BR112012005873B1 - Método e instalação para o reprocessamento de ácidos sulfúricos residuais provenientes dos processos de nitração - Google Patents

Método e instalação para o reprocessamento de ácidos sulfúricos residuais provenientes dos processos de nitração Download PDF

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Abstract

processo e instalação para o processamento de ácidos sulfúricos residuais provenientes dos processos de nitretação. processo para o reprocessamento de ácido residual provenientes de processos para a produção de nitro-aromáticos, de processos para a produção de dinitro toluento (dnt) ou trinitro tolueno (tnt), por exemplo, com a recuperação de ácido sulfúrico e de ácido nítrico concentrados e purificados, sendo que um em primeiro estágio o ácido residual é separado em uma coluna de fracionamento em pelo menos a corrente de valor d'1água proveniente do fundo da coluna de fracionamento em pelo menos uma fase em forma de vapor que contém ácido nítrico assim como, eventualmente, nitro-orgânicos, separando-se também um ácido sulfúrico previamente concentrado, sendo que se condensa e/ou se reprocessa a fase em forma de vapor e o ácido nítrico previamente concentrado em estágios de processo subsequentes, sendo que no primeiro estágio do processo de acordo com a presente invenção além da separação é condizuda uma concentração de ácidos nítrico abtido do vapor de destilação na presença de ácido sulfúrico adicional concentrado, de modo que se obtém no primeiro estágio diretamente o ácido nítrico e uma forma extremamente concentrada e adequado par ser reciclado ao processo de nitretação.

Description

“MÉTODO E INSTALAÇÃO PARA O REPROCESSAMENTO DE ÁCIDOS SULFÚRICOS RESIDUAIS PROVENIENTES DOS PROCESSOS DE NITRAÇÃO”
A presente invenção se refere a um processo e uma instalação para o processamento, isto é, separação, purificação e a concentração, de ácido sulfúrico diluído e gasto a partir dos processos de nitração, em que o ácido nítrico é empregado como o meio de nitração na presença de ácido sulfúrico. o referido ácido sulfúrico diluído é de modo geral referido no presente pedido como ácido residual em resumo.
Os processos de nitração desempenham um papel central na indústria química para a preparação de compostos nitro, e são realizados em uma escala industrial. Os compostos nitros preparados servem, devido às numerosas reações possíveis de grupos de nitro e os produtos de conversão preparáveis a partir deste, na maioria dos casos como intermediários valiosos.
A nitração dos compostos aromáticos é particularmente importante, por exemplo, de tolueno, para preparar os nitroaromáticos, especialmente o dinitrotolueno (2,4-dinitrotolueno; DNT) ou trinitrotolueno (TNT), uma vez que os grupos de nitro aromáticos podem ser convertidos para grupos de amino de um modo simples por meio da redução, e estes, por sua vez, podem ser submetidos a numerosas conversões adicionais. Um meio particularmente importante de outro processamento do DNT, por exemplo, é aquele para dar tolueno diisocianato (TDI) após uma redução inicial do DNT para toluenodiaminas e uma subsequente reação com fosgênio, ou de maneira diferente por meio da reação direta do DNT com CO. O TDI é um dos mais importantes diisocianatos aromáticos para a preparação de poliuretanos.
A introdução de um ou mais grupos nitro em um composto aromático, por exemplo, tolueno, é realizada como uma substituição eletrofílica com o auxílio de ácido nítrico em uma mistura com o ácido sulfúrico, por exemplo, em uma etapa com ácido de nitração (este termo se refere as misturas de ácido sulfúrico concentrado e ácido nítrico de composição diferente) ou, no caso de desnitração, como no caso de preparação do DNT, opcionalmente, da mesma forma, em duas etapas com ácidos de resistência diferente, um processo típico de duas etapas envolvendo a nitração de tolueno para mononitrotolueno (MNT) na primeira etapa, empregando um ácido residual opcionalmente preparado, menos concentrado, a partir da segunda etapa, e em seguida a introdução de um outro grupo de nitro neste MNT na segunda etapa empregando um ácido nítrico altamente concentrado para formar o DNT (cf., por exemplo, EP 155 586 A1).
Ao mesmo tempo que o teor de ácido nítrico do ácido de nitração é consumido em uma proporção muito elevada no decorrer da introdução dos grupos de nitro como substituintes no anel aromático, o ácido sulfúrico concentrado presente ao mesmo tempo durante a nitração é simplesmente diluído e contaminado pela água de reação a qual se forma. Ele forma o ácido residual, o qual tipicamente consiste principalmente em uma água e ácido sulfúrico
2/15 de cerca de 70 % em massa, e menores proporções de ácido nítrico, nitroorgânicos, por exemplo, mononitrotolueno (MNT) e dinitrotolueno (DNT), e da mesma forma constituintes nitrosos na forma de, por exemplo, ácido nitrosilssulfúrico.
É uma exigência absoluta de um regime de processo econômico moderno preparar este ácido residual e converter a um ácido sulfúrico concentrado o qual pode ser reutilizado no processo. O uso de ácido sulfúrico fresco para o processo de nitração foi inaceitável por muito tempo por razões econômicas e ambientalmente relevantes.
Por esse motivo, hoje em dia, a reconcentração da corrente de ácido residual é regularmente conduzida paras as concentrações de ácido sulfúrico entre 85 % em massa e 97 % em massa, e o objetivo deve ser para se obter tal reconcentração com uma entrada de energia mínima e a formação de quantidades muito pequenas de correntes dos resíduos quimicamente poluente que têm de ser descarregadas do processo.
Um aumento na concentração de ácido sulfúrico até um teor máximo de ácido sulfúrico de 96 % em massa, que é aconselhável sob condições de pressão reduzida devido aos pré-requisitos do processo termodinâmico nas últimas etapas, foi o estada da técnica durante décadas com o desenvolvimento dos materiais de elevada resistência à corrosão os quais são adequados por conseguente, tais como, tântalo, esmalte e vidro, para a evaporação em temperaturas elevadas. De qualquer modo, uma restrição que deve ser observada é o fato que o material evaporador do tântalo preferido pode ser empregado somente em uma temperatura máxima de ebulição do ácido residual a ser concentrado em menos do que 208 °C.
O problema específico na concentração de ácidos resíduos a partir dos processos de nitração se situa nos constituintes estranhos originando-se da nitração no ácido, mais particularmente na forma de compostos contendo os grupos de nitrogênio-oxigênio, tal como, ácido nítrico, vários orgânicos, principalmente MNT e DNT, e os constituintes nitrosos dissolvidos na forma de ácido nitrosilssulfúrico (NSS), o teor o qual é de modo geral relatado como o teor de ácido nitroso (HNO2).
Uma vez que as substâncias mencionadas, de acordo com seu caráter, ou são materiais potenciais de partida ou intermediários ou produtos incompletamente removidos, o objetivo é naturalmente ser capaz de recuperá-los, exatamente como o ácido sulfúrico, e alimentálos muito substancialmente de novo para o processo de nitração, e para manter as perdas destes materiais de partida, os intermediários e os produtos finais tão baixo quanto possível. Os processos da técnica anterior foram, no entanto, ainda sub-ideal a este respeito, especialmente quando é considerado que tais produtos potencialmente úteis podem ser da mesma forma encontrados em outras correntes do produto de um processo para a nitração dos compostos aromáticos, por exemplo, na água de purificação do produto final do processo da nitração do tolueno , DNT, isolada na forma cristalina, a qual em muitos casos usada para ser descarregada do processo de nitração como correntes dos resíduos ou preparada separadamen
3/15 te. Uma água para a purificação do DNT do tipo mencionado contém ácido, e é, por esse motive, também referido como ácido de purificação, um termo que é empregado principalmente na presente descrição. Um ácido de purificação pode ter, por exemplo, uma composição típica de 10 a 20 % em massa de HNO3, de 5 a 12 % em massa de H2SO4 (de 18 a 35 % em massa do ácido total) e os nitroorgânicos dissolvidos (DNT, MNT).
O efeito da presença dos compostos de nitrogênio-oxigênio mencionado, especialmente dos nitroorgânicos, no ácido residual é que a recuperação e a concentração do componente do ácido sulfúrico é associado com as dificuldades técnicas específicas. Por exemplo, as proporções dos aromáticos nitratados, os quais são sólidos não voláteis que têm uma baixa solubilidade em e podem se precipitar fora do meio aquoso, podem ser depositadas sobre as partes da fábrica, bloqueá-las e, por conseguinte, interrompe o processo global. As proporções de ácido nítrico e os compostos nitrosos, em comparação, são relativamente voláteis e podem ser transferidos para as correntes as quais se evaporam, mas são difíceis de recuperar a partir destes e podem constituir um risco ao ambiente.
No processamento do ácido residual para a concentração do ácido sulfúrico, a separação do ácido nítrico do ácido sulfúrico concentrado não constitui qualquer grande problema técnico devido à sua volatilidade comparativamente elevada. Passa principalmente para o condensado da fase vapor de uma separação por destilação do ácido residual (vapor condensado). O objetivo hoje em dia é recuperar o ácido nítrico removido deste modo, de um modo vantajoso para a economia do processo, substancialmente completamente e em forma muito altamente concentrada, tal que é reutilizável no processo de nitração.
Ao mesmo tempo, o ácido sulfúrico é para ser recuperado a partir do ácido residual substancialmente completamente e com boa purificação em forma altamente concentrada, e o gás de escape e a água com correntes dos resíduos a serem descarregados a partir dos processos para o processamento de ácido residual devem ser poluídos para um grau mínimo de poluentes, tais como, ácidos e gases nitrosos, e devem também conter uma quantidade mínima de calor como calor residual.
Por esse motivo, no final dos últimos anos, vários processos foram desenvolvidos para o processamento de ácido residual, que alcança as exigências acima com maior ou menor perfeição.
A técnica anterior moderna relevante inclui, mais particularmente, os processos de acordo com EP 155 586 A1 ou DE 34 09 719 A1, de acordo com DE 196 36 191 B4, DE 10 2006 013 579 B3, e de acordo com EP 1 876 142 B1. A referência explícita é feita para o teor destes documentos para completar os detalhes com que se segue de dar maiores detalhes dos mesmos. A referência é, também, feita repetidamente para os documentos citados na descrição que segue.
Como descrito, por exemplo, no documento DE 196 36 191 A1, o ácido residual no
4/15 passado foi, de modo geral, em uma etapa para a pré-concentração, introduzida na parte superior de uma coluna de stripping operada em contracorrente com o vapor, a fim de virtualmente completamente separar o ácido nítrico a partir do ácido sulfúrico. Um outro efeito desejado desta pré-concentração por meio de uma coluna de stripping foi que ele foi também possível ao mesmo tempo para remover uma porção dos nitroorgânicos incômodos por meio de separação. A energia para uma tal etapa de pré-concentração, que foi operada predominantemente sob pressão normal, foi fornecido, de acordo com o processo, ou indiretamente por meio de aquecedor dedicado, ou de maneira diferente por meio de vapor direto introduzido na coluna de stripping.
O produto superior obtido a partir da etapa de pré-concentração foi, após a sua condensação total, inevitavelmente uma solução heterogênea altamente aquosa contendo DNT/ MNT- e HNO3-, a partir da qual os constituintes orgânicos insolúveis que se precipitam como sólidos, primeiro tinham de ser removidos por meio da gravidade (sedimentação). A fim de recuperar 0 ácido nítrico presente na fase líquida obtida, foi necessário para integrar uma etapa adicional de retificação subazeotrópica, a qual geralmente trabalhou como a etapa de préconcentração na pressão normal, no processo de processamento, a fim de se obter, nas partes inferiores de uma tal retificação, um ácido nítrico de aproximadamente 45 a 50 %. isto pode ser reutilizado diretamente na nitração por meio da reciclagem de muitos processos de nitração sem qualquer outro aumento na concentração, exatamente como os orgânicos depositados (principalmente DNT).
Uma vez que, nos processos de nitração, no entanto, 0 ácido nítrico mais altamente concentrado é sempre também necessário, um aumento na concentração do ácido nítrico é de modo geral, também, fornecido em uma parte especial da fábrica.
O produto superior obtido a partir da pré-concentração subazeotrópica acima é uma água com resíduos relativamente livres de ácido a qual pode ser empregada pelo menos em parte como água de purificação para a etapa de purificação do DNT no processo de nitração. A água com resíduos resultante com proporções de aproximadamente de 1 a 2 % do ácido nítrico conduz, no entanto, em um processo na escala industrial, a uma perda perceptível do ácido nítrico não utilizado para uma elevada carga de nitrato na água com resíduos, que não pode por mais tempo ser aceita hoje em dia.
Uma das desvantagens adicionais significante de uma tal pré-concentração é que, para a retificação, a água descarregada da coluna de stripping tem que ser evaporadas e condensada uma segunda vez.
Tem, portanto, anteriormente havido descrições dos processos que tenham 0 objetivo de melhorar o equilíbrio da energia e massa do processamento do ácido residual, e da mesma forma de reduzir a quantidade de água com resíduos ou de aumentar a qualidade da água com resíduos, e em que, além do mais, as etapas específicas do processo problemático nos
5/15 processos costumeiros deviam ser melhorados ou contornados.
No processo descrito na especificação da patente DE 10 2006 013 579 B3, exatamente como no processo de acordo com EP 1 876 142 B1, as várias correntes do processo são combinadas em um modo muito eficiente de material- e energia-. No processo de acordo com DE 10 2006 013 579 B3, o produto superior obtido é, no entanto, somente um ácido nítrico de 20 a 40 %. A fim de alcançar as concentrações mais elevadas do ácido nítrico desejado nos atuais processos modernos para a preparação do DNT, é necessário em um processo de acordo com DE 10 2006 013 579 B3 efetuar uma outra concentração antes da reciclagem do ácido nítrico no processo de nitração. Esta outra concentração tem que ser realizada em uma outra etapa de retificação, produzindo uma água com resíduos adicional que contém uma baixa proporção de ácido nítrico, de cerca de 1 a 2 %, e por conseguinte leva a poluição adicional nitrato/ nitrito na água com resíduos. De acordo com EP 1 876 142 B1, as correntes do processo a partir do aumento na concentração do ácido nítrico são vantajosamente, da mesma, combinadas com aquelas do processamento atual do ácido residual.
Os principais problemas na concentração de um ácido aquoso residual são apresentados pelos nitroorgânicos dissolvidos aqui, principalmente o DNT. Devido à miscibilidade limitada dos nitroorgânicos no ácido de alimentação aquosa, o MNT e o DNT são voláteis no vapor e podem ser retirados do ácido por meio de vapor em princípio devido aos pontos de ebulição da substância altamente pura. No caso do DNT, a ebulição mais elevada dos compostos do nitro-orgânico, no entanto, a remoção com o vapor de separação na etapa costumeira da técnica anterior da pré-concentração é apenas inadequada.
O efeito do fato de que as quantidades consideráveis de DNT ainda estava presente no ácido residual até mesmo após sua pré-concentração foi, de acordo com EP 0 155 586 B1, que o DNT entrou no condensado de vapor nas etapas subsequentes de baixa pressão de concentração do ácido residual na operação de pressão reduzida em torno de 100 mbar abs e inferior, devido as condições termodinamicamente melhorada para a volatilização do DNT. Uma vez que os vapores das etapas de baixa pressão terão de ser condensados em temperaturas relativamente baixas de < 45 °C devido à pressão reduzida no sistema, o DNT não dissolvido se precipitado fora dos condensados de vapor na forma sólida e consideravelmente interrompe o processo contínuo para a concentração do ácido sulfúrico.
A fim de evitar os problemas que são causados pela precipitação do DNT nos condensados dos vapores a partir da concentração do ácido de nitração residual sob pressão reduzida, a rota descrita em DE 196 36 191 B4 foi selecionada, em que uma etapa de purificação do ácido residual por meio da separação com uma quantidade máxima de vapor é inserida no processamento do ácido residual antes da concentração sob pressão reduzida,
6/15 a fim de se obter eliminação quase completa dos nitro-orgânicos, especialmente o DNT, o qual é difícil de separar e tem um elevado ponto de fluidez, nesta etapa a partir da saída do ácido sulfúrico residual (teor residual < 20 PPM), tal que eles não apresentam, por mais tempo, quaisquer problemas devido as precipitações do DNT descritas nos condensados aquosos nas etapas de concentração a jusante a 100 mbar (a) ou inferior.
DE 196 36 191 B4 descreve a utilização de um vapor de separação consistindo no vapor da caldeira de recozimento da coluna de stripping e vapor adicional como vapor fresco para a separação dos orgânicos, a quantidade de vapor fresco fornecida, fora isso, sendo limitada as quantidades na faixa de 10 a 30 % em massa, com base na quantidade recebida do ácido residual pré-purificado.
Em comparação, no entanto, DE 10 2006 013 579 B3 descreve uma quantidade muito menor de vapor de separação, que é gerada pela caldeira de recozimento da coluna, de apenas 0,25 a 10 % em massa, com base na quantidade recebida do ácido residual prépurificado, que mal contraria as instalações detalhada em DE 196 36 191 B4.
É um objeto da presente invenção, no processamento do ácido residual, para se obter uma concentração máxima do ácido nítrico e ácido sulfúrico recuperado a partir do ácido residual de um modo economicamente viável, e ao mesmo tempo para assegurar uma redução na poluição orgânica da água com resíduos comparada ao estado atual da técnica.
Este objeto é obtido por meio de um processo de acordo com a invenção como por reivindicação 1 e as configurações vantajosas de um tal processo descrito nas reivindicações de 2 a 14, e por meio de uma fábrica para o desempenho de um tal processo, as características básicas, as quais são descritas na reivindicação 15 e as subsequentes reivindicações de 16 a 18.
O processo de acordo com a invenção em várias variantes e a fábrica para o seu desempenho são descritas em detalhes daqui em diante com referência as duas figuras.
As figuras mostram:
Figura 1 - um fluxograma simplificado do processo de uma fábrica convencional para o processamento de um ácido residual empregando uma coluna de stripping e para o processamento adicional das correntes obtidas do processo; e
Figura 2 - um fluxograma do processo de uma modalidade de uma fábrica para a implementação do processo de acordo com a invenção em uma primeira variante do processo com uma coluna de stripping tendo uma seção de separação, uma seção de retificação e uma alimentação para o ácido residual no meio.
A presente invenção se refere, em sua forma mais geral, a um processo para o processamento de ácido residual a partir dos processos para a preparação de nitroaromáticos, especialmente para a preparação de dinitrotolueno (DNT) ou de maneira diferente trinitrotolueno (TNT), para recuperar o ácido nítrico e o ácido sulfúrico purificado e concentrado,
7/15 em que, em uma primeira etapa, o ácido residual é separado em uma coluna de stripping em contracorrente ao vapor a partir da parte inferior da coluna de stripping em pelo menos uma fase de vapor a qual compreende o ácido nítrico com ou sem os nitroorgânicos, e um ácido sulfúrico pré-concentrado, e em que a fase de vapor e o ácido sulfúrico préconcentrado são em seguida preparados nas etapas de processo a jusante, em que, de acordo com a invenção, na primeira etapa do processo, além da separação, uma concentração do ácido nítrico presente no vapor de separação é realizada na presença de ácido sulfúrico adicional concentrado fornecido para a coluna de stripping, tal que o ácido nítrico é obtido diretamente na primeira etapa em uma forma altamente concentrada adequada para reciclagem no processo de nitração.
Foi constatado que, surpreendentemente, a medida acima, e as medidas adicionais combinadas às circunstâncias específicas e os pré-requisitos na geração do ácido residual, como resumido em mais detalhes abaixo, em relação aos processos conhecidos, por exemplo, de acordo com DE 196 36 191 B4, DE 10 2006 013 579 B3 ou de acordo com EP 1 876 142 B1, pode aumentar a concentração do ácido nítrico recuperado a partir do ácido residual diretamente em uma primeira etapa do processo para até 99,99 % em peso, com uma redução simultânea nos poluentes da água com resíduos e volumes da água com resíduos.
O ácido nítrico superazeotrópico, até quase 99,99 % em massa, por conseguinte obtenível, devido a menor reciclagem de água na etapa de nitração, tem uma considerável influência na extensão e na eficiência da nitração, o que significa uma redução nos custos de operação da fábrica, e no volume de ácido de saída circulado, o que significa uma redução no consumo de energia e nas emissões
No texto que segue, para a explicação, os símbolos (Kx, Vx, Wx) e os numerais de referência são empregados em alguns casos, e a referência é feita às figuras para a sua definição, mais particularmente a figura 2.
Em um processo de acordo com a invenção para o processamento de ácido residual a partir dos processos para a preparação de nitroaromáticos, especialmente para a preparação de dinitrotolueno (DNT) ou trinitrotolueno (TNT), para recuperar o ácido nítrico e o ácido sulfúrico purificado e concentrado, em que, em uma primeira etapa, o ácido residual pré-aquecido o qual, assim como até 80 % em massa de ácido sulfúrico e água, quando os constituintes adicionais compreendem o ácido nítrico (HNO3), o ácido nitrosilssulfúrico (como HNO2), e os nitroorgânicos, especialmente o DNT e o mononitrotolueno (MNT), é separado em uma coluna de stripping em contracorrente ao vapor, o qual é obtido a partir do ácido sulfúrico pré-concentrado por meio do aquecimento na parte inferior da coluna de stripping, em pelo menos uma fase de vapor (vapor) a qual compreende o ácido nítrico com ou sem os nitroorgânicos, e um ácido sulfúrico pré-concentrado, e em que, nas etapas de processo a jusante (i), do ácido sulfúrico pré-concentrado obtido a partir da parte inferior da
8/15 coluna de stripping é fornecido para uma purificação adicional para a remoção dos nitroorgânicos e uma concentração mais elevada, e (ii) o ácido nítrico obtido a partir da fase de vapor de ácido nítrico e os nitroorgânicos, incluindo os nitroorgânicos obtidos na purificação adicional e a concentração do ácido sulfúrico pré-concentrado, são preparados e reciclados de novo no processo de nitração, o objeto acima é em princípio obtido de acordo com a invenção pelo fato de que, na primeira etapa do processo de processamento, além da separação do ácido residual pré-aquecido em uma coluna de stripping em contracorrente ao vapor a partir da pré-concentração do ácido sulfúrico (V1), uma concentração do ácido nítrico presente no vapor de separação é realizada em contracorrente a ácido sulfúrico adicional concentrado opcionalmente fresco e purificado com uma concentração na faixa de 75 a 97 % e de preferência de 80 a 96 % em massa, e os vapores do ácido nítrico obtidos a partir da parte superior da coluna da primeira etapa são condensados para se obter um ácido nítrico diretamente em uma forma altamente concentrada vantajosa para a reciclagem no processo de nitração.
Na primeira etapa, o ácido sulfúrico adicional é fornecido em uma tal concentração e quantidade em que a pressão parcial do ácido nítrico no vapor de separação na parte superior da coluna da primeira etapa é aumentada a fim de se obter uma concentração do ácido nítrico na faixa de 40 a 99,99 % em massa.
A primeira etapa do processo pode, dependendo das condições específicas de partida, ser configuradas de diferentes modos, que serão explicadas individualmente na descrição que se segue.
Em uma primeira variante, o ácido residual e o ácido sulfúrico adicional podem ser alimentados na parte superior de um ácido de separação em essencialmente a mesma altura, de preferência empregando uma bandeja distribuidora adequada. Neste caso, os vapores do evaporador do ácido de separação aumentam acima não apenas na contracorrente ao ácido sulfúrico adicional, mas também em contracorrente ao ácido residual fornecido, que flui para baixo do evaporador da coluna de stripping. Nesta variante do processo de acordo com a invenção, o ácido nítrico, que é retirado e condensado como vapor na parte superior da coluna de stripping, é concentrado até aproximadamente 70 % em massa.
Em outra variante da primeira etapa, a qual é também mostrada na figura 2, o processamento do ácido residual na primeira etapa é realizada por meio do fornecimento do ácido residual pré-aquecido a uma temperatura imediatamente abaixo de sua temperatura de ebulição à região média de uma primeira coluna (K1) que tem uma seção de separação disposta abaixo da região média para a separação do ácido residual em contracorrente ao vapor a partir da parte inferior (V1) e uma seção de retificação disposta acima da região média, e o ácido sulfúrico adicional é fornecido pelo menos em parte à parte superior da seção de retificação.
9/15
Em uma outra variante da primeira etapa, o processamento do ácido residual na primeira etapa é realizada de um tal modo que o ácido residual pré-aquecido a uma temperatura imediatamente abaixo de sua temperatura de ebulição é fornecido à parte superior de uma coluna que funciona como uma coluna de stripping para a separação do ácido residual em contracorrente ao vapor a partir da parte inferior, e que tem, em sua parte superior, um dispositivo adicional de separação para a remoção de uma fase líquida compreendendo nitroorgânicos (MNT/DNT) a partir da fase vapor compreendendo o ácido nítrico, e a fase vapor a qual compreende o ácido nítrico e é obtido a partir da coluna de stripping com o dispositivo de separação é fornecido diretamente para uma coluna de retificação separada, a parte superior a qual é fornecida com o ácido sulfúrico adicional concentrado, o ácido sulfúrico obtido na parte inferior da coluna de retificação sendo transferido para a coluna de stripping e finalmente sendo combinado com o ácido sulfúrico na parte inferior da coluna de stripping.
A primeira etapa do processo é de preferência realizada a uma pressão na faixa de 600 a 2000 mbar, mais de preferência à pressão atmosférica.
Do ácido sulfúrico pré-concentrado obtido na parte inferior da coluna da primeira etapa, no contexto de um processo global preferido, é alimentado na parte superior de uma outra coluna de stripping (K2) o qual é operado a uma pressão reduzida entre 250 mbar e 550 mbar, e as quantidades residuais de nitroorgânicos são retiradas do ácido sulfúrico prépurificado nesta outra coluna de stripping em contracorrente à fase vapor a partir da parte inferior aquecida (V2) desta coluna de stripping (K2) e opcionalmente para o vapor adicional direto, de preferência em uma quantidade de até 10 % em massa da quantidade de ácido sulfúrico pré-purificado o qual é alimentado na coluna de stripping, a fase vapor obtida na parte superior da outra coluna de stripping (K2) sendo condensado para se obter um condensado nitroorgânico aquoso acídico e, a partir de sua parte inferior (V2), um ácido sulfúrico purificado.
Um separador (A1) para a separação do condensado acídico a partir de outra coluna de stripping (K2) é integrado no processo, e uma separação em uma fase nitroorgânica a qual pode ser reciclada no processo de nitração e em uma fase aquosa compreendendo as quantidades residuais de nitroorgânicos é realizada no separador.
A fase aquosa compreendendo as quantidades residuais de nitroorgânicos a partir do separador (A1) é empregada em parte para a purificação do DNT no processo de nitração, e a porção residual predominante desta fase pode ser fornecida, para sua purificação adicional, a uma coluna (K4) para a extração líquido/ líquido empregando um extrator orgânico aromático, por exemplo, MNT ou tolueno, de preferência tolueno, e a fase extratora resultante carregada com os nitroorgânicos é de preferência reciclada no processo de nitração.
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Torna-se uma contribuição à eficiência do processo global quando o ácido residual, antes do seu processamento na primeira etapa do processo, é da mesma forma suplementado com o ácido de purificação a partir da etapa de purificação com o DNT no processo de nitração.
As fases gasosas contendo o óxido de nitrogênio obtido como gases de escape na condensação dos vapores do ácido nítrico e se apropriado em outras etapas do processo são de preferência purificados com água em uma coluna de purificação (K3) em uma pressão elevada na faixa de 1 a 7 bar para se obter uma outra quantidade de ácido nítrico aquoso, que, de acordo com a sua concentração e as circunstâncias específicas do respectivo processo, pode ser reciclada na nitração ou é adicionada ao ácido residual que é introduzido na primeira etapa do processo de acordo com a invenção.
A condensação das fases vapores (vapores) da primeira etapa e/ ou da coluna adicional de separação (K2) é conduzida nos permutadores-condensadores de calor alimentados com água quente (W2, W3), a fim de evitar o depósito do DNT sólido, a temperatura da água quente para os permutadores-condensadores de calor (W2, W3) em um ou mais circuitos separados de água quente sendo mantido dentro da faixa de 45 °C a 70 °C pela adição de água fria de resfriamento.
O ácido sulfúrico adicional empregado, que é introduzido na primeira etapa do processo de acordo com a invenção, é de preferência um ácido sulfúrico altamente concentrado e purificado recuperado no processamento do ácido residual. O ácido sulfúrico purificado o qual é obtido quando um produto base da outra coluna de stripping (K2) é concentrado em pelo menos um outro evaporador (V3) em um vácuo entre 160 e 10 mbar para uma concentração entre 80 e 97 % em massa, e, como mencionado, é empregado pelo menos em parte como ácido sulfúrico adicional na primeira etapa do processo. O condensado, obtido nesta etapa, da fase vapor a partir de outro evaporador (V3) contém somente um teor residual do DNT de menos do que 150 ppm e pode por esse motivo ser alimentado sem problema a uma outra purificação da água com resíduos biológicos.
O ácido residual, antes que ele entre na coluna da primeira etapa, é de preferência aquecido por meio da permuta de calor (W1) com o ácido sulfúrico concentrado quente a partir do evaporador (V3).
As colunas de separação (K1, K2) e internas destas, por exemplo, distribuidores e suportes, e da mesma forma embalagens aleatórias ou embalagens estruturadas empregadas aqui, são produzidas a partir dos materiais resistentes à corrosão, os materiais preferidos resistentes à corrosão sendo selecionados a partir de vidro, materiais cerâmicos e/ ou revestidos com aço ou revestidos com esmalte ou polímeros de (hidro)fluorocarbono.
Uma instalação típica para o desempenho de um processo de acordo com a invenção tem - tanto quanto (a) uma primeira coluna de stripping (K1) com uma entrada (1) para
11/15 um ácido residual a ser preparado, um evaporador associado (V1) para a obtenção de um ácido sulfúrico pré-concentrado e uma saída (2) na parte superior da coluna de stripping para uma fase vapor compreendendo ácido nítrico, (b) uma outra coluna de stripping (K2) com um evaporador associado (V2) para a preparação de um ácido sulfúrico purificado, (c) pelo menos um outro evaporador (V3) para o aumento na concentração do ácido sulfúrico purificado, (d) os permutadores-condensadores de calor (W2, W3, W4) para as fases vapores as quais são obtidas como produtos superiores das colunas de separação (K1, K2) e evaporador (V3), opcionalmente (e) uma coluna de purificação (K3) para os gases de escape de purificação contendo os óxidos de nitrogênio, (f) o oleoduto necessário para a alimentação nos materiais de partida (1, 7), para o transporte e para a distribuição e conduzindo as fases vapores e as fases líquidas (2, 5, 8, 10, 21) obtidas como correntes do processo e os produtos do processo e gases de escape (4, 12, 13, 17, 18, 21) e compreendendo (g) os dispositivos de regulação de pressão, resfriamento e aquecimento necessário - como a característica especial, condição da primeira coluna de stripping (K1) com uma entrada (3, 3a) para um ácido sulfúrico purificado altamente concentrado, de preferência para um que foi obtido no processamento do ácido residual no pelo menos um evaporador (V3).
A entrada (3, 3a) é ligada à parte superior e opcionalmente a parte do meio da primeira coluna (K1). Em uma variante, a primeira coluna e dividida em uma coluna com uma seção de separação abaixo da entrada e uma coluna separada a qual serve como uma seção de retificação, com um dispositivo de separação na forma de um resfriador ou deflegmador para a remoção de uma fase aquosa compreendendo os nitroorgânicos dispostos na parte superior da seção de separação, e com a entrada para o ácido sulfúrico purificado, altamente concentrado ligado à seção de retificação.
Em uma configuração particularmente preferida, a instalação pode adicionalmente ter uma coluna de extração (K4) com uma entrada extratora (14) para uma extração líquido/ líquido de uma fase aquosa que foi obtida por meio da separação de fase do condensado acídico a partir da segunda coluna de stripping (K2) em um separador (A1).
Uma modalidade atualmente preferida do processo de acordo com a invenção é explicada em mais detalhes daqui em diante, com referência às figuras, mais particularmente à figura 2.
Um ácido residual 1 da nitração de aromáticos é, após o pré-aquecimento em um permutador de calor W1, fornecido a uma primeira coluna K1 que opera sob condições atmosféricas e funciona como uma coluna de stripping. A quantidade de vapor ascendente é que produzida no decorrer da concentração do ácido sulfúrico na parte inferior V1 da coluna K1 é ajustada no decorrer de separação, como conhecido por si próprio, a fim de se obter uma concentração máxima de ácido nítrico na fase vapor (o vapor) 2, que é retirado na parte superior da coluna.
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Em uma concentração de ácido nítrico no ácido residual de cerca de 2 % em massa, uma concentração de ácido nítrico de máximo de 40 % em massa é obtida na parte superior da coluna. Se a concentração de partida no ácido de saída, no entanto, é abaixo de 1 %, o que é geralmente o caso, é possível na parte superior da coluna para se obter somente as concentrações de ácido nítrico de menos do que 10 % em massa.
Uma vez que, sob condições práticas, as concentrações do ácido residual recebido do processo de nitração, no entanto, não são sempre constantes e podem variar significantemente, no processo convencional como conhecido na forma simplificada na figura 1, concentrações muito diferentes de ácido nítrico são obtidas ao longo do tempo, o resultado o qual é aquele, em um processo conhecido, por exemplo, de acordo com figura 1, uma coluna adicional (não mostrada) é sempre necessária para o aumento da concentração do ácido nítrico diluído obtido a partir da coluna de stripping K1, a qual é associada com os problemas conhecidos, tal como, a formação nitrato/ nitrito.
Os inventores têm agora constatado que os problemas acima podem surpreendentemente também ser resolvidos sem o uso de uma coluna adicional para o aumento da concentração, por, sempre que a concentração do ácido sulfúrico no ácido residual não ir abaixo de um valor específico, mantendo a concentração obtenível de ácido nítrico constante na parte superior da coluna K1, e ao mesmo tempo a obtenção de um ácido sulfúrico livre prépurificado de ácido nítrico na parte inferior da coluna K1.
Por meio da reciclagem do ácido sulfúrico 3 a partir da concentração de ácido sulfúrico em V3, ou se apropriado por meio da adição de ácido sulfúrico concentrado fresco em cada caso com uma concentração de 75 a 97 e de preferência de 80 a 96 % em massa, o ácido residual recebido pode ser ajustado a fim de se obter um ácido nítrico de 4 até 99,99 % em massa.
De acordo com a invenção, é possível preparar uma concentração de ácido nítrico no vapor da coluna de stripping de 70 %, por meio da introdução do ácido sulfúrico na parte superior de uma coluna de stripping em essencialmente a mesma altura como o ácido residual a ser preparado, empregando uma bandeja distribuidora para dois diferentes produtos de alimentação líquida, por exemplo, uma das bandejas distribuidoras do requerente com o nome comercial Core-Tray”.
Se uma concentração mais elevada de ácido nítrico de até 99,99 % em massa é desejada, o ácido sulfúrico concentrado de acordo com a 3 tem que ser introduzido na parte superior de uma coluna suplementar de retificação, isto é, na parte superior de uma seção da coluna acima da alimentação do ácido residual 1, a qual é disposta na parte do meio de uma coluna (K1) dividida em uma seção de separação e uma seção de retificação.
Os gases nitrosos 5 (NOx) liberados no decorrer de decomposição do ácido nitrosilssulfúrico presente no ácido residual deixado com os vapores do ácido nítrico na parte
13/15 superior da coluna K1 e são, em uma modalidade preferida, após a condensação da mistura de ácido nítrico, água e nitroaromáticos no permutador-condensador de calor W2, alimentados para uma absorção de NOx em uma coluna especial K3 em que o gás NOx é recuperado novamente como ácido nítrico 13 com água 6 em pressão elevada. Uma porção deste ácido 13a, ou a sua totalidade, pode ser enviada de novo à primeira coluna para a concentração adicional, ou o ácido 13 é fornecido para a nitração como uma corrente sem concentração adicional. A última variante, no entanto, tem a desvantagem de que uma quantidade mais elevada de água é reciclada, resultando em um aumento na quantidade de líquido no circuito de ácido residual.
Se as proporções de nitroaromáticos no ácido residual estão na faixa de tais quantidades elevadas que dão razão para as preocupações de segurança, os compostos nitro orgânicos são removidos quase completamente por meio de medidas adequadas, por exemplo, por meio da combinação de uma extinção ou de um deflegmador, por razões de segurança antes do aumento superazeotrópico na concentração na seção de retificação, isto é, entre a seção de retificação e a seção de separação.
Uma vantagem adicional considerável deste modo de operação é que nenhuma água adicional com resíduos contendo nitrito/ nitrato altamente tóxico é obtida.
O escopo da presente invenção também inclui a alimentação do ácido de purificação 7 a partir da purificação do DNT do processo de nitração pelo menos em parte juntamente com o ácido residual a partir da primeira coluna K1 para a remoção e a concentração do ácido nítrico e para a pré-concentração do ácido sulfúrico, como descrito acima. Isto torna-se possível de acordo com a invenção para recuperar e para concentrar estes ácidos sem a geração adicional de água com resíduos de nitrato/ nitrito.
O ácido residual 8 pré-concentrado, mas sem nitrato obtido na parte inferior V1 da primeira coluna K1 na forma de um pré-purificado e o ácido sulfúrico pré-concentrado é em seguida fornecido para uma outra coluna de stripping K2 operada sob pressão reduzida, a fim de remover completamente os compostos nitro orgânicos restantes, particularmente o DNT, por meio de separação.
A coluna K2 é, a fim de funcionar acima do ponto de congelamento ou do ponto de solidificação de compostos nitro aromáticos voláteis no vapor, isto é, do DNT, operado a uma pressão reduzida entre 250 mbar e 550 mbar, de preferência entre 300 e 450 mbar. Foi constatado que, surpreendentemente, em comparação à instrução no documento DE 10 2006 013 579 B3, além do vapor da caldeira de recozimento V2 da coluna K2, no decorrer da concentração simultânea do ácido sulfúrico, pequenas quantidades de vapor adicional direto 9, que é chamado um vapor vivo, são também necessárias para se obter, na parte inferior V2, um ácido sulfúrico livre de DNT (de menos do que 20 ppm em massa). A quantidade de vapor direto empregado pode, de acordo com a composição de alimentação do
14/15 ácido residual pré-concentrado, ser entre 0 e 9,99 % da alimentação de ácido residual.
Os constituintes presentes no vapor 10 da coluna a vácuo de separação K2, tal como, principalmente água, nitroaromáticos, tais como, MNT/DNT e sinais de ácido sulfúrico, são indiretamente condensados em um permutador-condensador de calor W3 com água quente circulada como um meio de resfriamento e separado em um separador A1 em uma fase aquosa acídica e uma fase compreendendo os compostos orgânicos. O condensado aquoso obtido tem um baixo teor de ácido sulfúrico e contém somente sinais de impurezas orgânicas (aproximadamente 1500 ppm em massa de DNT). Pode ser reusado pelo menos em parte, por meio de transporte através de uma linha 18, para a purificação acídica do DNT na nitração. A porção residual do condensado acídico 19 compreendendo os MNT/ DNT nitroaromáticos, os quais são difíceis de degradar, é tratável termicamente ou termoquimicamente somente em um modo de intensiva energia, e pode, em uma variante específica do processo de acordo com a invenção, ser purificada por meio de uma extração a jusante em uma coluna para a extração líquida contracorrente com um extrator líquido 14, de preferência um extrator aromático, tal como, tolueno ou MNT, para uma tal extensão em que uma água com resíduos 16 que tem uma concentração de nitroaromáticos, tal como, DNT, de somente até 1 ppm em massa, e que pode ser fornecido para uma simples purificação da água com resíduos biológicos, é obtida.
O extrator 15 carregado com os nitroaromáticos extraídos é de preferência devolvido à mono etapa da nitração.
Os nitroaromáticos separados 12, tais como, MNT/ DNT do separador A1 são também alimentados de novo para a nitração.
Também tem sido constatado que, surpreendentemente, no caso das composições específicas do ácido residual, especialmente em um teor de ácido nítrico de mais do que 2 % em massa, é até mesmo possível combinar a primeira coluna K1 e a coluna a vácuo de separação K2, sendo possível sob o pré-requisito mencionado para se obter os mesmos resultados vantajosos como nas modalidades descritas acima.
O ácido sulfúrico concentrado 20 quase livre do DNT obtido na parte inferior da coluna K2 é alimentado para uma concentração a vácuo de uma etapa ou de múltiplas etapas e conduzida para uma concentração entre 85 % em massa e 97 % em massa em um vácuo entre 160 mbar e 10 mbar. O ácido sulfúrico 21, assim concentrado, o qual é livre de DNT, pode ser alimentado de novo para a nitração, mas, no processo de acordo com a invenção, é de preferência empregado pelo menos em parte como ácido sulfúrico adicional, que é fornecido através das linhas 3 ou 3a para a coluna K1 da primeira etapa do processo do processo de acordo com a invenção.
Como um resultado da separação quase completa do DNT de acordo com a invenção na coluna K2, a fase vapor das etapas a vácuo de concentração V3 contém somente
15/15 quantidades muito pequenas de DNT, de menos do que 150 ppm em massa, e, após a condensação em um permutador-condensador de calor W4, o condensado aquoso pode ser passado através de um recipiente condensado B1 como a corrente 17 diretamente para uma purificação da água com resíduos biológicos.
As vantagens importantes do processo de acordo com a invenção podem ser resumidas como segue:
No processo de acordo com a invenção, ao cedo quanto na primeira etapa, na primeira separação, que de preferência procede sob pressão atmosférica, todo o ácido nítrico é recuperado na forma concentrada, de modo que, em comparação a um processo como descrito na especificação da patente DE 10 2006 013 579 B3, nenhuma outra concentração separada do ácido nítrico diluído é necessária, com a desvantagem da obtenção de água com resíduos contendo nitrato/ nitrito.
De acordo com a invenção, um aumento superazeotrópico na concentração do ácido nítrico até 99,99 % em massa é obtido por meio da reciclagem de uma porção do ácido sulfúrico concentrado presente no circuito de concentração, de modo que não existe a necessidade para o uso de material adicional estranho ao processo global.
No processo de acordo com a invenção, além do mais, em comparação ao processo de acordo com especificação de patente DE 196 36191 B4, a quantidade de vapor direto necessário e em consequência a quantidade de água poluída com resíduos produzida é muito reduzida. Em uma faixa de concentração particularmente favorável do ácido sulfúrico no ácido residual de aproximadamente 67 % em peso na entrada para a coluna de stripping K2, é possível aplicar inteiramente com o vapor adicional direto, ainda que, de acordo com a invenção, em comparação a especificação de patente DE 10 2006 013 579 B3, que apresenta uma quantidade de vapor de separação de 5 a 10 %, com base na quantidade recebida de ácido residual, é sempre necessário para um teor de vapor de mais do que 10 % em massa da quantidade recebida de ácido residual a estar presente na coluna, como foi constatado de acordo com a invenção por meio de testes.

Claims (17)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Processo para o reprocessamento de ácido residual proveniente de um processo para a produção de nitro-aromáticos, especialmente para a produção de dinitrotolueno (DNT) ou de trinitrotolueno (TNT), para recuperar ácido sulfúrico e ácido nítrico concentrados e purificados, no qual, em um primeiro estágio, o ácido residual previamente aquecido, bem como até 80% em massa de ácido sulfúrico e água, como componentes adicionais compreende ácido nítrico (HNO3), ácido nitrosil sulfúrico (como HNO2), e nitro-orgânicos, especialmente DNT e mononitrotolueno (MNT), é separado em uma coluna de stripping em contracorrente para vapor, que é obtido a partir do fundo da coluna de stripping pelo aquecimento do ácido sulfúrico previamente concentrado, em pelo menos uma fase em forma de vapor, que compreende ácido nítrico com ou sem nitro-orgânicos, e um ácido sulfúrico previamente concentrado, e no qual, em estágios de processo a jusante (i), o ácido sulfúrico previamente concentrado obtido do fundo da coluna de stripping é fornecido para uma purificação adicional para remoção de nitro-orgânicos e uma maior concentração e (ii) o ácido nítrico obtido da fase de ácido nítrico em forma de gás e dos nitro-orgânicos, incluindo os nitro orgânicos que foram obtidos com a purificação adicional e concentração do ácido sulfúrico pré-concentrado, são reprocessados e reciclados de volta no processo de nitração,
    CARACTERIZADO pelo fato de que, no primeiro estágio do processo, é conduzida, em adição ao stripping do ácido residual pré-aquecido em uma coluna de stripping em contra-corrente para o vapor proveniente da pré-concentração de ácido sulfúrico (V1), uma concentração do ácido nítrico presente no vapor de stripping é realizado em contra-corrente para ácido sulfúrico concentrado adicional purificado, e opcionalmente fresco, com uma concentração na faixa de 75 a 97 %, e de preferência de 80 a 96% em massa, e os vapores de ácido nítrico obtidos do topo da coluna do primeiro estágio são condensados para obter diretamente um ácido nítrico em uma forma altamente concentrada adequada para ser reciclado para o processo de nitração.
  2. 2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que no primeiro estágio, ácido sulfúrico adicional é fornecido a tal concentração e quantidade, que a pressão parcial do ácido nítrico no vapor de stripping no topo da coluna do primeiro estágio é aumentado de modo a se obter uma concentração de ácido nítrico na faixa de 40 a 99,99% em massa.
  3. 3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que um ácido nítrico até uma concentração de cerca de 70% em massa é preparado pela introdução de ácido residual e o ácido sulfúrico adicional a uma altura aproximadamente
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    2/5 igual no topo de uma coluna de stripping, e extrai-se a fase vapor que forma o ácido nitrico concentrado no topo desta coluna de stripping.
  4. 4. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o reprocessamento do ácido residual no primeiro estágio é realizado pelo fornecimento
  5. 5 de ácido residual pré-aquecido a uma temperatura imediatamente abaixo da sua temperatura de ebulição para a região média de uma primeira coluna (K1), que apresenta uma seção de stripping disposta abaixo da região média para stripping do ácido residual em contra-corrente para o vapor proveniente do fundo (V1) e uma seção retificadora disposta acima da região média, e o ácido sulfúrico adicional é fornecido pelo menos parcialmente à 10 parte superior da seção retificadora.
    5. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o reprocessamento do ácido residual no primeiro estágio é realizado de modo que o ácido residual pré-aquecido a uma temperatura imediatamente abaixo da sua temperatura de ebulição é fornecido para o topo de uma coluna que funciona como uma coluna de
    15 stripping para stripping do ácido residual em contra-corrente para o vapor proveniente do fundo, e que no seu topo apresenta um dispositivo de separação adicional para a remoção de uma fase líquida que contém nitro-orgânicos (MNT/DNT) da fase de vapor compreendendo o ácido nítrico, e em que a fase vapor que compreende ácido nítrico e é obtida pela coluna de stripping e dispositivo de separação é fornecida diretamente para uma 20 coluna retificadora, a parte superior da qual é fornecida com o ácido sulfúrico concentrado adicional, o ácido sulfúrico obtido na parte inferior da coluna retificadora sendo transferido para a coluna de stripping e enfim sendo combinado com o ácido sulfúrico no fundo da coluna de stripping.
  6. 6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, 25 CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro estágio do processo é realizado a uma pressão na faixa de 600 a 2000 mbar (60 a 200 kPa), de preferência à pressão atmosférica.
  7. 7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o ácido sulfúrico pré-concentrado obtido no fundo da coluna do primeiro estágio é alimentado à parte superior de uma coluna de stripping
    30 adicional (K2), que é operada a uma pressão reduzida entre 250 mbar e 550 mbar (25 a 55 kPa), e quantidades residuais de nitro-organismos são separados do ácido sulfúrico prépurificado nesta coluna de stripping adicional em contra-corrente para a fase vapor proveniente do fundo aquecido (V2) desta coluna de stripping (K2), opcionalmente enquanto aumenta o teor de vapor por vapor direto adicional, a fase de vapor obtida no topo da coluna 35 de stripping adicional (K2) sendo condensada para obter um condensado nitro-orgânico aquoso ácido e, a partir do fundo da mesma (V2) se obtém um ácido sulfúrico purificado.
  8. 8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7,
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    CARACTERIZADO pelo fato de que um separador (A1) para a separação do condensado ácido proveniente da coluna de stripping adicional (K2) é integrado no processo, e uma separação em uma fase nitro-orgânica que pode ser reciclada no processo de nitração e em uma fase aquosa compreendendo quantidades residuais de nitro-orgânicos é efetuada no 5 separador.
  9. 9. Processo, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que as quantidades residuais de fase aquosa compreendendo nitro-orgânicos provenientes do separador (A1) são usadas parcialmente para lavagem com DNT no processo de nitração, e a porção remanescente é fornecida pelo menos parcialmente, para purificação adicional do
  10. 10 mesmo, para uma coluna (K4) para uma extração de líquido/líquido usando um extrator orgânico aromático, de preferência tolueno, e a fase extratora resultante carregada com nitro-orgânicos é fornecida para o processo de nitração.
    10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o ácido residual, antes de ser reprocessado no primeiro
    15 estágio do processo, é suplementado com ácido de lavagem do estágio de lavagem com DNT no processo de nitração.
  11. 11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de que as fases gasosas contendo óxido de nitrogênio obtidas como gases de saída na condensação dos vapores de ácido nítrico e se apropriado em
    20 outros estágios do processo são lavados com água em uma coluna de lavagem (K3) sob uma pressão elevada na faixa de 1 a 7 bar (100 a 700 kPa), para obter uma quantidade adicional de ácido nítrico aquoso.
  12. 12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a condensação das fases de vapor do primeiro estágio
    25 e/ou da coluna de stripping adicional (K2) é conduzida em trocadores de calor condensadores (W2, W3) alimentados com água morna, de modo a prevenir a deposição do DNT sólido, a temperatura da água morna para os trocadores de calor - condensadores (W2, W3) em um ou mais circuitos de água morna separados sendo mantidos na faixa de 40°C a 70°C pela adição de água de resfriamento fria.
    30
  13. 13. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12,
    CARACTERIZADO pelo fato de que o ácido sulfúrico purificado que é obtido como produto do fundo da coluna de stripping adicional (K2) é concentrado em pelo menos um evaporador adicional (V3) a um vácuo entre 160 e 10 mbar (16 a 1 kPa) a uma concentração entre 85 e 97 % em massa, e é usado, pelo menos parcialmente, como ácido sulfúrico adicional no 35 primeiro estágio do processo.
  14. 14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, CARACTERIZADO pelo fato de que as colunas de stripping (K1, K2) e as suas peças
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    4/5 internas das mesmas, e também o material de enchimento aleatório ou material de enchimento estrututrado usados nas mesmas, são produzidos de materiais resistentes à corrosão, os materiais resistentes à corrosão preferidos sendo selecionados de vidro, materiais cerâmicos e/ou aço revestido ou recoberto com esmalte ou polímeros de 5 (hidro)fluorcarbono.
  15. 15. Instalação para a condução de um processo para o reprocessamento de ácido residual proveniente de um processo para a produção de nitro-aromáticos, especialmente para a produção de dinitrotolueno (DNT) ou de trinitrotolueno (TNT), para recuperar ácido sulfúrico e ácido nítrico concentrados e purificados, conforme definido em qualquer uma das
    10 reivindicações 1 a 14, compreendendo:
    - uma primeira coluna de stripping (K1) com uma linha de entrada (1) para um ácido residual a ser reprocessado, um evaporador associado (V1), para a obtenção de um ácido sulfúrico pré-concentrado, e uma saída (2) para uma fase de vapor compreendendo ácido nítrico do topo da referida primeira coluna de stripping (K1),
    15 - uma coluna de stripping adicional (K2) com um evaporador associado (V2) para a preparação de um ácido sulfúrico purificado do evaporador (V1) da primeira coluna de stripping (K1), que é alimentado ao topo da referida coluna de stripping adicional (K2), e
    - pelo menos um evaporador adicional (V3) para o aumento na concentração do ácido sulfúrico purificado do evaporador (V2) da coluna de stripping adicional (K2),
    20 - trocadores de calor - condensadores (W2, W3, W4) para as fases de vapor que são obtidas como produtos do topo das colunas de stripping (K1, K2) e do evaporador (V3), e, opcionalmente
    - uma coluna de lavagem (K3) para a lavagem de gases de escapamento contendo óxidos de nitrogênio, e
    25 - a tubulação necessária para alimentação dos materiais de partida (1, 7), para transporte e distribuição e início das fases vapor e fases líquidas (2, 5, 8, 10, 21) obtidas como correntes de processo e produtos de processo e gases de escapamento (4, 12, 13, 17, 18, 21), e
    - os dispositivos necessários de regulação de aquecimento, resfriamento e 30 pressão,
    CARACTERIZADA pelo fato de que a primeira coluna de stripping (K1) é dotada com uma linha de alimentação (3) para um ácido sulfúrico purificado altamente concentrado do evaporador adicional (V3), que é conectada ao topo da primeira coluna de stripping (K1).
  16. 16. Instalação, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADA pelo fato de
    35 que a primeira coluna de stripping é dividida em uma coluna de stripping e uma coluna retificadora, com um dispositivo de separação na forma de um extintor ou um deflegmador arranjados na parte superior da seção de stripping para remoção de uma fase aquosa
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    5/5 compreendendo nitro-orgânicos, e em que o topo da coluna de stripping é conectado à coluna retificadora que possui, no seu topo, uma linha de alimentação para o ácido sulfúrico purificado altamente concentrado do evaporador adicional (V3).
  17. 17. Instalação, de acordo com a reivindicação 15 ou 16, CARACTERIZADA pelo
    5 fato de que adicionalmente possui uma coluna de extração (K4) com uma entrada para o meio de extração (14) para uma extração líquido/líquido de uma fase aquosa, a qual foi obtida pela separação de fases do condensado ácido proveniente da fase vapor da segunda coluna de stripping (K2) em um separador (A1).
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