуарі для зберігання ЮМТ, який має високу корозійну активність через залишкову кислотність, що завжди є присутньою у промитих та оброблених відпарним газом
ОМТ, надійним чином запобігається.
В окремому варіанті здійснення винаходу при виконанні етапу (Б) способу відгонка може здійснюватися після попереднього кислотного, основного або нейтрального промивання при виконанні етапу (а) способу. Це означає, що у способі згідно з винаходом попереднє промивання при виконанні етапу (а) може досягатися в один два або три етапи або може включати один два або три етапи промивання. Наприклад, обробка при використанні відпарного газу може слідувати за першим етапом промивання (кислотне промивання) та/або другим етапом промивання (лужне промивання) та/або третім етапом промивання (нейтральне промивання); це буде обговорюватися більш докладно у зв'язку з ілюстративними фігурами, які обговорюються в даній заявці та робочих прикладах. Проте обробка при використанні відпарного газу також є можливою після здійснення індивідуальних етапів екстракції або індивідуальних промивних етапів на різних етапах промивання.
В окремому варіанті реалізації даного винаходу після проведення етапу (Б) способу відпарний газ, навантажений забруднюючими речовинами, що видаляються з динітротолуолів, може піддаватися обробці відпрацьованих газів, зокрема, термічній обробці відпрацьованих газів.
В альтернативному варіанті реалізації даного винаходу після проведення етапу (Б) способу відпарний газ, навантажений забруднюючими речовинами, що видаляються з динітротолуолів, може піддаватися обробці для видалення забруднюючих речовин з навантаженого відпарного газу, переважно шляхом конденсації тал?або промивання за допомогою переважно водного промивного середовища, необов'язково, після чого здійснюють рециклінг очищеного відпарного газу на етап (Б) способу.
Наприклад, відпарний газ після видалення забруднюючих речовин, що можуть бути легко конденсовані або легко вимиватися, наприклад, азотної кислоти, ціаністого водню тощо, аліфатичні та ароматичні вуглеводні, що є рідкими речовинами при кімнатній температурі, можуть прокачуватися по замкненій схемі, з переважним відкиданням субпотоків відпарного газу, навантаженого інертними сполуками, які не можуть піддаватися конденсації та вимиватися, такими, як СО, М2О, тощо, та можуть переводитися на обробку відпрацьованих газів, наприклад, термальну обробку відпрацьованих газів, для того, щоб запобігти збагаченню цих інертних сполук у потоці відпарного газу.
Усі забруднюючі речовини, видалені з попередньо промитих ЮОМТ при використанні відпарного газу, а також видалена вода, є присутніми в потоці газу, що відходить. Цей потік відпрацьованого газу може подаватися, наприклад, без проміжної конденсації на термальну обробку відпрацьованих газів, коли забезпечується той факт, що вода, яка видаляється з ЮОМТ, не конденсується. Альтернативні можливості являють собою проміжну конденсацію або додаткове промивання при використанні промивного середовища, такого як вода або кислота для промивання, коли кислоти мають хорошу розчинність у воді, такі, як азотна кислота, МОх, ціаністий водень і т.д., а вуглеводні, повинні видалятися з відпрацьованих газів, з тим, щоб навантаження на теплову обробку відпрацьованих газів знижувалося.
Відпрацьована вода, отримана в проміжному процесі конденсації або у додатковій обробці відпрацьованих газів при використанні промивного середовища, де вказана відпрацьована вода містить, зокрема азотну кислоту, ціаністий водень та інші забруднюючі речовини, що мають добру розчинність у воді, а також ОМТ та слідові кількості видалених вуглеводнів, може - окремо або разом з парами конденсату, отриманими в результаті концентрації промивної кислоти з першого етапу промивання (тобто, кислотного промивання) а) способу, як описується, наприклад, у ЕР 0 736 514 Аї7 або у ЕР 1 780 198 Аї1 - вивільнятися з розчиненого та суспендованого ОМТ шляхом екстракції з ароматичними сполуками, що піддаються нітруванню (тобто, у випадку ОМТ з толуолом). Ціаністий водень може бути видалений в екстраговані стічні води, наприклад, шляхом обробки окислювальними агентами або шляхом відгонки при використанні пари разом з екстрагентом. Після нейтралізації ці забруднені стічні води можуть бути потім передаватися або на біологічне доочищення або безпосередньо у водний резервуар, що приймає зворотну воду.
Збагачений на ціаністий водень відгоночний конденсат із забруднених стічних вод, який перед утворенням аналогічним чином вивільняється при обробці стічних вод, повинен бути зруйнований або зв'язаний шляхом обробки при використанні окислювальних агентів або іншими способами. Субпотік летких видалених вуглеводнів, які все ще містять слідові кількості бо ММТ та ОМТ, може піддаватися рециркуляції у промивне середовище.
Перед вивільненням у навколишнє середовище газ, що відходить, типово піддається окисненню шляхом спалювання та після цього виводиться.
Як вже пояснювалося вище, є можливим за допомогою способу згідно з винаходом технічно простим і надійним способом ефективно видаляти практично усі забруднюючі речовини із сирових динітротолуолів, які одержані при нітруванні толуолу, що здійснюється шляхом адіабатичних або ізотермальних способів, наприклад, у присутності нітрувальної кислотної суміші азотна кислота/сірчана кислота, включаючи ці забруднюючі речовини, зокрема, також леткі забруднюючі речовини (а також інші забруднюючі речовини, такі, як некислотні або слабокислі забруднюючі речовини), які не можуть бути виділені безпосередньо, якщо це взагалі є можливим, при використання традиційних процесів очистки для сирових динітротолуолів.
Несподівано було виявлено можливим, зокрема, шляхом подальшої обробки відпарним газом, додатково ефективно видаляти ефективним чином слідові кількості забруднюючих речовин, які, проте, можуть призвести до серйозних порушень подальшого використання або додаткової обробки динітротолуолів (наприклад, каталітичні отрути можуть приводити до порушення каталітичної гідрогенізації динітротолуолів).
Забруднюючі речовини, що видаляються із сирових динітротолуолів при використанні способу у відповідності з даним винаходом, можуть, зокрема, бути вибраними з групи, що включає неорганічні кислоти (зокрема, сірчану кислоту, азотну кислоту та азотисту кислоту), неперетворені та/або частково перетворені реагенти, оксиди азоту, оксиди вуглецю та нітрозаміщені та не-нітрозаміщені побічні продукти реакції, а також продукти розкладання та окиснення продуктів та побічних продуктів, що утворилися в результаті проведення процесу нітрування (наприклад, ціаністий водень тощо).
Більш конкретно, забруднюючі речовини, що видаляються із сирових динітротолуолів при використанні способу у відповідності з даним винаходом, можуть являти собою такі, що є вибраними з групи, що включає (ії) неорганічні кислоти, зокрема, сірчану кислоту, азотну кислоту та азотисту кислоту; (ії) органічні кислоти, зокрема, мурашину кислоту, оцтову кислоту, щавлеву кислоту, нітробензойні кислоти такі, як моно- та динітробензойна кислоти, пікринову кислоту, ціаністий водень або подібні до них; (ії) нітроароматичні вуглеводні, зокрема, нітрофеноли, такі, як моно-, ди- та тринітрофеноли, та нітрокрезоли такі, як моно-, ди- та тринітрокрезоли; (ім)
Ко) оксиди азоту, зокрема, монооксид азоту (МО), діоксид азоту (МОг) та оксид діазоту (М2О); (м) оксиди вуглецю, зокрема, монооксид вуглецю (СО) та діоксид вуглецю (СОг); (мі) вуглеводні, зокрема, аліфатичні та циклоаліфатичні вуглеводні; (мії) неперетворені або частково перетворені реагенти, зокрема, толуол.
Як пояснювалося вище, є можливим у несподіваний спосіб за допомогою способу згідно з даним винаходом видалити, зокрема, також (але не тільки) леткі забруднюючі речовини із сирових динітротолуолів, що піддаються очищенню. Це в контексті даного винаходу означає, зокрема, (але без обмеження) такі сполуки, які мають більш високу леткість, особливо більш високий тиск пари та/або нижчу температуру плавлення, ніж сировий динітротолуол, що підлягає очищенню. Нормативний параметр, що застосовується для леткості може являти собою, зокрема, тиск пари динітротолуолу за стандартних умов (тобто, тиск 1,01325 бар; вологість повітря 0 95 (стандартні умови у відповідності з СІМ 1343, 5ТРОЇ) та/або температура кипіння динітротолуолів за стандартних умов (тобто, тиск 1,01325 бар; вологість повітря 0 95
Істандартні умови у відповідності з СІМ 1343, 5ТРОЇ). Як пояснювалося вище, леткі сполуки, які можуть бути видалені при використанні способу згідно з винаходом, включають, наприклад, оксиди азоту (наприклад, МО, МО», М2О тощо), вуглеводні (наприклад, аліфатичні або ароматичні вуглеводні тощо), оксиди вуглецю (наприклад, СО, СО» тощо), ціанистий водень тощо.
Як пояснювалося вище, спосіб згідно з винаходом асоціюється із численними перевагами та специфічними характеристиками, які визначають ознаки даного винаходу у порівнянні із відповідним рівнем техніки: У контексті способу у відповідності з даним винаходом сирові динітротолуоли, які одержані в результаті проведення адіабатичного або ізотермального динітрування толуолу, що спочатку піддаються промиванню в один або більше, зокрема, в один - три етапи промивання, та, таким чином, містять тільки слідові кількості азотної кислоти, оксидів азоту МОх та сірчаної кислоти, проте все ще включають значні кількості забруднюючих речовин згаданого вище типу та які є складними для вимивання, таким чином, оброблюються при використанні відпарного газу. Така обробка попередньо промитих ОМТ відпарним газом видаляє принаймні суттєво усі або практично усі забруднюючі речовини, що мають низьку точу кипіння та у відповідності із цим високі парціальні тиски у порівнянні ОМТ, зокрема, забруднюючі речовини, що вже є газоподібними при кімнатній температурі та є присутніми у ОМТ, наприклад, 60 СО, СО», М2О, МО, МО» тощо, а також забруднюючі речовини, що мають низькі температури кипіння, наприклад, ціанистий водень, азотна кислота, аліфатичні та ароматичні вуглеводні, вода тощо, які не можуть бути видалені взагалі шляхом промивання водою за допомогою багатоетапної екстракції рідина/рідина, у відповідності з їх парціальними тисками у відповідності із законом Генрі, ефективним чином та за відсутності будь-якої технічної складності, повністю або контрольованим чином аж до бажаних рівнів залишкового вмісту.
Спосіб згідно з даним винаходом є бажаним особливо тоді, коли у процесі промивання при виконанні етапу (а) використовуються більш високі співвідношення ОМТ, що піддаються промиванню, до свіжо доданого промивного середовища, та/або де забруднюючі речовини з низькими коефіцієнтами екстракції, що видаляються із сирових ОМТ, видаляються з ОМТ при використанні фізичних засобів тільки шляхом багатоетапного промивання.
Ще одна перевага способу полягає у тому, що він виконується надзвичайно гнучким чином, оскільки у багатоетапному промиванні або промиванні, що має кілька етапів промивання (наприклад, промивання, що включає три етапи промивання), кожна стадія промивання після розділення фаз може супроводжуватися обробкою ЮМТ відпарним газом: у способі згідно з даним винаходом можна вивільнити або ОМТ, який був промитий у три етапи промивання та все ще може містити залишкові слідові кількості ціаністого водню, аміаку (з аміаком як основою на етапі лужного або другого етапу промивання), та, зокрема, велику кількість нейтральних речовин таких, як СО, М2О тощо, та аліфатичних та ароматичних вуглеводнів з низькою температурою кипіння, та додатково залишкові кількості МОх, або ОМТ, одержаний в результаті першого або кислотного етапу промивання (оброблений при використанні промивної кислоти, як описується, наприклад, у ЕР 0 297 312 АТ, ЕР 0 736 514 А1 або ЕР 1 780 195 АТ), що додатково все ще містить нітрофеноли, нітрокрезоли, нітробензойні кислоти, а також усі забруднюючі речовини, що мають несприятливі коефіцієнти розподілу, низьку розчинність у промивному середовищі, слабку або нульову кислотність, наприклад, СО, СО», ціанистий водень, МОх, М2гО тощо, а також забруднюючі речовини, деякі з яких являють собою шкідливі каталітичні отрути, а також аліфатичні та ароматичні вуглеводні з низькою точкою кипіння та ін. у відносно високій кількості цих забруднюючих речовин, простим та ефективним чином. Альтернативно, ОМТ, одержаний після другого етапу промивання (тобто, після лужного промивання) може бути ефективно оброблений при використанні прийнятного відпарного газу. Альтернативно, після
Зо кожного етапу екстракції етапу промивання, що складається з декількох етапів екстракції, є можливою обробка ЮМТ, одержаного після видалення промивного середовища, відпарним газом.
Спосіб згідно з винаходом, таким чином, функціонує надійно, безпечно, ефективно та гнучким чином з технічної точки зору і є легким у реалізації з точки зору пристрою, але одночасно також економічними з точки зору його експлуатації.
Два інші аспекти даного винаходу - пристрій (обладнання) згідно з винаходом для очищення сирових динітротолуолів, що утворюються в результаті нітрування толуолів у присутності нітрувальної кислотної суміші азотна кислота/сірчана кислота (другий аспект даного винаходу), з одного боку, та продукційне обладнання згідно з винаходом для одержання динітротолуолів (додатковий аспект згідно з винаходом), з іншого боку - описуються в даній заявці далі, де референтні значення, вказані нижче, відносяться до ілюстративних фігур у відповідності із заявкою відповідно до Фіг. 1-4, які будуть роз'яснені більш докладно у даній заявці ще раз нижче.
Даний винахід відноситься - у другому аспекті даного винаходу - до пристрою (обладнання) для очистки сирових динітротолуолів, що утворюються в результаті нітрування толуолу у присутності нітрувальної кислотної суміші азотна кислота/сірчана кислота, після видалення відпрацьованої нітрувальної кислотної суміші (що також синонімічно називається як відрацьована нітрувальна кислота), зокрема, для видалення летких забруднюючих речовин особливо із сирових динітротолуолів, а також, зокрема, до пристрою (обладнання) для здійснення способу у відповідності з даним винаходом, як описується вище, де пристрій включає: (а) принаймні один промивний блок М/Е для промивання сирових динітротолуолів Е-ОМТ при використанні принаймні одного промивного середовища УУМ; та (Б) розміщений нижче від промивного блоку УМЕ принаймні один відгоночний блок (відгоночний пристрій) ЗК для відгонки (обробки відпарним газом) промитих динітротолуолів УУ-
ОМ; ОМТ-І, ОМТ-ІІ, ОМТ-І, що виходять з промивного блоку УМЕ, при використанні принаймні одного газу (відпарного газу) 50.
В окремому варіанті реалізації даного винаходу у пристрої згідно з винаходом промивний блок М/Е може мати один або більше, зокрема, один два або три, переважно три, промивні 60 блоки МУ5-ЇІ, МУ5-ІЇ, М/5-ІЇЇ для промивання сирових динітротолуолів К-ЮОМТ, зокрема, промивний блок М/5-І для проведення кислотного промивання та/або промивний блок УМ5-ЇЇ для проведення лужного промивання, та/або промивний блок М/5-ІЇЇ для проведення нейтрального промивання.
У переважному варіанті реалізації даного винаходу у пристрої згідно з винаходом промивний блок УУЕ може мати три промивні блоки МУ/5-ЇІ, М/5-ІЇ, М/5-ІЇЇ для промивання сирових динітротолуолів К-ОМТ, що включає промивний блок МУУ5-І для проведення кислотного промивання, промивний блок МУУ5-ІЇ, розміщений нижче від промивного блоку МУУ5-І| для проведення кислотного промивання, для проведення лужного промивання, та промивний блок
МУ5-ІЇ, розміщений нижче від промивного блоку УУ5-ІЇ для проведення лужного промивання, для проведення нейтрального промивання.
В одному варіанті здійснення даного винаходу у пристрої згідно з винаходом промивний блок МУ/УЕ додатково може включати принаймні один блок для видалення відпрацьованого промивного середовища (ММ) та/л"або промивного середовища (УМ), навантаженого забруднюючими речовинами, що видалені з динітротолуолів або із промитих динітротолуолів
МІ-ОМтТ; ОМТ-І, ОМТ-, ОМТ-П.
В окремому варіанті реалізації даного винаходу відгоночний блок 5К, зокрема, відгоночна колона, може мати нижню частину (нижню секцію) К5, зокрема, дно колони, та верхню частину (верхню секцію) КК, зокрема, головку колони, та блок подання, переважно розміщений у нижній частині К5, для відпарного газу та блок подання, переважно розміщений у верхній частині КК, для промитих динітротолуолів М/-ОМТ; ОМТ-І, ОМТ-П, ОМТ-ПІ.
Переважно, відгоночний блок 5К може набувати форму відгоночної колони, що має дно колони К5 як нижню частину (нижня секція) та головку колони КК як верхню частину (верхня секція). Відгоночна колона може включати блок подання, переважно розміщений на дні колони
К5, для відпарного газу та блок подання, переважно розміщений у головці колони КК, для промитих динітротолуолів М/-ОМТ; ОМТ-І, ОМТ-І, ОМТ-ПІ.
В окремому варіанті реалізації даного винаходу відгоночний блок 5К може мати таку конфігурацію, що відгоночний блок 5К у робочому стані дозволяє використовувати перш за все протитоковий та/або поперечнотоковий режим, переважно протитоковий режим, промитих динітротолуолів МУ-ОМТ; ОМТ-І, ОМТ-П, ОМТ-П, з одного боку, та відпарного газу 56, з іншого
Зо боку.
Для додаткової інформації стосовно пристрою (обладнання) згідно з винаходом, для уникнення непотрібного повторення, посилання може бути зроблене на приведені вище деталі, які відносяться до способу згідно з винаходом, який відповідно застосовується по відношенню до пристрою (обладнання) згідно з винаходом.
Даний винахід відноситься - у третьому аспекті даного винаходу - до продукційного обладнання для одержання динітротолуолів, зокрема, продукційного обладнання для нітрування (динітрування) толуолу з одержанням динітротолуолів у присутності нітрувальної кислотної суміші азотна кислота/сірчана кислота з подальшою очисткою сирових динітротолуолів, що утворилися в результаті проведення процесу нітрування, де продукційне обладнання включає: (ї) нітрувальний блок МЕ для нітрування (динітрування) толуолу Т у присутності нітрувальної кислотної суміші азотна кислота/сірчана кислота М5 з одержанням динітротолуолів К-ОМТ, що зокрема, містить один або більше реакційних резервуарів (нітрувальні реактори) для проведення нітрування; (і) необов'язково, розміщений нижче від нітрувального блоку МЕ у лінії виробництва, принаймні один блок для видалення, зокрема, блок для відокремлення (сепаратор), для видалення відпрацьованої нітрувальної кислотної суміші 9Р із сирових динітротолуолів К-ОМТ; (ії) розміщений нижче від нітрувального блоку МЕ та будь-якого блоку для видалення у лінії виробництва пристрій (обладнання) для очистки сирових динітротолуолів К-ОМТ, зокрема, пристрій (обладнання) у відповідності з даним винаходом, як описується вище, що включає: (а) принаймні один промивний блок М/Е для промивання сирових динітротолуолів К-ОМТ при використанні принаймні одного промивного середовища УУМ; та (Б) розміщений нижче від промивного блоку УМЕ принаймні один відгоночний блок (відгоночний пристрій) ЗК для відгонки (обробки відпарним газом) промитих динітротолуолів М/- ом; ОМТ-І, ОМТ-, ОМТ-Ш, що виходять з промивного блоку М/Е при використанні принаймні одного газу (відпарного газу) 50.
Для додаткової інформації стосовно продукційного обладнання згідно з винаходом та для уникнення непотрібного повторення посилання може бути зроблене на приведені вище деталі, які відносяться до способу згідно з винаходом та пристрою (обладнання) згідно з винаходом,
який відповідно застосовується по відношенню до продукційного обладнання згідно з винаходом.
Деталі, які будуть приведені нижче, відносяться як до пристрою (обладнання) згідно з даним винаходом, так і до продукційного обладнання згідно з винаходом.
Як стосовно пристрою (обладнання) згідно з даним винаходом, так і стосовно продукційного обладнання згідно з даним винаходом, він (воно) може являти собою випадок, коли відгоночний блок 5К додатково включає теплообмінник М/МІ1 для нагрівання промитих динітротолуолів Му-
ОМ; ОМТ-І, ОМТ-П, ОМТ-П перед їх введенням у відгоночний блок 5К. Крім того, він (воно) може являти собою випадок, коли відгоночний блок 5К додатково включає теплообмінник УУМ2 для нагрівання відпарного газу 50 перед його введенням у відгоночний блок 5К.
Крім того, як стосовно пристрою (обладнання) згідно з винаходом, так і стосовно продукційного обладнання згідно з винаходом, він (воно) може являти собою випадок, коли забезпечується розміщений нижче від відгоночного блоку ЗК блок для обробки відходних газів для очистки та/або обробки відпарного газу, навантаженого забруднюючими речовинами, видаленими з динітротолуолів. В одному втіленні блок для обробки відходних газів може включати промивний блок МУК, зокрема, промивну колону, необов'язково, із розміщеним нижче, обладнанням для переважно термальної доочистки відходних газів АВ. В альтернативному варіанті реалізації блок для обробки відходних газів може включати (тільки) обладнання для переважно термальної обробки відходних газів АВ (тобто, без розміщеного вище промивного блоку).
Інші переваги, властивості, аспекти та особливості даного винаходу будуть очевидними з опису варіантів його здійснення, які є бажаними відповідно до даного винаходу, які докладно представлені в описі, який супроводжується ілюстративними фігурами у відповідності з
Фігурами 1-4.
Фігури показують:
Фіг. 1: схематична діаграма способу згідно з даним винаходом та пристрій (обладнання) згідно з винаходом для обробки ОМТ, попередньо обробленого при використанні промивного середовища, відпарного газу у бажаному втіленні даного винаходу;
Фіг. 2: схематична діаграма способу згідно з даним винаходом та пристрій (обладнання) згідно з винаходом для відгонки ОМТ, попередньо обробленого при використанні промивного середовища, яке подається до відгоночного блоку за допомогою інжектора, у додатковому переважному втіленні даного винаходу;
Фіг. З схематична діаграма продукційного обладнання згідно з винаходом, що включає нітрування та подальшу очистку шляхом промивання ОМТ у поєднанні з відгоночним пристроєм, розміщеним нижче від промивання, у бажаному втіленні даного винаходу;
Фіг. 4 схематична діаграма продукційного обладнання згідно з даним винаходом, що включає нітрування та подальшу очистку шляхом промивання ЮМТ, що включає три етапи промивання у поєднанні з відгоночним пристроєм, розміщеним нижче від промивання у відповідності з додатковим бажаним варіантом реалізації даного винаходу.
Фіг. 1 показує загальний приклад відгонки ОМТ при використанні інертного газу. Матеріал, який піддається відгонці (ОМТ), може являти собою завантаження до відгоночного блоку, наприклад, при використанні гравіметричних засобів або також при використанні транспортного блоку, прийнятного для транспортування ОМТ. ОМТ 1, який раніше був оброблений промивним середовищем, може являти собою завантаження до теплообмінника М/1 або при використанні гравіметричних засобів, або при використанні насосу Р1І, прийнятного для транспортування рМТт. Нижче від теплообмінника ОМТ 1 з температурою, передбаченою для обробки відгонкою, надходить у верхню частину КК відгоночної колони 5К. У нижню секцію відгоночної колони 5К, на дно колони К5, нагрітий відпарний газ З подається одночасно, що приводить до одержання температури, передбаченої для відгоночної обробки, при використанні теплообмінника М/2.
Після гравіметричного проходження відгоночного матеріалу (ОМТ 1) через відгоночну колону
ЗК, ОМТ 5, який був очищений від летких забруднюючих речовин, зливають з нижньої частини колони КЗ і пропускають або гравіметричним способом, або за допомогою насоса Р2, придатного для транспортування ОМТ, у проміжний резервуар для зберігання І. для очищених
ОМ 5.
Відпарний газ 4, навантажений леткими сполуками, відокремленими від ОМТ, завантажують у нижню секцію Ке" промивочної колони МУК, охолоджують (наприклад, до температури навколишнього середовища) та обробляють промивним середовищем 6, що використовується у головці колони КК" колони для промивання МУК. Відпарний газ 7, який був очищений від летких забруднюючих речовин, що можуть бути конденсовані та відокремлені вимиванням (такі, як 60 РМТ, ціаністий водень, азотна кислота, леткі ароматичні або аліфатичні вуглеводні, залишки розчинників тощо) піддають повторній циркуляції або вивільняють безпосередньо, або їх субпотік піддають обробці відходних газів на обладнанні АВ, наприклад, термальній обробці відходних газів, і звідти вони виходять як очищені відхолдні гази А у навколишнє середовище. У випадку рециклінгу відпарного газу 7 або його субпотоку розвантажена частина замінюється свіжим газом 2 та повертається у контур при використанні нагнітача газів М1. Промивне середовище 8, навантажене видаленими забруднюючими речовинами, що можуть бути конденсовані та вимиті, та які були злиті з нижньої частини колони К5" промивочної колони МУК, - після видалення розчиненого та суспендованого продукту, наприклад, шляхом екстракції при використанні ароматичних сполук, які піддаються нітруванню, - обробляються разом з іншими стічними водами, одержаними в результаті очистки сирових ОМТ, так, що вони можуть бути вивільнені або повторно використані у схемі нітрування.
Фіг. 2 показує специфічний варіант здійснення способу, описаного у загальних рисах на Фіг. 1, або пристрою згідно з винаходом, що включає інжектор для транспорту ЮОМТ: ОМТ 1, які можуть оброблятися при використанні промивного середовища, транспортують з промивного блоку за допомогою інжектора Рі у вигляді емульсії до відгоночної колони 5К. Рухливе середовище, яке використовується для інжектора Рі, являє собою відповідне промивне середовище, одержане в результаті розміщеного вище промивання, переважно промивне середовище 10, яке подається на описані вище етапи промивання І-П (кислотне, основне та нейтральне промивання). Емульсія 11, що складається з ОМТ/середовище, транспортується на пристрій В етапу відокремлення, який може бути представлений у вигляді верхньої секції відгоночної колони ЗК. Видалене транспортне середовище 9, насичене нітроароматичними сполуками (ОМТ) та яке все ще містить слідові кількості забруднюючих речовин, розчинених у
ОМТ, після змішування з передбаченою кількістю промивного середовища 10 та після пропускання через теплообмінник М/1, піддається рециклінгу у транспортну схему як рухливе (рухоме) середовище для інжектора за допомогою насосу РІ. Надлишок води 9 із схеми рухомого середовища завантажується у процес промивання як промивне середовище.
ОМТ, видалені на етапі відокремлення при використанні пристрою В, гравіметрично перекачують до головки КК відгоночної колони ЗК. Одночасно у нижню частину відгоночної колони 5К, на дно колони К5, завантажується підігрітий відпарний газ 3, який доводять до
Ко) температури, передбаченої для відгоночної обробки, за допомогою теплообмінника М/2. Після гравіметричного пропускання відгоночного матеріалу (ОМТ) через відгоночну колону ЗК ОМТ 5, який був очищений від летких забруднюючих речовин, його зливають з нижньої частини колони та перекачують або гравіметричним способом, або за допомогою насосу Р2, прийнятного для транспортування ОМТ, у проміжний резервуар для зберігання І. для очищених ОМТ 5.
Обробка відпарного газу вище по схемі від відгоночної колони ЗК, де відпарний газ є навантаженим леткими забруднюючими речовинами, що видаляються, здійснюється аналогічно такому, що описане для Фіг. 1.
Фіг. 3 показує загальне функціонування продукційного обладнання згідно з винаходом для одержання ЮМТ при використанні адіабатичного або ізотермального нітрування толуолу з комплексною обробкою промитих ОМТ при використанні відпарного газу.
Сирові ОМТ К-ОМТ, що утворилися у нітрувальному блоці МЕ шляхом реакції толуолу Т з нітрувальною кислотною сумішшю азотна кислота/сірчана кислота М5, після видалення відпрацьованої нітрувальної кислоти 5Р у промивному блоці М/Е (наприклад, для здійснення описаних вище етапів промивання І-ІІ) промивають промивним середовищем М/М, переважно промивною кислотою, промивним лугом або водою. Одержані таким чином стічні води УМ. з промивного блоку МЕ переробляють у відповідності з їх походженням, як описується вище.
ОМТ М/-ОМТ, видалені з промивного блоку МУЕ, з якого сильні неорганічні кислоти такі, як сірчана кислота та азотна кислота (етап промивання І) та усі кислоти середньої сили, що мають рКА аж до 8, такі, як тринітрокрезоли, нітробензойні кислоти, щавлева кислота, СОг тощо, були переважно екстраговані, проте все ще містять слабкі кислоти, такі, як ціаністий водень, та інертні речовини, такі, як МО, СО, М2О, або аліфатичні або ароматичні вуглеводні, переводяться у розплавленій формі до головки КК відгоночного блоку/відгоночної колони 5К, що використовується у відповідності з винаходом та оброблюють відпарним газом 50, який вводиться у нижню секціюдно колони КЗ відгоночного блоку ЗК. ОМТ пропускається, наприклад, гравіметрично, через відгоночний блок 5К та відводиться з нижньої секції К5 відгоночного блоку 5К як сировий продукт ОМТ. Відпарний газ, навантажений забруднюючими речовинами, видаленими з ЮОМТ, очищається в обладнанні для обробки відходних газів АВ, наприклад, шляхом промивання промивним середовищем та/або додаткових обробок відходних газів, таких, як видалення МОх та/або термічна доочистка, таким чином, що може вивільнятися 60 відходний газ А, який відповідає існуючим екологічним нормам. Промивне середовище М/М1, що відводиться біля основи КЗ промивної колони МУК, містить (як і слідові кількості ОМТ) в розчиненій або суспендованій формі всі інші здатні до конденсації забруднюючі речовини, які були видалені з ОМТ у відгоночному блоці ЗК. Перед вивільненням промивного середовища
М/М1 у водоприймач зворотної води ці речовини відокремлюються з промивного середовища
ММ.
Фіг. 4 показує специфічний варіант здійснення продукційного обладнання згідно з винаходом для одержання ЮОМТ при використанні адіабатичного або ізотермального нітрування толуолу у відповідності з Фіг. З з трьома звичайними етапами промивання ОМТ у поєднанні із інтегрованою обробкою, що передбачається у відповідності з даним винаходом для ЮМТ, що є промитими на етапах промивання І-І при використанні відпарного газу. Сирові ОМТ К-ОМТ, що утворилися у нітрувальному блоці МЕ шляхом реакції толуолу Т при використанні азотної кислоти у присутності сірчаної кислоти М5, після видалення відпрацьованої нітрувальної кислоти 5Р промиваються у три етапи промивання УУ5-Ї, МУ5-ІЇ та МУ5-ІЇЇ, як описується вище.
На етапі промивання | УУ5-І (кислотне промивання) промивне середовище УУМ, що постачається, використовується для відокремлення сірчаної кислоти та азотної кислоти, зокрема, із сирових ОМТ, де співвідношення промивного середовища М/М до продукту К-ОМТ, що піддається промиванню, є вибраним таким чином, що промивна кислота МУЗ має вміст кислот від 10 95 до 40 95 за вагою. Після фази відокремлення промивна кислота МУЗ піддається рециклінгу у процес нітрування безпосередньо або після концентрування. ОМТ ОМТ-Ї виводиться з етапу промивання | УУ5-І, завантажується на етап промивання Ії УУ5-ІЇ (лужне промивання) або також оброблюється відпарним газом 50.
На етапі промивання ІІ УУ5З-І шляхом додання основи В, наприклад, до промивного середовища М/М-П, що забезпечується в результаті проведення етапу промивання І УМ5-ПІ, при рН промивного середовища в інтервалі від 8,5 до 9,5, кислоти середньої сили та сильні кислоти, такі, як тринітрокрезоли, нітробензойні кислоти, СО», щавлева кислота тощо, видаляються. Після фази відокремлення лужне промивне середовище УУМ-ІЇ вивільняється у процес обробки стічних вод. ЮОМТ ОМТ-ІІ, одержані в результаті етапу промивання І! МУ5-ЇЇ, завантажуються в етап промивання ПП МуУ5З-Ш (нейтральне промивання) або також оброблюються відпарним газом 5.
Зо На етапі промивання ПШ МУУ5-П (нейтральне промивання) промивне середовище МУМ, що постачається, використовується для видалення слідових кількостей промивного середовища
МУ/М-Ї та слідових кількостей забруднюючих речовин, які зі складнощами піддаються екстракції та все ще є присутніми. Після фази відокремлення промивне середовище МУУМ-ПІЇЇ вводять на етап промивання МУ5-І як промивне середовище. ОМТ ОМТ-ІШ, одержані після етапу промивання ПІ М/5-ІЇЇ, піддають обробці відпарним газом 50.
ОМ ОМТт-І, ОМТ-ІІ та ОМТ-ІЇЇ, видалені з трьох етапів промивання УУ5-Ї, МУ5-ІЇ та МУ/5-ПІ, застосовуються у розплавленому вигляді до верхньої частини КК відгоночного блоку (відгоночної колони) ЗК, що використовуються у відповідності з даним винаходом, та обробляються відпарним газом 50, який вводять у нижню секцію (дно колони) К5 відгоночного блоку ЗК. ОМТ (ОМТ-І-ОМТ-І) транспортують, наприклад, гравіметрично через відгоночний блок
ЗК та вилучають як чистий продукт (ОМТ) з нижньої секції КО відгоночного блоку ЗК. Відпарний газ, навантажений забруднюючими речовинами, видаленими з ОМТ, очищають на обладнанні для обробки відходних газів АВ шляхом промивання промивним середовищем та/або додатковими обробками відходних газів, такими, як видалення МОх, та/або термічна доочистка, таким чином, що може вивільнятися відходний газ А, який відповідає існуючим екологічним нормам.
Промивне середовище УММІ, яке вилучають біля основи КЗ промивної колони також містить, як і слідові кількості ОМТ, в розчиненій або суспендованій формі всі інші здатні до конденсації забруднюючі речовини, які були видалені з ОМТ у відгоночному блоці 5К. Перед вивільненням промивного середовища МУМ'і у водоприймач ці речовини повинні бути відокремлені.
Додаткові конфігурації, зміни, варіації, модифікації або подібні до них у відповідності з даним винаходом будуть зрозумілими і можуть бути здійснені фахівцем у даній галузі техніки при читанні цього опису, не виходячи за рамки об'єму даного винаходу.
Даний винахід ілюструється робочими прикладами, які його супроводжують, проте без обмеження даного винаходу такими.
РОБОЧІ ПРИКЛАДИ:
Приклад 1 (порівняльний)
Сирові ОМТ (2900 кг/година), що містять приблизно 14 кг азотної кислоти, приблизно 7,4 кг бо діоксиду азоту, приблизно 0,37 кг сірчаної кислоти та приблизно 50 част. на млн. ціаністого водню на метричну тону сирових ОМТ, промивали у відповідності з рівнем техніки у три етапи промивання.
На першому етапі промивання (кислотне промивання), у відповідності з ЕР 0 736 514 АТ1/ЕР 1780 198 АТ, промивання проводили при використанні співвідношення ЮОМТ/вода приблизно 9:1 (на основі ваги). Для підтримання визначеного співвідношення ОМТ/промивна кислота у промивних пристроях промивну кислоту додатково піддавали циркуляції. Промивна кислота із цього кислотного промивання із вмістом загальної кислоти приблизно 27,6 95 після концентрації для досягнення рівня приблизно 60 9о загальної кислоти (визначається як азотна кислота), піддавали рециклінгу у процес нітрування. Концентрат пари, одержаний в результаті концентрації, піддавали рециклінгу у процес кислотного промивання.
На другому етапі промивання (лужне промивання) у присутності карбонату натрію при рн 9,2 усі нітрокрезоли, нітробензойні кислоти та усі слабкі кислоти, що мають значення рКа на дві одиниці, менше, ніж рН промивної рідини, повністю екстрагували з ОМТ. Нейтральні речовини, такі, як СО, М2О, вуглеводні тощо та дуже слабкі кислоти, такі, як ціаністий водень, що мають значення рКА 9,2, екстрагували тільки у відповідності з їх розчинністю або тільки частково у промивне середовище. Для підтримання визначеного співвідношення фаз ОМТ/промивне середовище у промивних пристроях промивну рідину також додатково піддавали циркуляції.
На третьому етапі промивання (нейтральне промивання) промивання здійснювали при використанні співвідношення ЮОМТ/відходна вода 2:1 (на основі ваги). Для підтримання визначеного співвідношення ЮМТ/промивне середовищу у промивних пристроях промивну рідину також додатково піддавали циркуляції. Промивну воду, одержану в результаті нейтрального промивання, після фази відокремлення, завантажували на лужне промивання.
Після цього промивання у відповідності з рівнем техніки одержували ОМТ, з яких усі кислоти, які утворюють солі в лужному діапазоні, були в значній мірі видалені. Крім того, було виявлено макс. 2 част. на млн. сульфату, менше ніж 10 част. на млн. нітрокрезолів (у даному випадку тринітрокрезолів) та менше ніж 10 част. на млн. нітробензойних кислот, також було виявлено приблизно 15 част. на млн. азотної кислоти (загальна сума НМОз плюс НМО»), приблизно 2 част. на млн. ціаністого водню, приблизно 100 част. на млн. СО, приблизно 5 част. на млн. СО», 50 част. на млн. М2О, приблизно 300 част. на млн. аліфатичних вуглеводнів та приблизно 1 95
Зо води.
Приклад 2 (у відповідності з винаходом)
ОМТ, промиті у відповідності з рівнем техніки (2800 кг/год.), як описується у Прикладі 1, вводили при температурі 85 "С до головки відгоночної колони з 10 тарілками та піддавали відгонці з 45 стандартними кубічними метрами/год. азоту при температурі також 85 70. ОМТ (температура приблизно 74 "С), який відганяли біля основи колонки, все ще містив менше ніж 2 част. на млн. азотної кислоти (загальна сума НМОз плюс НМО»), менше ніж 0,1 част. на млн. ціаністого водню та менше, ніж 5 част. на млн. М2О, СО та СО» загалом (та менше, ніж 10 част. на млн. аліфатичних вуглеводнів). Вміст води падав приблизно до 0,17 95. Також у відходному газі крім забруднюючих речовин, що відганялися, був присутній ОМТ, який відокремлювали у проміжній конденсації та піддавали обробці промивним середовищем.
Як демонструється робочим Прикладом 2 у відповідності з винаходом, чистота одержаних
ОРМТ може бути значно поліпшена у порівнянні із способом очистки у відповідності з рівнем техніки (Приклад 1); зокрема, є також можливим у відповідності з даним винаходом видаляти забруднюючі речовини, які не піддаються видаленню у відповідності з рівнем техніки простим та ефективним чином.
Приклад З (у відповідності з винаходом)
Сирові ОМТ (2900 кг/год.), що містять приблизно 14 кг азотної кислоти, приблизно 7,4 кг діоксиду азоту, приблизно 0,37 кг сірчаної кислоти та приблизно 50 част. на млн. ціаністого водню на метричну тону сирових ОМТ, промивали тільки в одному етапі промивання (тільки кислотне промивання) у відповідності з ЕР 0 736 514 АТ/ЕР 1 780 198 АТ, при співвідношенні рмТ/гехнологічна вода приблизно 9:1 (на основі ваги).
Для підтримання визначеного співвідношення фаз ОМТ/промивне середовище у промивних пристроях, промивну рідину також додатково піддавали циркуляції.
На третьому етапі промивання (нейтральне промивання) промивання здійснювали при використанні співвідношення ЮОМТ/відходна вода 2:1 (на основі ваги). Для підтримання визначеного співвідношення ОМТ/промивна кислота у промивних пристроях промивну кислоту також додатково піддавали циркуляції. Промивну кислота, одержану в результаті кислотного промивання з приблизно 27,6 956 загальної кислоти та приблизно 80 част. на млн. ціаністого водню, після концентрації до приблизно 60 95 загальної кислоти (визначали як азотну кислоту), бо піддавали рециклінгу у процес нітрування. Концентрат пари, одержаної в результаті концентрації, що містить приблизно 1,595 загальної кислоти (що визначається як азотна кислота) та приблизно 100 част. на млн. ціаністого водню, вивільняли із все ще розчинених ОМТ шляхом екстракції толуолом; екстрагент потім видаляли з концентрату пари шляхом відгонки паром разом з іншими леткими речовинами, наприклад, ціаністим воднем, та конденсат пари, оброблений таким чином, після нейтралізації передавали безпосередньо на біологічну доочистку.
ОМТ після такого кислотного промивання (приблизно 2800 кг/год.), все ще містили усі нітрокрезоли (головним чином, тринітрокрезоли) та нітробензойні кислоти, присутні у сирових
РМТ, приблизно 2 част. на млн. сульфату, 650 част. на млн. азотної кислоти (загальна сума
НМО»з плюс НМО»), 40 част. на млн. ціаністого водню, 150 част. на млн. СО, 40 част. на млн.
Со», 60 част. на млн. М2О, приблизно 300 част. на млн. аліфатичних вуглеводнів та приблизно 1 95 води.
Ці ОМТ переносили при 85 "С до головки відгоночної колони з 10 тарілками та відганяли при використанні 80 стандартних кубічних метрів/год. азоту також при температурі 85 76. ОМТ (температура: приблизно 71 "С), що стікали до основи колони, все ще містили 30 част. на млн. азотної кислоти (загальна сума НМОз плюс НМО»), макс. 0,5 част. на млн. ціаністого водню та менше, ніж 10 част. на млн. МгО, СО СО» загалом, та менше, ніж 10 част. на млн. аліфатичних вуглеводнів. Вміст води падав до приблизно 0,2 95. ОМТ, що також був присутнім у відходному газі додатково до забруднюючих речовин, які відганяли, відокремлювали у процесі проміжної конденсації та піддавали рециклінгу.
Як продемонстровано робочим Прикладом 3, процедура згідно з винаходом, навіть тільки за наявності одного промивання, може значно покращити чистоту одержаних ОМТ у порівнянні із процесами очистки традиційного рівня техніки.
Приклад 4 (порівняльний)
Приклад З повторювали, але зі зміною або перестановкою послідовності етапів обробки (розміщена вище по схемі обробка відпарним газом з подальшим промиванням):
Перш за все, обробку відпарним газом проводили у відповідності з Прикладом З і тільки потім здійснювали кислотне промивання у відповідності з Прикладом 3. Одержували два потоки відходів азотної кислоти (зокрема, у відходному газі відгонки та у промивній воді). Одержані
Зо таким чином ОМТ - а також усі нітрокрезоли (головним чином, тринітрокрезоли) та нітробензойні кислоти, що є присутніми у сировому ЮМТ - містили приблизно 3,0 част. на млн. сульфату, 1200 част. на млн. азотної кислоти (загальна сума НМОз плюс НМО»х), 35 част. на млн. ціаністого водню, 110 част. на млн. СО, 30 част. на млн. СО», 35 част. на млн. М2О, приблизно 250 част. на млн. аліфатичних вуглеводнів та приблизно 1,2 95 води. Як було продемонстровано у Прикладі 4, не є можливим досягнути ефективної очистки зі зміненою послідовністю обробки (відгонка перед промиванням).

Claims (10)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб очистки сирових динітротолуолів, що одержані в результаті нітрування толуолу у присутності нітрувальної кислотної суміші азотна кислота/сірчана кислота, де процес включає наступні етапи: (а) сирові динітротолуоли після відокремлення від відпрацьованої нітрувальної кислотної суміші спочатку піддають промиванню при використанні принаймні одного промивного середовища, після чого видаляють промивне середовище; та (Б) потім промиті динітротолуоли, які утворилися в результаті проведення етапу (а) способу, піддають обробці відпарним газом при використанні принаймні одного відпарного газу, де використовуваний відпарний газ являє собою газ, який є не реактивним відносно динітротолуолів та є вибраним з групи, що складається з азоту, кисню, інертних газів, водню, оксидів вуглецю та їх сумішей, та де обробка відпарним газом здійснюється за відсутності пари.
2. Спосіб за п. 1, де при виконанні етапу (а) промивання здійснюють як екстракцію рідка речовина/рідка речовина в один або більше етапів та де на етапі (а) видалення промивного середовища здійснюють за допомогою пристроїв для відокремлення.
3. Спосіб за п. 1 або п. 2, де при виконанні етапу (Б) обробку відпарним газом здійснюють при використанні пристрою для відгонки та де обробку відпарним газом здійснюють у поперечнотечійному або протитечійному режимі.
4. Спосіб за будь-яким з попередніх пп. 1-3, де при виконанні етапу (Б) обробку відпарним газом здійснюють при температурах, вищих за температуру плавлення динітротолуолів, та де на етапі (Б) динітротолуоли знаходяться у рідкому стані.
5. Спосіб за будь-яким з попередніх пп. 1-4, де при виконанні етапу (Б) кількість використовуваного відпарного газу, що базується на 1 метричній тонні динітротолуолів, які піддаються обробці, та підраховується як об'єм відпарного газу у стандартних кубічних метрах, зокрема, за стандартних умов у відповідності з СІМ 1343 (5ТРО), що включають тиск 1,01325 бара; вологість повітря 0 95 та температуру 0 "С, складає від 0,1 до 1000 стандартних кубічних метрів відпарного газу.
6. Пристрій або обладнання для очистки сирових динітротолуолів, що утворюються в результаті нітрування толуолу у присутності нітрувальної кислотної суміші азотна кислота/сірчана кислота після видалення відпрацьованої нітрувальної кислотної суміші, де пристрій включає: (а) принаймні один промивний блок (М/Е) для промивання сирових динітротолуолів (К-ОМТ) при використанні принаймні одного середовища для промивання (УМ); та (Б) розміщений нижче від промивного блока (М/Е) принаймні один відгінний блок або відгінний пристрій (ЗК) для обробки відпарним газом промитих динітротолуолів (МУ-ЮОМТ; ОМТ-І, ОМТ-Ї, ОМТ-І), що надходять з промивного блока (МЕ), при використанні принаймні одного відпарного газу (50), який є вибраним з групи, що складається з азоту, кисню, інертних газів, водню, оксидів вуглецю та їх сумішей, та де обробка відпарним газом здійснюється за відсутності пари.
7. Пристрій або обладнання за п. 6, де промивний блок (МЕ) має один або більше промивних блоків (МУ5-Ї, МУ5-ІЇ, М/5-ІЇ) для промивання сирових динітротолуолів (К-ОМТ) та де промивний блок (МУЕ) додатково включає принаймні один відокремлювальний блок для видалення відпрацьованого промивного середовища (МЛ) або промивного середовища (М/), завантаженого забруднюючими речовинами, видаленими з динітротолуолів, з промитих динітротолуолів (М/-ОМТ; ОМТ-І, ОМТ-П, ОМТ-).
8. Пристрій або обладнання за п. 6 або п. 7, де відгінний блок (ЗК) має нижню секцію (К5) та верхню секцію (КК), а також блок подачі, розташований у нижній секції (Кб), для відпарного газу, та блок подачі, розміщений у верхній секції (КК), для промитих динітротолуолів (М/-ОМТ; оМТ-І, ОМТ-, ОМТ-П).
9. Продукційне обладнання для одержання динітротолуолів шляхом нітрування толуолу з одержанням динітротолуолів у присутності нітрувальної кислотної суміші азотна кислота/сірчана кислота з подальшою очисткою сирових динітротолуолів, що утворилися в Зо результаті проведення процесу нітрування, де продукційне обладнання включає: (ї) нітрувальний блок (МЕ) для нітрування (динітрування) толуолу (Т) у присутності нітрувальної кислотної суміші азотна кислота/сірчана кислота (М5) з одержанням динітротолуолів (К-ОМТ), де нітрувальний блок (МЕ) включає один або більше нітрувальних реакторів для проведення нітрування; (її) необов'язково, розміщений нижче від нітрувального блока (МЕ) у лінії виробництва принаймні один відокремлювальний блок для видалення відпрацьованої нітрувальної кислотної суміші (5Р) із сирових динітротолуолів (К-ЮОМТ); (ії) розміщений нижче від нітрувального блока (МЕ) та від необов'язкового блока для видалення, пристрій або обладнання для очистки сирових динітротолуолів (К-ОМТ), що включає: (а) принаймні один промивний блок (М/Е) для промивання сирових динітротолуолів (К-ОМТ) при використанні принаймні одного промивного середовища (М/М); та (Б) розміщений нижче від промивного блока (МЕ) принаймні один відгінний блок або відгінний пристрій (ЗК) для обробки відпарним газом промитих динітротолуолів (МУ-ЮОМТ; ОМТ-І, ОМТ-Ї, ОМТ-П), що виходять з промивного блока (МЕ), при використанні принаймні одного відпарного газу (50), де використовуваний відпарний газ являє собою газ, який є не реактивним відносно динітротолуолів та є вибраним з групи, що складається з азоту, кисню, інертних газів, водню, оксидів вуглецю та їх сумішей та де обробка відпарним газом здійснюється за відсутності пари.
10. Пристрій за будь-яким з попередніх пп. 6-8 або продукційне обладнання за п. 9, де відгінний блок (ЗК) додатково включає теплообмінник (М/М1) для нагрівання промитих динітротолуолів (Му/-ОМТ; ОМТ-І, ОМТ-І, ОМТ-І) перед введенням у відгінний блок (ЗК) та теплообмінник (М/М2) для нагрівання відпарного газу (55) перед введенням у відгінний блок (5К).
UAA201700982A 2014-07-07 2015-04-30 Спосіб видалення забруднюючих речовин з динітротолуолів UA118056C2 (uk)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014009948 2014-07-07
DE102015003743 2015-03-25
DE102015004242 2015-04-07
PCT/EP2015/059493 WO2016005070A1 (de) 2014-07-07 2015-04-30 Verfahren zur entfernung von verunreinigungen aus dinitrotoluolen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA118056C2 true UA118056C2 (uk) 2018-11-12

Family

ID=53039906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA201700982A UA118056C2 (uk) 2014-07-07 2015-04-30 Спосіб видалення забруднюючих речовин з динітротолуолів

Country Status (13)

Country Link
US (2) US9738592B2 (uk)
EP (1) EP3154931B1 (uk)
JP (1) JP6437627B2 (uk)
KR (1) KR101917384B1 (uk)
CN (1) CN106573871B (uk)
BR (1) BR112017000090A2 (uk)
CA (1) CA2954075C (uk)
DE (1) DE102015106617B4 (uk)
EA (1) EA033865B1 (uk)
HU (1) HUE040721T2 (uk)
PL (1) PL3154931T3 (uk)
UA (1) UA118056C2 (uk)
WO (1) WO2016005070A1 (uk)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107986249B (zh) * 2017-10-31 2020-08-04 湖北东方化工有限公司 硝基甲苯废酸脱硝后稀硝酸去除硝基甲苯的方法
CN110302658A (zh) * 2019-07-03 2019-10-08 上海力皇环保工程有限公司 一种用于处理煤化焦化有机废气的装置及其方法
CN111013380A (zh) * 2019-12-04 2020-04-17 上海东升新材料有限公司 一种氮氧化物脱除的三段塔装置和脱除氮氧化物的方法
CN112206739B (zh) * 2020-10-19 2022-04-12 蚌埠学院 用于二氧化氮硝化反应的装置
CN113371906A (zh) * 2021-05-31 2021-09-10 湖北东方化工有限公司 一种二硝基甲苯回收装置及工艺

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2976320A (en) 1957-07-30 1961-03-21 Allied Chem Catalytic hydrogenation of the dinitro derivatives of toluene
CA1034603A (en) 1973-10-05 1978-07-11 Maurice W. Hunt Water washing of nitroaromatic compounds prior to catalytic reduction
US4224249A (en) 1979-05-14 1980-09-23 Air Products And Chemicals, Inc. Toluene diamine from non-washed dinitrotoluene
US4482769A (en) 1983-09-16 1984-11-13 Air Products And Chemicals, Inc. Reducing 2,4-dinitroortho-cresol in effluent stream from dinitrotoluene process
US4597875A (en) 1985-05-07 1986-07-01 Air Products And Chemicals, Inc. Precipitative removal of nitrocresols from dinitrotoluene waste streams
IT1221709B (it) 1987-07-03 1990-07-12 Danieli Off Mecc Martellatrice multiuso
DE19512114C2 (de) 1995-04-04 2000-04-27 Meissner Gmbh & Co Kg Josef Rückgewinnung von Salpetersäure aus Nitrierprozessen
DE19539205A1 (de) * 1995-10-22 1997-04-24 Meissner Gmbh & Co Kg Josef Verfahren zur Aromatennitrierung
FR2767318B1 (fr) * 1997-08-13 1999-10-29 Rhodia Chimie Sa Procede de recuperation d'acide nitrique compris dans un melange de composes aromatiques dinitres
US6288289B1 (en) 2000-01-27 2001-09-11 Noram Engineering And Constructors Ltd. Integrated effluent treatment process for nitroaromatic manufacture
DE102005050106B4 (de) 2005-10-18 2008-04-30 Josef Meissner Gmbh & Co. Kg Rückgewinnung von Nitriersäuregemischen aus Nitrienprozessen
EP1780198B1 (en) 2005-10-31 2011-10-05 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Novel fluorosulfonyloxyalkyl sulfonate salts and derivatives, photoacid generators, resist compositions, and patterning process
DE102006004943A1 (de) 2006-02-03 2007-08-09 Bayer Materialscience Ag Verfahren zur Herstellung von Nitrobenzol
EP1876142B1 (de) * 2006-06-21 2008-09-17 QVF Engineering GmbH Verfahren und Anlage zur Konzentrierung von Abfall-Schwefelsäuren aus Nitrierprozessen
DE102006060572A1 (de) 2006-12-19 2008-06-26 Bayer Materialscience Ag Verfahren zur Herstellung von Toluylendiaminen durch katalytische Hydrierung von Dinitrotoluolen
EP2462063B1 (en) * 2009-08-18 2016-05-04 Noram International Limited Washing system for nitroaromatic compounds
JP2013514300A (ja) * 2009-12-16 2013-04-25 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア Dnt排水の酸性トルエン抽出法
UA108437C2 (uk) 2011-05-19 2015-04-27 Спосіб та пристрій для очищення продуктів нітрування
US8697921B2 (en) * 2011-08-09 2014-04-15 Basf Se Process for purifying wastewaters from the workup of crude aromatic nitro compounds
RU2627308C2 (ru) 2012-04-25 2017-08-07 Басф Се Способ промывки динитротолуола
EP3041818B1 (en) * 2013-09-05 2018-06-13 Basf Se Method for removing hcn from crude dinitro toluene

Also Published As

Publication number Publication date
EP3154931B1 (de) 2018-08-15
DE102015106617A1 (de) 2016-01-07
KR20170027811A (ko) 2017-03-10
EP3154931A1 (de) 2017-04-19
EA033865B1 (ru) 2019-12-03
CA2954075A1 (en) 2016-01-14
BR112017000090A2 (pt) 2017-10-31
CN106573871A (zh) 2017-04-19
US10125088B2 (en) 2018-11-13
HUE040721T2 (hu) 2019-03-28
CA2954075C (en) 2018-12-11
JP6437627B2 (ja) 2018-12-12
US9738592B2 (en) 2017-08-22
EA201790141A1 (ru) 2017-05-31
DE102015106617B4 (de) 2017-09-21
US20170166514A1 (en) 2017-06-15
JP2017521419A (ja) 2017-08-03
PL3154931T3 (pl) 2019-02-28
US20170305835A1 (en) 2017-10-26
WO2016005070A1 (de) 2016-01-14
CN106573871B (zh) 2018-09-04
KR101917384B1 (ko) 2018-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI326280B (en) Recovery of nitrating acid mixtures from nitration processes
US9630866B2 (en) Process for workup of NOx-containing offgases from wastewater streams of nitration plants
US10125088B2 (en) Method for removing impurities from dinitrotoluenes
US20120248038A1 (en) Acid toluene extraction of dnt wastewaters
US9540313B2 (en) Method and apparatus for purifying nitration products
JP6193358B2 (ja) ジニトロトルエンを洗浄する方法
US9249083B2 (en) Process for scrubbing dinitrotoluene
JP2015519317A5 (uk)
JP6556711B2 (ja) シアン化水素酸の存在下でのジニトロトルエンの酸スクラブ洗浄方法
US20160075582A1 (en) Process for working up waste water from nitrobenzene preparation
EP3041818B1 (en) Method for removing hcn from crude dinitro toluene
US8529771B2 (en) Acidic sludge adsorption of DNT wastewaters