CZ20013995A3 - Způsob kontinuální isotermní výroby mononitrotoluenů - Google Patents
Způsob kontinuální isotermní výroby mononitrotoluenů Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20013995A3 CZ20013995A3 CZ20013995A CZ20013995A CZ20013995A3 CZ 20013995 A3 CZ20013995 A3 CZ 20013995A3 CZ 20013995 A CZ20013995 A CZ 20013995A CZ 20013995 A CZ20013995 A CZ 20013995A CZ 20013995 A3 CZ20013995 A3 CZ 20013995A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- sulfuric acid
- acid
- toluene
- waste sulfuric
- concentration
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- ZPTVNYMJQHSSEA-UHFFFAOYSA-N 4-nitrotoluene Chemical class CC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 ZPTVNYMJQHSSEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 10
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 126
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 45
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 66
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 238000006396 nitration reaction Methods 0.000 claims description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 17
- VLZLOWPYUQHHCG-UHFFFAOYSA-N nitromethylbenzene Chemical compound [O-][N+](=O)CC1=CC=CC=C1 VLZLOWPYUQHHCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 6
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 claims description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 14
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 10
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 8
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- DYSXLQBUUOPLBB-UHFFFAOYSA-N 2,3-dinitrotoluene Chemical compound CC1=CC=CC([N+]([O-])=O)=C1[N+]([O-])=O DYSXLQBUUOPLBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VQTGUFBGYOIUFS-UHFFFAOYSA-N nitrosylsulfuric acid Chemical compound OS(=O)(=O)ON=O VQTGUFBGYOIUFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 2-methylphenol;3-methylphenol;4-methylphenol Chemical compound CC1=CC=C(O)C=C1.CC1=CC=CC(O)=C1.CC1=CC=CC=C1O QTWJRLJHJPIABL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PLAZTCDQAHEYBI-UHFFFAOYSA-N 2-nitrotoluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1[N+]([O-])=O PLAZTCDQAHEYBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QZYHIOPPLUPUJF-UHFFFAOYSA-N 3-nitrotoluene Chemical compound CC1=CC=CC([N+]([O-])=O)=C1 QZYHIOPPLUPUJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229930003836 cresol Natural products 0.000 description 3
- 150000001896 cresols Chemical class 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- RXQNKKRGJJRMKD-UHFFFAOYSA-N 5-bromo-2-methylaniline Chemical compound CC1=CC=C(Br)C=C1N RXQNKKRGJJRMKD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 description 2
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 2
- -1 carbon dioxide Chemical class 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1 LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- IUOFDOCUNLJHFO-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-3,4-dinitrophenol Chemical class CC1=C(O)C=CC([N+]([O-])=O)=C1[N+]([O-])=O IUOFDOCUNLJHFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N Nitrous acid Chemical compound ON=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- VMMLSJNPNVTYMN-UHFFFAOYSA-N dinitromethylbenzene Chemical class [O-][N+](=O)C([N+]([O-])=O)C1=CC=CC=C1 VMMLSJNPNVTYMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000000802 nitrating effect Effects 0.000 description 1
- 150000005181 nitrobenzenes Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010525 oxidative degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000825 pharmaceutical preparation Substances 0.000 description 1
- 229940127557 pharmaceutical product Drugs 0.000 description 1
- 239000011814 protection agent Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003613 toluenes Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C205/00—Compounds containing nitro groups bound to a carbon skeleton
- C07C205/06—Compounds containing nitro groups bound to a carbon skeleton having nitro groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C201/00—Preparation of esters of nitric or nitrous acid or of compounds containing nitro or nitroso groups bound to a carbon skeleton
- C07C201/06—Preparation of nitro compounds
- C07C201/08—Preparation of nitro compounds by substitution of hydrogen atoms by nitro groups
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
Description
Způsob kontinuální isotermní výroby mononitrotoluenů
Oblast techniky
Vynález se týká kontinuálního isotermního způsobu výroby mononitrotoluenů za zkoncentrování při tom vznikající odpadní kyseliny sírové a zpětného vedení zkoncentrované odpadní kyseliny sírové do postupu.
Dosavadní stav techniky
Mononitrotolueny jsou cenné meziprodukty pro výrobu optických zjasňovačů, prostředlů pro ochranu rostlin a farmaceutických produktů. V technickém měřítku se vyrábějí například isotermní nitrací toluenu. Při tom se nechá reagovat toluen se směsí kyseliny sírové a kyseliny dusičné (směsná kyselina, nitrační kyselina)(viz například Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology Vol. 17,
Ed i tii on 1996, Nitration und Nitrobenzenes and Nitrotoluene).
Při reakci vzniká značný podíl odpadní kyseliny sírové, znečištěné organickými sloučeninami, jako je například dinitrotoluen nebo nitrované kresoly, která se musí zpracovávat provozně a cenově nákladnými způsoby. Aby se snížil výskyt odpadní kyseliny, byl vypracován způsob, který zahrnuje zkoncentrování kyseliny sírové, při kterém je kyselina sírová zbavena vody a organických sloučenin a potom se může v procesu recyklace vracet zpět do nitrační reakce.
• · • · ·
V DE 195 39 205 A jsou popisovány provozní parametry pro monitorování aromátů, při kterém je směs kyselin přizpůsobena na vlastnosti nitrovaných aromátů tak, aby vznikala asi 70% odpadní kyselina sírová. Dále je popsané použití částečně koncentrovaných odpadních kyselin s koncentrací kyseliny sírové v rozmezí 85 % až 92 %.
V US 4 772 757 je popsán způsob výroby nitrobenzenu, při kterém se vznikající odpadní kyselina zkoncentruje na % až 92 % a opět se recykluje do procesu nitrace. Vzhledem k tomu, že je toluen vzhledem k methylové skupině podstatně citlivější k oxidaci a při nitraci má sklon ke tvorbě vedlejších produktů, je třeba při přenesení reakčních podmínek pro nitraci benzenu na nitraci toluenu počítat se zvýšením množství nežádoucích vedlejších produktů.
Na základě rozpustnosti organických sloučenin v kyselině sírové, obohacují se ve zkoncentrované odpadní kyselině, která se zavádí zpět do nitrační reakce, organické vedlejší produkty, jako je kyselina šťavelová nebo kyselina benzoová. Dále může docházet k obohacování kyseliny nitrosylsírové. Rozklad těchto vedlejších organických produktů a při tom se uvolňující reakční teplo vede k nežádoucímu rozkladu reakčního produktu nitrotoluenu. Kromě toho je způsobováno ovlivnění výtěžku za jednotku času na jednotku prostoru, neboť organické vedlejší produkty mohou reagovat s použitou kyselinou dusičnou v oxidačních odbourávacích reakcích a tímjiž není k disposici část kyseliny dusičné pro vlastní nitraci.
Aby se zabránilo obohacování organických vedlejších produktů ve zkoncentrované odpadní kyselině, může se tato vysoce zkoncentrovat, to znamená zkoncentrovat na 96 % . Za
• · těchto podmínek zkoncentrování je způsobeno zničení organických vedlejších produktů. Kyselina nitrosylsírová se může probubláním oxidem siřičitým ze zkoncentrované odpadní kyseliny sírové odstranit.
Nevýhodné na zkoncentrování odpadní kyseliny sírové na 96 % je to, že se toto musí provádět při teplotě asi 250 °C, což vede v provozně technickém měřítku ke zvýšeným energetickým nákladům. Dále se musí na 96 % zkoncentrovaná odpadní kyselina sírová před recyklováním do nitrační reakce v dodareěném reakčním kroku zředit, přičemž ředění se většinou provádí smísením s nezkoncentrovanou odpadní kyselinou sírovou. Vybublání kyseliny nitrosylsírové se musí provádět nevýhodným způsobem v přídavném pracovním kroku.
Je proto potřebný kontinuální isotermní způsob výroby mononitrotoluenu, který by dovoloval cenově výhodné zkoncentrování odpadní kyseliny sírové s následujícím zpětným zaváděním do nitrační reakce ve smyslu procesu recyklace, bez toho, že by se ve zkoncentrované kyselině sírové obohacovaly organické vedlejší produkty.
Podstata vynálezu
Nyní byl překvapivě nalezen kontinuální způsob výroby mononitrotoluenů reakcí toluenu s kyselinou dusičnou a kyselinou sírovou za isotermních reakčních podmínek, při kterém se
a) do reaktoru nadávkuje 75% až 93% kyselina sírová, 60% až 70% kyselina dusičná a toluen, • · • tttt • · · · · • · · tt · tt
b) na výstupu z reaktoru se provádí dělení surového nitrotoluenu od odpadní kyseliny sírové,
c) odpadní kyselina sírová se v jednostupňovém procesu zkoncentrovávání zkoncentruje na 75 % až 93 % a
d) zkoncentrovaná odpadní kyselina sírová se recyklací opět zavádí zpět do nitrační reakce.
Zkoncentrovaná odpadní kyselina sírová, vyskytující se podle předloženého vynálezu, nevykazuje také po několikanásobném recyklování žádné obohacování organickými vedlej šími produkty, jako je kyselina šťavelová nebo kyselina benzoová, nebo anorganickými sloučeninami, jako je kyselina nitrosylsírová. Kromě toho se při způsobu podle předloženého vynálezu výhodně používá zředěná kyselina dusičná, čímž je možno způsob provozovat obzvláště cenově výhodně. Přes poměrně vysoká množství vody, která jsou způsobená použitím zředěné kyseliny dusičné, probíhá reakce za vysokých reakčních rychlostí.
Recyklováním odpadní kyseliny sírové, zkoncentrované podle předloženého vynálezu, je překvapivě dodatečně pozorován reakci urychlující efekt.
Při způsobu podle předloženého vynálezu se výhodně používá 75% až 93% kyselina sírová, obzvláště výhodně 84% až 89% kyselina sírová. Použitá kyselina dusičná je výhodně 60% až 70% kyselina dusičná, obzvláště výhodně se používá 65% až 68% kyselina dusičná. Podíl kyseliny dusičné ve směsi kyseliny sírové a kyseliny dusičné vyplývá z koncentrace použité kyseliny sírové a kyseliny dusičné, jakož i z koncentrace zkoncentrované kyseliny sírové a činí výhodně
asi 15 % až 25 % , při obzvláště výhodné formě provedeni asi 17 % až 20 % .
Při způsobu podle předloženého vynálezu se používá výhodně 0,98 až 1,1 ekvivalentu toluenu, vztaženo na ekvivalent kyseliny dusičné, obzvláště výhodně se používá 1,01 až 1,05 ekvivalentu toluenu, vztaženo na ekvivalent kyseliny dusičné. Také při přebytku toluenu, vztaženo na kyselinu dusičnou, nedochází při způsobu podle předloženého vynálezu překvapivě k žádnému černému zbarvení recyklované odpadní kyseliny sírové, pozorovanému jinak za těchto podmínek (Black-Spent-Acid).
Při způsobu podle předloženého vynálezu použité edukty kyselina dusičná, kyselina sírová a toluen se výhodně intensivně míchají pomocí mísících orgánů, známých ze stavu techniky. Jako mísící orgány se mohou použít například statické mísiče, čerpadla, trysky, míchadla nebo kombinace uvedených mísících orgánů.
Způsob podle předloženého vynálezu se provádí kontinuálně za isotermních podmínek v reaktoru. Jako reaktory se výhodně používají komerčně dostupné reaktory, jako jsou například trubkové reaktory, reaktory s oběhovým prouděním, míchané kotle nebo také kombinace reaktorů s oběhovým prouděním a míchaných kotlů.
V další výhodné formě provedení se způsob podle předloženého vynálezu provádí ve vícestupňových reaktorových kaskádách.
Způsob podle předloženého vynálezu se provádí za isotermních podmínek, přičemž reakční teplota je výhodně • 4 4 · · 4
944 94 49
4 4 9 4 4 9
4 4 9 4 4 4
9 4 4 4 4
99 999 444
v rozmezí 20 °C až 80 °C , obzvláště v rozmezí 30 °C až 70 °C a obzvláště výhodně v rozmezí 40 °C až 65 °C .
Na výstupu z reaktoru činí koncentrace kyseliny sírové v odpadní kyselině sírové výhodně 60 % až 80 % , obzvláště 65 % až 75 % a zcela obzvláště výhodně 69 % až 73 % . Odpadní kyselina sírová je prakticky prostá kyseliny dusičné a obsahuje vedle kyseliny sírové vodu, organické sloučeniny, jako jsou například dinitrotolueny nebo nitrované kresoly a popřípadě kyselinu dusitou.
Oddělování surového nitrotoluenu od odpadní kyseliny sírové se výhodně provádí pomocí statického odlučovaše nebo separátoru.
Koncentrováním odpadní kyseliny sírové, prováděném při způsobu podle předloženého vynálezu, se tato prakticky zbaví vody a organických sloučenin, přičemž organické sloučeniny se buď z odpadní kyseliny sírové odstraní nebo se tak rozloží, že vzniknou lehce těkavé sloučeniny, jako je například oxid uhličitý, které z odpadní kyseliny sírové vytékají.
Jednostupňové zkoncentrování se výhodně provádí v odparce. Aby se dosáhlo koncentrace podle předloženého vynálezu 75 % až 93 % , výhodně 84 % až 89 % , provozuje se odparka výhodně za tlaku 5 až 30 kPa, obzvláště 6 až 20 kPa a obzvláště výhodně 8 až 15 kPa. Teplota odpadní kyseliny sírové na výstupu odparky při tom činí výhodně 100 °C až 200 °C , obzvláště 150 °C až 190 °C a obzvláště výhodně 160 °C až 180 °C . Teplota odváděné zkoncentrované odpadní kyseliny sírové se výhodně využívá k tomu, aby se ve vhodném protiproudém tepelném výměníku zahřála odpadní kyselina sírová, proudící do odparky. Při tom se do odparky proudící
odpadní kyselina sírová vedením v protiroudu výhodně tak dalece zahřeje, že je za tlaku v odparce přehřátá a tím se odpaří část vody a nepatrné části kyseliny bez přívodu tepla (mžikové odpařování, flash).
Pro jednostupňové zkoncentrování při způsobu podle předloženého vynálezu se používá výhodně komerčně dostupná jednostupňová kaskádová odparka se svazkem tantalových trubek, u které počínaje od vstupu se s každou kaskádou zvyšuje koncentrace kyseliny, takže se v prvních kaskádách vyskytuje relativně nízko koncentrovaná kyselina. Výhoda nízké koncentrace v první kaskádě je jednak to, že teplota varu je ještě nízká a tedy existuje vysoká provozovaná teplotní diference pro přestup tepla (menší odparka) a na druhé straně je při nízké koncentraci kyseliny kyselina nitrosylsírová, eventuelně přítomná v odpadní kyselině sírové, z reakce dobře odstranitelná. Proto se použitím jednostupňové kaskádové odparky při způsobu podle předloženého vynálezu odstraní vybublávání kyseliny nitrosylsírové oxidem siřičitým a tedy dodatečný pracovní krok.
Výhodně se použije odháněcí část, aby se dosáhlo obzvláště dobré redukce obsahu organických sloučenin a/nebo obsahu kyseliny nitrosylsírové. Jako odháněcí část se označuje úsek destilační kolony, opatřený destilačními vestavbami, na který se shora zavádí za tlaku odparky kapalná nebo poněkud přehřátá odpadní kyselina sírová a který je provozován v protiproudu sdola s parou, stoupající z odparky. Jako destilační vestavby přicházejí v odháněcí části v úvahu pro odborníky známé kolonové vestavby, jako jsou například dna, výplně a náplňová tělíska. Při výhodné formě provedení se používají destilačníé vestavby s malou tlakovou ztrátou, jako jsou uspořádané výplně nebo náplňová tělíska.
Doba prodlení v odháněcí části při současně nepatrné koncentraci kyseliny vede společně s látkovou výměnou, intensivisovanou destilačnimi vestavbami, výhodně k rychlému rozkladu a oddělení organických a anorganických sloučenin.
urový nitrotoluen, získaný při způsobu podle předloženého vynálezu, obsahuje zpravidla méně než 0,5 % dinitrovaných sloučenin a méně než 0,8 % dinitrokresolů.
Příklady provedení vynálezu
P ř i k lad 1
V zařízení miniplant se do kaskády míchaných kotlů přivádí za hodinu 0,80 kg 87,7% kyseliny sírové, 0,31 kg kyseliny dusičné a 0,32 kg toluenu. Teplota v míchaných kotlích činí asi 40 °C . Po ukončení reakce se surový nitrotoluen oddělí od odpadní kyseliny sírové pomocí statického odlučovače. Odpadní kyselina sírová se se přivádí přes předehřívač do odparky a zkoncentruje se při 10 kPa a teplotě 168 °C na 87,7 % , přičemž organické sloučeniny oddestilují nebo se rozloží. Odpadní kyselina sírová se znovu přivádí do nitrační reakce.
Získaný surový nitrotoluen má následující složení :
3,27 % toluen , 57,58 % o-nitrotoluen , 4,13 % m-nitrotoluen , 34,68 % p-nitrotoluen , 0,08 % dinitrotoluen a 0,38 % dinřtrokresol.
• · · · 9 9 · ·
999 99 94 499 «999 9 9 949
99 999 999 99 999
P ř ί k lad 2
Do kaskády z více reaktorů s oběhovým prouděním se za hodinu přivádí 300 1 asi 97% toluenu, který obsahuje nepatrné množství nitrovaného toluenu a kresolu, 3700 1 87% kyseliny sírové a 1800 1 67% až 68% kyseliny dusičné. reakce se provádí při teplotě v rozmezí 43 °C až 47 °C . Po ukončení reakce se surový nitrotoluen oddělí od odpadní kyseliny sirové pomocí separátoru. Odpadní kyselina sírová se při teplotě asi 170 °C a tlaku 10 kPa opět zkoncentruje na výchozí hodnotu 87 % a zavádí se zpět do nitrační reakce.
Získaný surový nitrotoluen má následující složení :
4,13 % toluen , 57,12 % o-nitrotoluen , 4,18 % m-nitrotoluen , 34,17 % ρ-nitrotoluen , 0,12 % dinitrotoluen a 0,71 % kresoly.
P ř í k lad A (srovnávací)
Do trubkového reaktoru se za hodinu kontinuálně přivádí 188 kg 70% kyseliny sírové, 8,1 kg 67% kyseliny dusičné a 8,6 kg toluenu. Reakce se provádí za adiabatických podmínek. Po oddělení surového nitrotoluenu se odpadní kyselina sírová zkoncentruje v odparce při teplotě 90 °C a tlaku 6 kPa opět navýchozí koncentraci 70 % . Zkoncentrovaná odpadní kyselina sírová se znovu přivádí do nitrační reakce.
Ve srovnání s příklady podle předloženého vynálezu je po několika hodinách pozorováno výrazné obohacování organických sloučenin (jako hlavní komponenta kyselina šťavelová) v recyklované kyselině.
• ftft • · · · · « ft« • · ftftft ····· · ft · · ft · ftftftft · · ftftft ftft ftft ftftft ftftft ftft ftftft
Příklad B (srovnávací)
Do kontinuálně pracující kaskády reaktorů se za hodinu přivádí 2940 1 asi 72% až 73% upotřebené kyseliny sírové, 1830 1 98% kyseliny dusičné a 4700 1 toluenu, který obsahuje asi 3 0 nitrovaných toluenů a kresolů. Reakce se provádí při teplotě 44 °C až 54 °C . Po oddělení surového nitrotoluenu se část odpadní kyseliny sírové znovu přivádí do nitrační reakce, zbytek se podrobí dvoustupňovému zkoncentrování na 96% kyselinu sírovou a rovněž se opět přivádí do nitrační reakce.
Získaný surový nitrotoluen má následující složení :
4,48 % toluen , 56,38 % o-nitrotoluen , 4,28 % m-nitrotoluen , 34,20 % p-nitrotoluen , 0,58 % dinitrotoluen a 0,73 % kresoly.
Ve srovnání s příklady podle předloženého vynálezu se v získaném surovém nitrotoluenu nachází podstatně vyšší množství nežádoucího dinitrotoluenu.
Claims (10)
- NÁROKY1. Způsob kontinuální výroby mononitrotoluenů reakcí toluenu s kyselinou dusičnou a kyselinou sírovou za isotermních reakčních podmínek, při kterém sea) do reaktoru nadávkuje 75% až 93% kyselina sírová, 60% až 70% kyselina dusičná a toluen,b) na výstupu z reaktoru se provádí dělení surového nitrotoluenu od odpadní kyseliny sírové,c) odpadní kyselina sírová se v jednostupňovém procesu zkoncentrovávání zkoncentruje na 75 % až 93 % ad) zkoncentrovaná odpadní kyselina sírová se recyklací opět zavádí zpět do nitrační reakce.
- 2. Způsob podle nároku 1 , vyznačující se tím, že se použije 84% až 89% kyselina sírová.
- 3. Způsb podle jednoho nebo více 1 a 2 ' , vyznačuj ící se 65% až 68% kyselina dusičná.z předcházejících nároků t í m , že se použije
- 4. Způsb podle jednoho nebo více z předcházejících nároků 1 až 3,vyznačuj ící se tím, že se použije 0,98 až 1,1 ekvivalentu toluenu, vztaženo na jeden ekvivalent kyseliny dusičné.• · · • · · » » • · ·1 · · ·· ··
- 5. Způsb podle jednoho nebo více z předcházejících nároků 1 až 3,vyznačuj ící se tím, že se použije 1,01 až 1,05 ekvivalentu toluenu, vztaženo na jeden ekvivalent kyseliny dusičné.
- 6. Způsb podle jednoho nebo více z předcházejících nároků 1 až 5,vyznačuj ící se tím, že koncentrace kyseliny sírové na výstupu reaktoru činí 60 % až 80 %.
- 7. Způsb podle jednoho nebo více z předcházejících nároků 1 až 6,vyznačuj ící se tím, že se zkoncentrování provádí v odparce za tlaku 6 až 20 kPa a při teplotě v rozmezí 100 °C až 200 °C .
- 8. Způsb podle jednoho nebo více z předcházejících nároků 1 až 7,vyznačuj ící se tím, že se zkoncentrování provádí v kaskádové odparce.
- 9. Způsb podle jednoho nebo více z předcházejících nároků 7a8,vyznačuj ící se tím, že odparka je provozována s odháněcí částí.
- 10. Způsb podle jednoho nebo více z předcházejících nároků 1 až 9,vyznačuj ící se tím, že reakční teplota je v rozmezí 20 °C až 80 °C .
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10055359A DE10055359C1 (de) | 2000-11-08 | 2000-11-08 | Kontinuierliches isothermes Verfahren zur Herstellung von Mononitrotoluolen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20013995A3 true CZ20013995A3 (cs) | 2002-06-12 |
| CZ302678B6 CZ302678B6 (cs) | 2011-08-31 |
Family
ID=7662580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20013995A CZ302678B6 (cs) | 2000-11-08 | 2001-11-06 | Zpusob kontinuální isotermní výroby mononitrotoluenu |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6583327B2 (cs) |
| EP (1) | EP1205468B1 (cs) |
| JP (1) | JP4257890B2 (cs) |
| KR (1) | KR100777485B1 (cs) |
| CN (1) | CN1217915C (cs) |
| AT (1) | ATE262504T1 (cs) |
| CA (1) | CA2361209A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ302678B6 (cs) |
| DE (2) | DE10055359C1 (cs) |
| HK (1) | HK1045685B (cs) |
| PL (1) | PL218787B1 (cs) |
| RU (1) | RU2274634C2 (cs) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10117207C1 (de) | 2001-04-06 | 2002-11-14 | Bayer Ag | Kontinuierliches isothermes Verfahren zur Herstellung von Mononitrotoluolen in Gegenwart von Phosphorsäure |
| DE10307140A1 (de) * | 2003-02-20 | 2004-09-09 | Bayer Ag | Verfahren zur zweistufigen Herstellung von Dinitrotoluol |
| DE10345601A1 (de) * | 2003-09-29 | 2005-05-12 | Basf Ag | Verfahren zur Entfernung von Nitrokresolen aus Abwasser der Mononitrotoluolherstellung und zur weiteren Verwendung des Extraktes |
| DE102004005913A1 (de) * | 2004-02-05 | 2005-08-25 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von Dinitrotoluol |
| DE102007059513A1 (de) * | 2007-12-11 | 2009-06-18 | Bayer Materialscience Ag | Verfahren zur Herstellung von Nitrobenzol durch adiabate Nitrierung |
| CN101475485B (zh) * | 2009-01-16 | 2011-11-16 | 淮阴师范学院 | 应用超声波技术提高对硝基甲苯收率的方法 |
| US8907144B2 (en) | 2012-03-22 | 2014-12-09 | Noram International Limited | Process for adiabatic production of mononitrotoluene |
| WO2018197539A1 (en) * | 2017-04-26 | 2018-11-01 | Solvay Sa | Reduction of content of carboxylic acids and derivatives thereof in oleum, disulfuric acid or concentrated sulfuric acid |
| CN115477286B (zh) * | 2022-10-27 | 2024-08-16 | 湖北东方化工有限公司 | 一种一硝基甲苯废硫酸预处理装置及其处理方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2256999A (en) * | 1939-03-08 | 1941-09-23 | Du Pont | Nitration of organic compounds |
| DE3409717C2 (de) * | 1984-03-16 | 1994-03-31 | Bayer Ag | Verfahren zur Herstellung von Nitrobenzol |
| US5275701A (en) * | 1993-03-15 | 1994-01-04 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process for purification and concentration of sulfuric acid |
| DE4410417A1 (de) * | 1994-02-14 | 1995-08-17 | Bayer Ag | Verfahren zur adiabatischen Herstellung von Mononitrotoluolen |
| DE4428462A1 (de) * | 1994-08-11 | 1996-02-15 | Bayer Ag | Verfahren zur Herstellung von Dinitrotoluol |
| DE19539205A1 (de) | 1995-10-22 | 1997-04-24 | Meissner Gmbh & Co Kg Josef | Verfahren zur Aromatennitrierung |
| DE19636191B4 (de) * | 1996-08-02 | 2008-04-03 | Bayer Materialscience Ag | Verfahren zur Reinigung und Aufkonzentrierung von gebrauchten Schwefelsäuren |
-
2000
- 2000-11-08 DE DE10055359A patent/DE10055359C1/de not_active Revoked
-
2001
- 2001-10-26 US US10/032,760 patent/US6583327B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-10-29 AT AT01125354T patent/ATE262504T1/de not_active IP Right Cessation
- 2001-10-29 EP EP01125354A patent/EP1205468B1/de not_active Revoked
- 2001-10-29 DE DE50101751T patent/DE50101751D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-11-01 JP JP2001336451A patent/JP4257890B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2001-11-05 RU RU2001129768/04A patent/RU2274634C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2001-11-05 CA CA002361209A patent/CA2361209A1/en not_active Abandoned
- 2001-11-06 PL PL350532A patent/PL218787B1/pl unknown
- 2001-11-06 CZ CZ20013995A patent/CZ302678B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2001-11-07 KR KR1020010069202A patent/KR100777485B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 2001-11-08 CN CN011378360A patent/CN1217915C/zh not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-10-07 HK HK02107335.7A patent/HK1045685B/zh not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20020035782A (ko) | 2002-05-15 |
| JP2002155032A (ja) | 2002-05-28 |
| CZ302678B6 (cs) | 2011-08-31 |
| HK1045685A1 (en) | 2002-12-06 |
| DE50101751D1 (de) | 2004-04-29 |
| CN1353105A (zh) | 2002-06-12 |
| CA2361209A1 (en) | 2002-05-08 |
| PL218787B1 (pl) | 2015-01-30 |
| ATE262504T1 (de) | 2004-04-15 |
| JP4257890B2 (ja) | 2009-04-22 |
| US6583327B2 (en) | 2003-06-24 |
| RU2274634C2 (ru) | 2006-04-20 |
| EP1205468B1 (de) | 2004-03-24 |
| EP1205468A1 (de) | 2002-05-15 |
| CN1217915C (zh) | 2005-09-07 |
| KR100777485B1 (ko) | 2007-11-20 |
| US20020091290A1 (en) | 2002-07-11 |
| HK1045685B (zh) | 2006-04-28 |
| PL350532A1 (en) | 2002-05-20 |
| DE10055359C1 (de) | 2002-03-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101108805A (zh) | 生产二硝基甲苯的方法 | |
| CN110546130B (zh) | 用于芳香族化合物绝热硝化的方法及装置 | |
| CZ20013995A3 (cs) | Způsob kontinuální isotermní výroby mononitrotoluenů | |
| JP4257891B2 (ja) | ニトロクロロベンゼンを製造するための連続的な断熱的方法 | |
| US5714647A (en) | Process for the adiabatic preparation of mononitrohalogenobenzenes | |
| US6768032B2 (en) | Continuous isothermal process for preparing mononitrotoluenes in the presence of phosphoric acid | |
| US6353142B1 (en) | Process for the adiabatic preparation of 3,4-dichloronitrobenzene | |
| Duehr | Nitration technology for aromatics as described in the patent literature | |
| CN117945357A (zh) | 处理来自芳烃的硝化的混合酸和废水的方法和实施该方法的装置 | |
| EA042067B1 (ru) | Способ адиабатического нитрования ароматических соединений | |
| CN113214087A (zh) | 一种4-氯-3,5-二硝基-三氟甲苯的制备方法及其应用 | |
| HK1051180B (en) | Continuous isothernal process for preparing mononitrotoluenes in the presence of phosphoric acid |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20151106 |