DE3636984A1

DE3636984A1 - Verfahren zur gleichzeitigen herstellung eines aromatischen monoamins und eines aromatischen diamins und anlage zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3636984A1
Application number: DE19863636984
Authority: DE
Inventors: Earl George Adams; Robert Bridges Barker; Mark Jay Lossett; Larry Ivis Flowers
Original assignee: First Chemical Corp
Current assignee: First Chemical Corp
Priority date: 1985-11-01
Filing date: 1986-10-30
Publication date: 1987-05-14
Also published as: GB2182330B; AU6459286A; US4740621A; KR870004936A; JPS62120347A; NL8602711A; CA1260958A; AU587154B2; BE905671A; GB8626257D0; GB2182330A; FR2589467B1; IT8683431A0; IT1212210B; CH669953A5; KR940008911B1; FR2589467A1

Description

Die Erfindung betrifft die gemeinsame Herstellung eines aromatischen Monoamins und eines aromatischen Diamins direkt aus Benzol oder einem Benzolderivat durch gesteuerte Nitrierung, insbesondere ein zweistufiges Verfahren zu einer wirksamen gleichzeitigen Herstellung von Anilin und m-Phenylendiamin durch direkte Nitrierung von Benzol und anschließende Reduktion.

m-Phenylendiamin erhält man üblicherweise durch Reduktion von m-Dinitrobenzol. Dieses Verfahren ist relativ kostspielig, da das als Ausgangsmaterial verwendete m-Dinitrobenzol durch vollständige Dinitrierung von Benzol und anschließende Abtrennung und Reinigung desselben vor der Reduktion hergestellt werden muß. Zur Reinigung bedarf es einer Umsetzung mit einem Reaktionsteilnehmer, z. B. Natriumsulfit, der das unerwünschte o-Dinitrobenzol und p-Dinitrobenzol in die wäßrige Phase überführt. Hierbei fällt dann eine große Menge an Abwasser an (vgl. US-PS 30 86 063). Das m-Phenylendiamin muß nach der Reduktion von Reaktionsverunreinigungen abgetrennt werden. m-Phenylendiamin erhält man auch durch Reduktion von Dinitrobenzol und anschließende Abtrennung des m-Phenylendiamins von o-Phenylendiamin und p-Phenylendiamin. Obwohl weniger kostspielig als ersteres Verfahren, muß man auch hier das als Ausgangsmaterial verwendete Dinitrobenzol durch vollständige Dinitrierung von Benzol und Extraktion oder Abtrennung als Feststoff aus dem Reaktionsmedium herstellen.

Aus der US-PS 41 85 036 ist die Hydrierung eines Gemischs aus einer aromatischen Mononitroverbindung und einer aromatischen Dinitroverbindung in der flüssigen Phase bekannt. Bei diesem Verfahren werden Wasserstoff und ein homogenes oder heterogenes flüssiges Gemisch aus mindestens 25 Gew.-% einer aromatischen Dinitroverbindung und/oder mindestens 25 Gew.-% einer Mononitromonoaminoverbindung und mindestens 25 Gew.-% einer aromatischen Mononitro-non-aminoverbindung unter kräftigem Durchmischen in Gegenwart eines Hydrierungskatalysators bei einer Temperatur von etwa 75-225°C und einem Druck von etwa 3,45 bar bis 55,2 bar umgesetzt. Gemäß der US-PS 41 85 036 werden bei dem Verfahren als Ausgangsmaterialien zur Herstellung eines Gemischs aus den Monoamino- und Diaminoverbindungen reine oder relativ reine Nitroprodukte verwendet. Die Reaktionsprodukte werden anschließend durch Destillation getrennt. Wegen der Notwendigkeit der Trennung und Reinigung der Ausgangsmaterialien und der Endprodukte ist auch dieses Verfahren relativ kostspielig. Darüber hinaus sind die Reaktionsgeschwindigkeiten bei der Flüssigphasenhydrierung relativ langsam, wodurch sich der Energieverbrauch erhöht und der Ausnützungsgrad des Reaktors verschlechtert.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein relativ rasch und preisgünstig und insbesondere kontinuierlich durchführbares Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung eines aromatischen Monoamins und eines aromatischen Diamins direkt aus Benzol oder einem Benzolderivat und Salpetersäure ohne erforderliche zwischengeschaltete Isomerenreinigung oder Abtrennung einer aromatischen Dinitroverbindung zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird in einer ersten Stufe Benzol mit Salpetersäure in Gegenwart von Schwefelsäure in der flüssigen Phase zu Mononitrobenzol und größeren Mengen m-Dinitrobenzol sowie geringeren Mengen oder Spurenmengen o-Dinitrobenzol und p-Dinitrobenzol umgesetzt. Diese erste Stufe zeichnet sich in bevorzugter Ausführungsform dadurch aus, daß Benzol in zwei Reaktoren nitriert wird. In dem einen Reaktor wird Benzol in Mononitrobenzol umgewandelt, in einem zweiten Reaktor werden etwa 20-40% des Mononitrobenzols in Dinitrobenzol überführt. Die prozentuale Umwandlungsmenge zu Dinitrobenzol ist lediglich dahingehend kritisch, daß sie unterhalb der Menge liegt, bei der eine Kristallisation des Dinitrobenzols einsetzt. In dieser Nitrierungsstufe ist das Dinitrobenzol in dem Mononitrobenzol löslich. Letzteres befindet sich an einer Stelle nahe einem Eutektikum in der Gefrierpunktkurve des Mononitro- und Dinitrobenzols. Dies ist von besonderem Vorteil, da die Nitrierung einstufig ohne eigene Extraktion oder ohne zugesetztes Lösungsmittel durchgeführt werden kann. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß selbst bei diesem relativ niedrigen Nitrierungsgrad die Bildung des Dinitrobenzols langsamer abläuft und drastischere Verfahrensbedingungen erfordert als die Bildung des Mononitrobenzols.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein starkes bzw. konzentriertes Gemisch aus Salpeter- und Schwefelsäure dem Dinitrierungsreaktor zur Bildung des Dinitrobenzols aus Mononitrobenzol zugeführt. Das verdünnte Säurenebenprodukt der Dinitrierungsreaktion mit einem Gemisch aus Salpeter- und Schwefelsäuren und einer geringen Menge Dinitrobenzol wird dem Mononitrierungsreaktor zugeführt und dort mit zusätzlicher Schwefel- und Salpetersäure gemischt sowie mit Benzol zur Bildung des Mononitrobenzols umgesetzt. Es herrscht folglich zwischen den beiden Reaktoren ein Gegenstrom von Mononitrobenzol und Dinitrierungsnebenproduktsäure. Vorteilhaft an diesem Gegenstrom ist, daß diesselbe Schwefelsäure in beiden Reaktoren verwendet wird, da die Mononitrierung eine schwächer konzentrierte Säure erfordert. In der Dinitrierungs-Nebenproduktsäure gelöstes Dinitrobenzol wird mit Benzol und Mononitrobenzol extrahiert und durch das System rückgeführt.

Bei einer anderen Ausführungsform dient als Ausgangsmaterial Mononitrobenzol. Dieses wird zu einer 20- bis 40%igen Lösung von Dinitrobenzol nitriert. Dieses Alternativverfahren zeigt jedoch nicht die bei dem Gegenstromverfahren erzielbaren Vorteile.

Bei einer weiteren Modifizierung dieser Ausführungsformen können stromab des Hauptreaktors Hilfsreaktoren vorgesehen sein, um den Wirkungsgrad der Dinitrierungs- und Mononitrierungsreaktionen zu verbessern. Das Reaktionsgemisch aus Mono- und Dinitrobenzolen wird ohne Dinitrobenzolabtrennung oder Isomerenreinigung in einer zweiten Stufe einer Hydrierung in der Gasphase in Gegenwart eines Katalysators unterworfen. Bei den Reaktionsprodukten handelt es sich um Anilin in größerer Menge, m-Phenylendiamin in geringerer Menge und o-Phenylendiamin und p-Phenylendiamin in Spurenmengen. Diese Verfahrensstufe zeichnet sich dadurch aus, daß die Reaktion in der Gasphase durchgeführt wird und daß das flüssige Reaktionsprodukt, d. h. das Anilin, als Produktverdünnungsmittel dient. Die Reaktionsprodukte werden durch Destillation aufgetrennt.

Die Reaktion verläuft wie folgt:
Erste Stufe: Zweite Stufe:

Ein Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der Möglichkeit, auf direktem Wege ausgehend von Benzol zu den gewünschten aromatischen Mono- und Diaminoprodukten zu gelangen, ohne daß die Notwendigkeit für eine Auftrennung oder Isomerenreinigung der Zwischenprodukte, d. h. des Mononitrobenzols und Dinitrobenzols, besteht. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß man das hochschmelzende m-Phenylendiamin in vorhandenen, relativ preisgünstigen Anlagen herstellen kann. Dies ist darauf zurückzuführen, daß man die erste Reaktionsstufe in flüssiger Phase und die zweite Reaktionsstufe in der Gasphase unter Verwendung von Anilin als Produktverdünnungsmittel durchführen kann. Auf diese Weise kann man auf Spezialanlagen zur Herstellung hochschmelzender Materialien verzichten. Insbesondere wird es möglich, Verbindungen, die bisher als Spezialchemikalien oder Chemikalien, die ein besonderes Herstellungsverfahren erfordern, bezeichneten Verbindungen als Nebenprodukte der großtechnischen Anilinproduktion herstellen zu können.

Das erfindungsgemäße zweistufige Verfahren, bei dem die erste Stufe in der flüssigen Phase und die zweite Stufe in der Gasphase mit Anilin als Verdünnungsmittel durchgeführt wird, ist von erheblichem industriellen Wert. Ein weiterer bedeutender Vorteil besteht darin, daß bei Anwendung des Gegenstromprinzips zwischen den Reaktionsteilnehmern, d. h. des Mononitrobenzols und des Gemischs aus verdünnter Salpetersäure und verdünnter Schwefelsäure, zwischen den beiden Reaktoren in der ersten Verfahrensstufe ein höherer Wirkungsgrad und eine kürzere Verfahrensdauer möglich werden und dadurch der Energieverbrauch des Verfahrens verringert werden kann.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren für die gleichzeitige Herstellung von Anilin und m-Phenylendiamin näher erläutert. Selbstverständlich läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren auch zur Herstellung analoger Monoamino- und Diaminoverbindungen direkt aus Benzolderivaten über die entsprechenden Nitro- und Dinitro- Zwischenprodukte anwenden. Weiterhin lassen sich die Verfahrensbedingungen auch derart variieren, daß man höhernitrierte Verbindungen herstellen kann. Dies geschieht beispielsweise durch Erhöhen der Menge an Salpeter- und Schwefelsäure in der ersten Reaktionsstufe.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 ein Fließbild für die Herstellung von Mononitro- und Dinitrobenzol aus Benzol oder Dinitrobenzol aus Mononitrobenzol entsprechend der ersten Reaktionsstufe des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 ein Fließbild für die Gasphasenhydrierung von Nitrobenzolen entsprechend der zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 3 eine Gefrierpunktkurve von mit Wasser gesättigten Gemischen aus Mononitro- und Dinitrobenzol.

Im folgenden gilt, daß Gewichtsangaben, sofern nicht anders angegeben, "Gewichtsteile" bedeuten.

Das in Fig. 1 dargestellte und in der ersten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens benutzte Reaktorsystem besteht aus einer Reihe von Reaktoren 3, 6 und 8 zur Durchführung einer kontinuierlichen Flüssigphasennitrierung. Dieses Reaktorsystem umfaßt die für die Herstellung von Dinitrobenzol direkt aus Benzol erforderlichen Reaktoren. Das System kann jedoch auch, wie in dem später folgenden Beispiel 1 erläutert, unter Verwendung von Mononitrobenzol als Ausgangsprodukt bei der Herstellung von Dinitrobenzol betrieben werden. Ferner können auch zwei solche Systeme zur Herstellung von Mononitrobenzol und Dinitrobenzol direkt aus Benzol in Kombination benutzt werden (vgl. das später folgende Beispiel 2). Die gesamte Anlage ist aus rostfreiem Stahl hergestellt. Jeder Reaktor des Systems enthält eine nicht dargestellte Rühreinrichtung. Die in den Reaktoren befindliche Flüssigkeit wird während dieser Verfahrensstufe gründlich bewegt. Die Temperatursteuerung erfolgt in üblicher bekannter Weise durch nicht dargestellte interne Wärmetauscher in den einzelnen Reaktoren.

Das in der zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens benutzte und in Fig. 2 dargestellte Hydriersystem umfaßt ein Paar in Reihe geschaltete Gasphasenreaktoren 26 und 28, von denen jeder ein Katalysatorbett enthält. Das später noch näher beschriebene System enthält neben den Reaktoren eine Gasheizeinrichtung 52 zum Erwärmen der Reaktionsteilnehmer, Wärmetauscher 36 und 38, einen Gas/Gas-Tauscher 40, einen Kondensator 42, einen Verdichter 46, einen Gas/Flüssigkeits-Scheider 44, eine Extraktionsvorrichtung 20 und eine Reinigungsvorrichtung 50. Der gasförmige Wasserstoff dient zur teilweisen Temperatursteuerung des Systems.

Die folgenden Beispiele sollen das Verfahren gemäß der Erfindung näher veranschaulichen.

Beispiel 1

Bei einem durch das Fließbild von Fig. 1 dargestellten Verfahren zur Herstellung von m-Phenylendiamin aus Mononitrobenzol werden aus Einlässen 1 und 2 zugeführte Schwefelsäure und Salpetersäure vorgemischt und kontinuierlich einem ersten oder Hauptnitrierungsreaktor 3 zugeführt. Ein hauptsächlich Nitrobenzol und untergeordnete Mengen an Benzol und Dinitrobenzol enthaltender organischer Strom 4 wird kontinuierlich aus einem Wäscher/Nitrierreaktor 6 in den Hauptnitrierreaktor 3 eingeleitet. Dieser Strom passiert auf seinem Weg eine Trennzentrifuge 5, in der gebrauchte H₂SO₄ mit Spurenmengen HNO₃ zur Regenerierung abgetrennt werden. Die Hauptnitrierung des Mononitrobenzols erfolgt in dem Hauptnitrierreaktor 3. Bei der dargestellten Ausführungsform wird mit Hilfe eines Hilfsreaktors 8 der Wirkungsgrad gesteigert. Somit fließt kontinuierlich ein Gemisch mit hauptsächlich Nitrobenzol, Dinitrobenzol, H₂SO₄ und H₂O sowie einer geringen Menge HNO₃ aus dem Reaktor 3 über einen Einlaß 7 in den Hilfsnitrierungsreaktor 8, in dem die Reaktion vollständig ablaufen gelassen wird. Das Reaktionsproduktgemisch aus dem Reaktor 8 wird kontinuierlich abgezogen und durch einen Zentrifugenscheider 9 geleitet. In diesem werden die verdünnte Säure und die Nitrierungsprodukte getrennt. Die Nitrierungsprodukte aus der Zentrifuge 9, die hauptsächlich aus Nitrobenzol und Dinitrobenzol sowie etwas gelöster Säure und Nebenprodukten bestehen, werden zur Entfernung der Spurenmengen an Säuren und Oxidationsnebenprodukten mit NaOH und H₂O gewaschen. Die verdünnte Säure aus der Zentrifuge 9 wird kontinuierlich dem Wäscher/Nitrierreaktor 6 zugeführt und darin mit einem kontinuierlichen frischen Strom von Mononitrobenzol unter gleichzeitiger Zugabe einer geringen Menge Benzol durch einen Einlaß 11 umgesetzt. Je nach Bedarf wird zur Verminderung der Konzentration der verdünnten Säure auf etwa 70% H₂SO₄ Wasser durch einen Einlaß 12 zugespeist. Das Gemisch aus dem Wäscher/ Nitrierreaktor 6 wird kontinuierlich abgezogen und durch die Trennzentrifuge 5 geleitet. Darin werden die organischen Bestandteile von der gebrauchten Säure getrennt. Der die Trennzentrifuge 5 verlassende organische Strom 4 besteht hauptsächlich aus Mononitrobenzol und enthält eine geringe Menge an Dinitrobenzol. Dieser Strom wird, wie bereits erwähnt, dem Hauptreaktor 3 zugeführt. Der aus der Trennzentrifuge 5 abgezogene gebrauchte Säurestrom 10 besteht hauptsächlich aus 70%iger H₂SO₄ und kann für andere Zwecke regeneriert werden.

Bei der dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Nitrierungsreaktion derart gesteuert, daß man etwa 70% Mononitrobenzol und etwa 30% Dinitrobenzol erhält. Es ist jedoch auch möglich und kann durchaus erwünscht sein, das Verhältnis von Mononitrobenzol und Dinitrobenzol im Bereich von etwa 60-80% Mononitrobenzol und 20-40% Dinitrobenzol zu variieren. Innerhalb dieses Verhältnisses läuft die Reaktion rasch ab, wobei man zur Vermeidung einer Kristallisation des Nitrobenzols oder zur Kompensierung anderer Eigenschaften des Dinitrobenzols keinerlei Spezialanlagen oder Lösungsmittel benötigt. Wie in Fig. 3 dargestellt, liegt ein Gemisch aus Mononitrobenzol und Dinitrobenzol innerhalb dieses Bereichs in mit Wasser gesättigter Form nahe einem eutektischen Punkt in der Gefrierpunktkurve. Dies gestattet eine einstufige Nitrierung ohne eigene Extraktion oder ohne das Erfordernis eines Lösungsmittelzusatzes. Weiterhin kann dieselbe Lösung aus der Nitrobenzol- und Dinitrobenzolreaktion in dem beschriebenen System hydriert werden. Der Umwandlungsgrad von Nitrobenzol in Dinitrobenzol läßt sich innerhalb des gewünschten Bereichs durch Einstellen der Schwefelsäure- und Salpetersäurezufuhr oder durch Einstellen der Nitrobenzolzufuhr zum Reaktor 3 steuern.

Das in Fig. 1 dargestellte System wird gestartet, indem man einen Kessel 6 und einen Kessel 3 mit Mononitrobenzol und 70%iger H₂SO₄ mit etwas HNO₃ füllt. Dem Wäscher/ Nitrierreaktor 6 wird 5% Benzol enthaltendes Mononitrobenzol zugeführt, während in den Hauptreaktor 3 eine vorher berechnete Menge H₂SO₄ (98%ig) und Salpetersäure (63%ig) zugeführt wird. Die Zugabemengen an Mononitrobenzol, H₂SO₄ und HNO₃ werden derart eingestellt, daß man die gewünschte Produktzusammensetzung erreicht. Während des Verfahrens wird die Stärke der gebrauchten Säure aus dem Wäscher/Nitrierreaktor 6 durch Zusatz von Wasser auf 70% eingestellt. Diese Einstellung ist erforderlich, um die Menge an Dinitrobenzol in der gebrauchten Säure auf einem niedrigen Wert zu halten. Aus dem System werden stündlich Proben entnommen, um die Zusammensetzung des organischen Reaktionsprodukts und der Säure zu ermitteln und um die Zugabemengen auf das gewünschte Ergebnis einzustellen. Die Temperatur der Reaktoren wird während der gesamten Reaktion ebenfalls im Hinblick auf die gewünschten Ergebnisse gesteuert. Die Zugabemengen, die Temperatur und die Zusammensetzung der verschiedenen Flüssigkeitsströme werden aufgezeichnet und als optimale Bedingungen für das Reaktorsystem festgehalten. Im vorliegenden Falle beträgt die optimale Zugabemenge 3,2 Teile Mononitrobenzol, 3,18 Teile H₂SO₄ (98%ig) und 1,0 Teil HNO₃ (63%ig).

Das organische Reaktionsprodukt in den Reaktoren 3 und 8 besteht aus Mononitrobenzol (65%) und Dinitrobenzol (35%) sowie einer geringen Menge Säure. Die verdünnte Säure nach der Passage durch den Scheider 9 enthält 77,7% H₂SO₄, 0,8% HNO₃, 16,3% H₂O, 2,4% Nitrobenzol und 2,8% Dinitrobenzol. Die gebrauchte Säure aus dem Wäscher/Nitriereaktor 6 enthält 72,5% H₂SO₄, 0,04% HNO₃ und Spuren Mononitrobenzol und Dinitrobenzol. Der organische Strom aus dem Wäscher/Nitrierreaktor 6 zum Hauptnitrierkessel 3 besteht aus 91,9% Nitrobenzol, 4,6% Dinitrobenzol und 3,5% Benzol. Die Temperaturen der Reaktoren werden im Hinblick auf optimale Bedinungen für den Wäscher/Nitrierreaktor 6 auf 42°C, für den Hauptnitrierreaktor 3 auf 53°C und für den Hilfsnitrierkessel 7 auf 55°C eingestellt. Der Umwandlungsgrad Nitrobenzol zu Dinitrobenzol läßt sich ohne Schwierigkeiten innerhalb des gewünschten Bereichs von 60-80% Mononitrobenzol und 20-40% Dinitrobenzol durch Einstellen der Schwefel- und Salpetersäurezufuhr oder durch Einstellen der Mononitrobenzolzufuhr zum Reaktor 3 steuern. Während dieses Verfahrens ist keine Kristallisation von Dinitrobenzol feststellbar. Die Nebenproduktsäure enthält lediglich Spuren an organischen Rückständen. Das Mononitrobenzol/Dinitrobenzol-Produkt ist nach dem Waschen mit NaOH und Wasser für die Reduktion bereit.

Gemäß dem die zweite Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens erläuternden Fließbild von Fig. 2 sind in Reaktoren 26 und 28 jeweils Katalysatorbetten mit gleichen Volumina an einem kupferhaltigen Hydrierkatalysator vorgesehen. Diese Katalysatorbetten sind in Reihe geschaltet, wobei am Einlaß und Auslaß jeden Katalysatorbetts Vorkehrungen für eine Temperatursteuerung getroffen sind. Mit Hilfe dieser Vorkehrungen wird Wasserstoff durch die Betten und Wärmetauscher unter einem Manometerdruck von etwa 0,55 bar und einer Strömungsgeschwindigkeit von 25 Bettvolumina/min strömen gelassen. Dieser zirkulierende Wasserstoffstrom liefert Wasserstoff für das Reduktionsverfahren und dient auch zur Reaktionswärmeableitung, d. h. der Wasserstoffstrom führt die Reaktionswärme unmittelbar nach ihrer Entstehung aus den Reaktoren ab. Dieser erwärmte Wasserstoffstrom passiert dann Wärmetauscher 36 und 38 und liefert Dampf zur Produktreinigung. Das organische Ausgangsmaterial wird in dem zirkulierenden Gasstrom mit frischem Wasserstoff zerstäubt. Durch gute Zerstäubung läßt sich eine Kohlenstoffablagerung am Reaktoreinlaß verhindern. Der zur Zerstäubung verwendete Wasserstoff ersetzt auch den bei der Reaktion verbrauchten Wasserstoff.

Die Zusammensetzung eines dem Hydrierreaktor zugeführten typischen Ausgangsmaterials ist folgende:

Anilin6,7% w/w Phenylendiamin (sämtliche Isomeren)3,0% w/w Dinitrobenzol (sämtliche Isomeren)30% w/w Benzol0,1% w/w MononitrobenzolRest

Das Anilin und das Diamin stammen aus dem Extraktionsverfahren in der Extraktionsvorrichtung 20 des Systems. Hier werden Stickstoffverbindungen aus dem Reaktionswasser aus einer Dekantiervorrichtung 48 und auch aus Wasser 18 aus der Reinigungsstufe 50 des Verfahrens extrahiert. Diese Extraktion entfernt praktisch sämtliche Aminverbindungen aus dem Wasserstrom.

Die von der Extraktionsvorrichtung 20 stammende Reaktorspeisung wird, wie aus Fig. 2 hervorgeht, in nahezu gleiche Ströme 22 und 24 zur Beschickung der beiden Reaktorbetten 26 und 28 aufgespalten. Etwas mehr Reaktorspeisung kann vom zweiten Reaktor aufgenommen werden, wobei trotzdem das gewünschte Temperaturmaximum von etwa 316°C aufrechterhalten bleibt. Das größere Gesamtgewicht an durch das zweite Bett hinduchgeführten Materialien gestattet eine stärkere Wärmeableitung aus dem System und auch die Verwendung einer größeren Speisungsmenge. Typische Reaktorspeisungsmengen sind 1,021 kg/d/0,454 kg Katalysator des ersten Reaktors und 1,134 kg/d/0,454 kg Katalysator des zweiten Reaktors. Die Temperaturen bei diesen Zufuhrmengen sind folgende: Einlaß zum Reaktor 26: 181,7°C; Auslaß des Reaktors 26: 277,2°C mit heißen Stellen von 315,6°C; Einlaß zum Reaktor 28: 203,9°C; Auslaß des Reaktors 28: 296,7°C; höchste Bettemperatur: 300°C. Zusammen mit der Zufuhr der organischen Substanzen bzw. den zu hydrierenden nitrierten Benzolen wird den Reaktoren 26 und 28 kontinuierlich über Einlässe 30 und 32 Wasserstoff zugeführt. Bei der dargestellten Ausführungsform werden die den Reaktoren zugespeisten organischen Reaktionsteilnehmer durch den Wasserstoff aus einem Gaserhitzer 52 erwärmt.

Wie ebenfalls aus Fig. 2 hervorgeht, enthalten die in Reihe geschalteten Reaktoren 26 und 28 zwischen sich einen Wärmetauscher 36 zur Steuerung der Reaktionsprodukttemperatur des Reaktors 26. Ein zweiter Wärmetauscher 38 ist am Auslaß des Reaktors 28 vorgesehen, um auch hier die Temperatur des Hydrierungsprodukts zu steuern. Das Hydrierungsprodukt wird aus dem Wärmetauscher 38 über einen Gas/Gas-Tauscher 40 einem Kondensator 42 und einem Gas/Flüssigkeits-Separator 44 zugeführt. Der mittels des Gas/Flüssigkeits-Separators 44 entfernte Wasserstoff wird über einen Kompressor 46 durch den Gas/Gas-Tauscher 40 und durch den Gaserhitzer 52 zur Verwendung in den Reaktoren geleitet. Auf diese Weise dient der Wasserstoff als Temperatursteuermittel bzw. zur Wärmeableitung. Die Flüssigkeit aus dem Separator 40 läuft durch eine Dekantiervorrichtung 48, worauf das Rohprodukt zur Endreinigung einer Reinigungseinheit 50 zugeführt wird. Das Wasser aus der Dekantiervorrichtung 48 und der Reinigungseinheit 50 fließt. wie bereits erwähnt, zu der Extraktionsvorrichtung 20.

Eine Analyse der organischen Schicht des Reaktorprodukts ergibt folgende Zusammensetzung:

Anilin72,7% Phenylendiamin (sämtliche Isomeren)26,6% schwere Verbindungen0,1% Benzol und leichte Verbindungen0,7%.

Der Benzolgehalt ist auf die Spurenmengen Benzol in der Speisung, die aus dem Produkt während der Reinigungsstufe entfernt und dann durch die Extraktionsstufe dem Reaktionssystem wieder zugeführt werden, zurückzuführen. Im Reaktorprodukt findet sich keine Nitroverbindung. Ferner ist auch kein Anzeichen einer unnormalen Katalysatordeaktivierung feststellbar. Während dieses Laufs entstehen etwa 28 123 kg Diamin. Nach Durchführung dieses Laufs wird der Katalysator durch Luftoxidation regeneriert und mit Wasserstoff reduziert. Danach besitzt er wieder seine volle Aktivität. Das (gebildete) m-Phenylendiamin läßt sich leicht nach üblichen Reinigungsmaßnahmen abtrennen.

Beispiel 2

Diese Ausführungsform bedient sich zweier Reaktoren, die ähnlich arbeiten wie es das Fließbild gemäß Fig. 1 ausweist. Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erhält man im Reaktorsystem I Dinitrobenzol (30-35%) aus Mononitrobenzol und im Reaktorsystem II Mononitrobenzol aus Benzol. Die Nebenproduktsäure aus dem Reaktorsystem I dient als Speisesäure für die Mononitrierung (System II), das im System II gebildete Mononitrobenzol als Ausgangsprodukt für die Dinitrierung (System I). Auf diese Weise verwirklicht man, wie bereits beschrieben, das Gegenstromprinzip. Das System II wird, wie in Beispiel 1 beschrieben, gestartet und ins Gleichgewicht gesetzt. Der Hauptreaktor des Systems I wird kontinuierlich mit 4,03 Teilen Mononitrobenzol, 3,18 Teilen H₂SO₄ (98%ig) und 1,0 Teil HNO₃ (63%ig) beschickt. Das System wird bei 58°C gründlich gerührt. Das organische Produkt besteht aus Mononitrobenzol (65%) und Dinitrobenzol (35%) sowie Spurenmengen an Säuren und Oxidationsnebenprodukten. Die Nebenproduktsäure aus diesem System I wird zusammen mit 1,05 Teilen Benzol und zusätzlicher Säure in Form von 1,35 Teilen HNO₃ (63%ig) und 1,0 Teil H₂SO₄ (98%ig) kontinuierlich dem System II zugeführt. Das System wird bei 55°C gründlich gerührt. Das Produkt dieser Reaktion besteht hauptsächlich aus Mononitrobenzol und Spuren Benzol und Säure. Dieses Produkt läßt sich nunmehr als Speisung für die Dinitrierung im System I verwenden.

Beispiel 3

Bei einem entsprechend Beispiel 2 durchgeführten analogen Verfahren wird Benzol durch Toluol ersetzt. Das Toluol wird zunächst nitriert, worauf die Nitrierungsprodukte entsprechend Beispiel 2 hydriert werden. Hierbei erhält man gemischte Toluidinisomere und gemischte Toluoldiaminisomere. Eine Steuerung der Zusammensetzung der Reaktionsprodukte liefert das gewünschte Produktverhältnis.

Beispiel 4

Bei dem entsprechend Beispiel 1 durchgeführten Verfahren wird das Mononitrobenzol durch o-Nitrotoluol ersetzt. Die Nitrierung erfolgt entsprechend Beispiel 1. Das Nitrierungsprodukt besteht hauptsächlich aus o-Nitrotoluol, 2,4-Dinitrotoluol und 2,6-Dinitrotoluol. Dieses wird dann entsprechend Beispiel 1 hydriert, wobei o-Toluidin, 2,4-Toluoldiamin und 2,6-Toluoldiamin entstehen. Durch Steuerung der Zusammensetzung des Reaktionsprodukts läßt sich das gewünschte Produktverhältnis erreichen.

In Beispiel 1 wird anstelle von Benzol vornehmlich Mononitrobenzol dem Wäscher/Nitrierreaktor 6 zugespeist. In Beispiel 2 werden zur Erläuterung des erfindungsgemäß bevorzugt durchzuführenden Gegenstromprinzips zwei getrennte Reaktorsysteme entsprechend Fig. 1 in Kombination verwendet. Das System gemäß Fig. 1 kann, wie dargestellt, zur kontinuierlichen Herstellung von Mononitrobenzol und Dinitrobenzol in gesteuerten Mengen direkt aus Benzol herangezogen werden. Dieses System wird in den Beispielen 1 und 2 eingesetzt, um noch besser die erfindungsgemäßen Merkmale zu veranschaulichen. Die Beispiele 3 und 4 zeigen, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch unter Verwendung von Benzolderivaten zur gemeinsamen Herstellung von Mono- und Diaminen angewandt werden kann. In jedem Falle verwendet man als Ausgangsmaterial Benzol oder ein Benzolderivat der Formel: worin R und R¹, die gleich oder verschieden sein können, jeweils für ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatom(en) stehen können.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann innerhalb vorteilhafter Temperaturbereiche durchgeführt werden. Insbesondere lassen sich die Nitrierreaktionen bei Temperaturen von etwa 30-85°C in vorteilhafter Weise durchführen. Vorzugsweise beträgt die Temperatur bei Einsatz einer Reihe von Reaktoren im Wäscher/Nitrierreaktor etwa 35-55°C, im Hauptnitrierreaktor etwa 40-70°C und - falls eingesetzt - im Hilfsnitrierreaktor etwa 45-70°C. Die in der Gasphase durchgeführte Hydrierreaktion liefert bei Verwendung von Nichtedelmetallkatalysatoren, z. B. von Kupfer, hohe Ausbeuten und trägt auch ihrerseits zur Kostensenkung des Gesamtverfahrens bei. Da die Reaktion in heterogener Gasphase abläuft, bleibt das Katalysatorbett an Ort und Stelle, wodurch die Notwendigkeit einer Filtration, wie bei einem chargenweise durchgeführten Flüssigphasenverfahren, entfällt. Bei dem bei der Gasphasenreaktion verwendeten Katalysator handelt es sich um einen heterogenen Katalysator und nicht um einen homogenen Katalysator. Auch dies ist für die Kosten von Vorteil. Da die Reaktion bei hohen Temperaturen ohne Druck abläuft, sind auch die Kapitaleinsatzkosten für die Anlage geringer.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des beschriebenen Gegenstromverfahrens liegt in der Natur der Nebenprodukte. Die Dinitrierung von Benzol führt zu einer gebrauchten Säure, die große Mengen an Dinitrobenzol, phenolischen Verbindungen und sonstigen oxidierten Nebenprodukten enthält. Wenn man von Benzol ausgeht und sich des als bevorzugt beschriebenen Gegenstromprinzips bedient, erhält man eine gebrauchte Säure, die zu der bei einem Mononitrierungsverfahren angefallenen gebrauchten Säure praktisch äquivalent ist. Diese gebrauchte Säure ist "sauber" und bei einem Rückgewinnungsverfahren, beispielsweise durch Rückkonzentration, wesentlich einfacher aufzuarbeiten oder direkt, beispielsweise in einer Phosphorsäureanlage, wiederzuverwenden.

Ein Hauptvorteil der erfindungsgemäßen Hydrierreaktion besteht darin, daß es sich bei dem Ausgangsmaterial für die Reaktion um eine Flüssigkeit handelt. Dies gestattet eine direkte Ausnutzung des flüssigen Reaktionsprodukts aus der Nitrierstufe des Verfahrens. Die Reduktion der Mononitroverbindungen liefert weniger Wärme pro Mol und mildert die Reaktionstemperatur. Ein synergistischer Effekt bei der gleichzeitigen Reduktion der Mono- und Dinitrobenzole besteht darin, daß bei der Dinitroreduktion weniger Kohlenstoff entsteht, wenn gleichzeitig damit eine Mononitroverbindung reduziert wird. Dieser zu einer geringeren Kohlenstoffbildung führende synergistische Effekt verlängert die Katalysatorlebensdauer und damit die Laufdauer (des Verfahrens) und senkt darüber hinaus auch noch die Herstellungskosten. Die große Menge an Monoamin im Reaktorprodukt extrahiert den Hauptteil der wasserlöslichen Diamine aus dem Reaktionswasser, wodurch die Reinigung des Endprodukts vereinfacht wird. Da das Monoamin das Diamin zu einem Verlassen des Reaktionswassers veranlaßt, verhindert es auch, daß das Wasser in großem Ausmaß in der organischen Phase in Lösung geht. Darüber hinaus beseitigt es die Notwendigkeit, bei der Reinigung große Wassermengen destillieren zu müssen. Hierdurch erreicht man eine merkliche Energieeinsparung und kann für eine gegebene Produktmenge mit geringeren Destillationsanlagen auskommen.

Claims

1. Kontinuierliches, zweistufiges Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von Anilin und m-Phenylendiamin durch direkte Nitrierung von Benzol, dadurch gekennzeichnet, daß man
(A) in einer ersten Stufe Benzol mit einem Gemisch aus Salpetersäure und Schwefelsäure unter gesteuerten Bedingungen zu einem Gemisch aus etwa 60 bis etwa 80% Mononitrobenzol und 20-40% Dinitrobenzol umsetzt;
(B) in einer zweiten Stufe das in Stufe (A) erhaltene Gemisch aus Mono- und Dinitrobenzol einer Gasphasenhydrierung unterwirft, indem man das Gemisch in der Gasphase und in Gegenwart eines Katalysators mit Wasserstoff in Berührung bringt, um ein Gemisch aus etwa 60 bis etwa 80% Anilin und etwa 20 bis etwa 40% m-Phenylendiamin herzustellen, und
(C) das Anilin und das m-Phenylendiamin aus dem Gemisch abtrennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in der ersten Stufe die Umsetzung des Benzols mit der Salpetersäure und Schwefelsäure zweistufig durchführt, wobei man in der ersten der beiden Stufen ein Gemisch aus konzentrierter Schwefel- und Salpetersäure mit Mononitrobenzol zu einem Gemisch aus etwa 60 bis etwa 80% Mononitrobenzol und etwa 20 bis etwa 40% Dinitrobenzol sowie verdünnten Schwefel- und Salpetersäuren umsetzt, das Mononitrobenzol und das Dinitrobenzol aus dem Säuregemisch abtrennt, danach in der zweiten der beiden Stufen die verdünnte Salpeter- und Schwefelsäure mit Benzol zu Mononitrobenzol umsetzt und schließlich das Mononitrobenzol in der ersten der beiden Stufen einsetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Nitrierung des Benzols derart steuert, daß man ein Gemisch aus etwa 70% Mononitrobenzol und etwa 30% Dinitrobenzol erhält.

4. Verfahren nach Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch aus Mononitrobenzol und Dinitrobenzol von dem verdünnten Säuregemisch durch Zentrifugieren oder Dekantieren abtrennt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe (B) die Hydrierung durchführt, indem man das Gemisch aus Mononitrobenzol und Dinitrobenzol in Gasform in Gegenwart von gasförmigem Wasserstoff durch ein Katalysatorbett leitet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man das Katalysatorbett in zwei in Reihe geschaltete Teile unterteilt, wobei man jedem der beiden Katalysatorbetteile etwa 50% des Mononitrobenzols und Dinitrobenzols zuführt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man in dem Hydrierungsprodukt Anilin als Verdünnungsmittel verwendet.

8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur in der ersten der beiden Stufen auf etwa 40-70°C hält.

9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur in der zweiten der beiden Stufen auf etwa 35-55°C hält.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die erste der beiden Stufen zweistufig, und zwar in einem Hauptreaktor und einem Hilfsreaktor durchführt, wobei man die Temperatur im Hauptreaktor auf etwa 40-65°C und im Hilfsreaktor auf etwa 45-70°C hält.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur der Hydrierungsreaktion auf etwa 176°C bis etwa 343,5°C hält.

12. Anlage zur gleichzeitigen Herstellung von Anilin und m-Phenylendiamin im Rahmen eines zweistufigen Verfahrens durch direkte Nitrierung von Benzol, gekennzeichnet durch einen Reaktor (3) mit einer ersten Einrichtung zur Herbeiführung eines engen Materialkontakts in dem Reaktor (3), einer zweiten Einrichtung zur Zufuhr eines Gemischs aus konzentrierter Schwefelsäure und Salpetersäure zu dem Reaktor (3) und einer dritten Einrichtung zur Zufuhr von Benzol in den Reaktor (3) in einer ersten Stufe; eine Trennvorrichtung (9) zur Trennung der Reaktionsprodukte des Reaktors (3) in einen ersten Strom aus nitrierten Benzolprodukten und einen zweiten Strom aus verdünnter Salpeter- und Schwefelsäure und einen Hydrierreaktor zum Hydrieren des Gemischs aus Mononitrobenzol und Dinitrobenzol zur Gewinnung von Anilin und m-Phenylendiamin mit einer ersten Einrichtung zur Aufnahme des Gemischs aus Mononitrobenzol und Dinitrobenzol, einer zweiten Einrichtung, mit deren Hilfe das Gemisch in Gegenwart des Produkts als Verdünnungsmittel in der Gasphase gehalten wird, und einer dritten Einrichtung zum Inberührungbringen des Gasphasengemischs in Gegenwart des Verdünnungsmittels mit gasförmigem Kohlenwasserstoff in einer zweiten Stufe.

13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydrierreaktor zwei in Reihe angeordnete Katalysatorbetten (26, 28) enthält.

14. Anlage nach Ansprüchen 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Katalysatorbett (26, 28) einen kupferhaltigen Hydrierkatalysator enthält.

15. Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor der ersten Stufe aus mehreren Reaktoren, nämlich einem ersten Reaktor (3) mit einer ersten Einrichtung zur Herbeiführung eines engen Materialkontakts im Reaktor (3), einer zweiten Einrichtung zur Zufuhr eines Gemischs aus konzentrierter Schwefel- und Salpetersäure zu dem Reaktor (3) und einer dritten Einrichtung zur Zufuhr von Mononitrobenzol zu dem Reaktor (3) und einem zweiten Reaktor (6) mit einer ersten Einrichtung zur Herbeiführung eines engen Materialkontakts in dem Reaktor (6), einer zweiten Einrichtung zur Zufuhr von Benzol zu dem zweiten Reaktor (6) und einer dritten Einrichtung zur Zufuhr von verdünnter Salpeter- und Schwefelsäure zu dem zweiten Reaktor im Hinblick auf einen engen Kontakt zwischen dem Benzol- und dem Säuregemisch zur Bildung von Mononitrobenzol besteht, daß eine Trenneinrichtung (5) zwischen dem ersten und zweiten Reaktor (3, 6) zur Auftrennung der Reaktionsprodukte des ersten Reaktors (3) in einen ersten Strom aus nitrierten Benzolprodukten und einen zweiten Strom aus verdünnter Salpeter- und Schwefelsäure und eine Einrichtung zum Weiterleiten des zweiten Stroms aus verdünnter Säure zu dem zweiten Reaktor (6) sowie eine an den zweiten Reaktor (6) angeschlossene Trenneinrichtung (9) zum Abtrennen des Mononitrobenzols von der verbrauchten Schwefelsäure und verbrauchten Salpetersäure und eine Einrichtung zum Weiterleiten des Mononitrobenzols von der Trenneinrichtung (9) zum ersten Reaktor (3) vorgesehen sind.

16. Kontinuierliches zweistufiges Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung eines aromatischen Monoamins und eines aromatischen Diamins durch direkte Nitrierung von Benzol oder eines Benzolderivats, dadurch gekennzeichnet, daß man
(A) in einer ersten Stufe eine Benzolverbindung der Formel: worin R und R¹, die gleich oder verschieden sein können, jeweils für ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1-5 Kohlenstoffatom(en) stehen, mit einem Gemisch aus Salpetersäure und Schwefelsäure umsetzt, wobei die Umsetzung derart gesteuert wird, daß ein Gemisch aus etwa 60 bis etwa 80% Mononitroverbindung und 20-40% Dinitroverbindung entsteht;
(B) in einer zweiten Stufe das in Stufe (A) erhaltene Gemisch aus Mononitro- und Dinitroverbindungen einer Gasphasenhydrierung unterwirft, indem man das Gemisch in der Gasphase mit Wasserstoff in Gegenwart eines Katalysators zur Bildung eines Gemischs aus etwa 60 bis etwa 80% aromatischem Monamin und etwa 20 bis etwa 40% an aromatischem Diamin in Berührung bringt, und
(C) das aromatische Monoamin und das aromatische Diamin aus dem Gemisch abtrennt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß man in der ersten Stufe die Benzolverbindung mit der Salpeter- und Schwefelsäure zweistufig umsetzt, wobei man in der ersten der beiden Stufen ein Gemisch aus konzentrierter Schwefel- und Salpetersäure mit der Mononitrobenzolverbindung zu einem Gemisch aus etwa 60 bis etwa 80% Mononitrobenzolverbindung und etwa 20 bis etwa 40% Dinitrobenzolverbindung und verdünnter Schwefel- und Salpetersäure umsetzt, die Mononitrobenzolverbindung und die Dinitrobenzolverbindung von dem Säuregemisch abtrennt und danach in der zweiten der beiden Stufen die verdünnte Salpeter- und Schwefelsäure mit der Benzolverbindung zu der Mononitrobenzolverbindung umsetzt und die Mononitrobenzolverbindung der ersten der beiden Stufen zum Einsatz bringt.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß man die Nitrierung der Benzolverbindung derart steuert, daß ein Gemisch aus etwa 70% Mononitrobenzolverbindung und etwa 30% Dinitrobenzolverbindung entsteht.

19. Verfahren nach Ansprüchen 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch aus Mononitrobenzolverbindung und Dinitrobenzolverbindung von dem verdünnten Säuregemisch durch Zentrifugieren abtrennt.

20. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe (B) die Hydrierung durchführt, indem man das Gemisch aus Mononitrobenzolverbindung und Dinitrobenzolverbindung in gasförmiger Form in Gegenwart von gasförmigem Wasserstoff durch ein Katalysatorbett leitet.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß man das Katalysatorbett in zwei in Reihe geschaltete Teile unterteilt, wobei man jedem der beiden Katalysatorbetteile etwa 50% der Mononitrobenzolverbindung und Dinitrobenzolverbindung zuführt.

22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß man in dem Hydrierungsprodukt die Mononitrobenzolverbindung als Verdünnungsmittel verwendet.

23. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur in der ersten der beiden Stufen auf etwa 40-70°C hält.

24. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur in der zweiten der beiden Stufen auf etwa 35-55°C hält.

25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß man die erste der beiden Stufen zweistufig, und zwar in einem Hauptreaktor und einem Hilfsreaktor durchführt, wobei man die Temperatur im Hauptreaktor auf etwa 40-65°C und im Hilfsreaktor auf etwa 45-70°C hält.

26. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur der Hydrierungsreaktion auf etwa 176°C bis etwa 343,5°C hält.

27. Anlage zur gleichzeitigen Herstellung eines aromatischen Monoamins und eines aromatischen Diamins durch direkte Nitrierung einer Benzolverbindung der Formel: worin R und R¹, die gleich oder verschieden sein können, jeweils für ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1-5 Kohlenstoffatom(en) stehen, gekennzeichnet durch einen Reaktor (3) mit einer ersten Einrichtung zur Herbeiführung eines engen Materialkontakts in dem Reaktor (3), einer zweiten Einrichtung zur Zufuhr eines Gemischs aus konzentrierter Schwefelsäure und Salpetersäure zu dem Reaktor (3) und einer dritten Einrichtung zur Zufuhr der Benzolverbindung in den Reaktor (3) in einer ersten Stufe; eine Trennvorrichtung (9) zur Trennung der Reaktionsprodukte des Reaktors (3) in einen ersten Strom aus Nitrierungsprodukten der Benzolverbindung und einen zweiten Strom aus verdünnter Salpeter- und Schwefelsäure und einen Hydrierreaktor zum Hydrieren des Gemischs aus Mononitrobenzolverbindung und Dinitrobenzolverbindung zur Gewinnung des aromatischen Monoamins und aromatischen Diamins mit einer ersten Einrichtung zur Aufnahme des Gemischs aus Mononitrobenzolverbindung und Dinitrobenzolverbindung, einer zweiten Einrichtung, mit deren Hilfe das Gemisch in der Gasphase gehalten wird, und einer dritten Einrichtung zum Inberührungbringen des Gasphasengemischs in Gegenwart des Verdünnungsmittels mit gasförmigem Kohlenwasserstoff in einer zweiten Stufe.

28. Anlage nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydrierreaktor zwei in Reihe angeordnete Katalysatorbetten enthält.

29. Anlage nach Ansprüchen 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Katalysatorbett einen kupferhaltigen Hydrierkatalysator enthält.

30. Anlage zur gleichzeitigen Herstellung von Mononitrobenzol und Dinitrobenzol in gesteuerten Mengen, gekennzeichnet durch einen mehrstufigen Reaktor, aus einem ersten Reaktor mit einer ersten Einrichtung zur Herbeiführung eines engen Materialkontakts in dem Reaktor, einer zweiten Einrichtung zur Zufuhr eines Gemischs aus konzentrierter Schwefel- und Salpetersäure zu dem Reaktor und einer dritten Einrichtung zur Zufuhr von Mononitrobenzol zu dem Reaktor, eine Trennvorrichtung zur Auftrennung der Reaktionsprodukte des ersten Reaktors in einen ersten Strom aus Benzolnitrierungsprodukten und einen zweiten Strom aus verdünnter Salpeter- und Schwefelsäure, einen zweiten Reaktor mit einer ersten Einrichtung zur Herbeiführung eines innigen Materialkontakts in dem Reaktor, einer zweiten Einrichtung zur Zufuhr von Benzol zu dem zweiten Reaktor und einer dritten Einrichtung zur Zufuhr der abgetrennten verdünnten Salpeter- und Schwefelsäure aus dem ersten Reaktor in den zweiten Reaktor zur Herbeiführung eines innigen Kontakts zwischen dem Benzol und dem Säuregemisch zwecks Mononitrobenzolherstellung, eine an den zweiten Reaktor angeschlossene Trennvorrichtung zur Abtrennung des Mononitrobenzols von der verbrauchten Schwefel- und Salpetersäure und eine Einrichtung zur Weiterleitung des Mononitrobenzols aus der Trennvorrichtung zu dem ersten Reaktor.

31. Kontinuierliches Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von Mononitrobenzol und Dinitrobenzol, dadurch gekennzeichnet, daß man Benzol mit Salpeter- und Schwefelsäure in zwei Stufen umsetzt, wobei man in der ersten der beiden Stufen ein Gemisch aus konzentrierter Schwefel- und Salpetersäure mit Mononitrobenzol zu einem Gemisch aus etwa 60 bis etwa 80% Mononitrobenzol und etwa 20 bis etwa 40% Dinitrobenzol und verdünnter Schwefel- und Salpetersäure umsetzt, das Mononitrobenzol und das Dinitrobenzol von dem Säuregemisch abtrennt und danach in der zweiten der beiden Stufen die verdünnte Salpeter- und Schwefelsäure der ersten der beiden Stufen mit Benzol zu Mononitrobenzol umsetzt und das Mononitrobenzol in der ersten der beiden Stufen zum Einsatz bringt.

32. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Nitrierung des Benzols derart steuert, daß ein Gemisch aus etwa 70% Mononitrobenzol und etwa 30% Dinitrobenzol entsteht.

33. Verfahren nach Ansprüchen 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch aus Mononitrobenzol und Dinitrobenzol von dem verdünnten Säuregemisch durch Zentrifugieren oder Dekantieren abtrennt.

34. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur in der ersten der beiden Stufen auf etwa 40-70°C hält.

35. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur in der zweiten der beiden Stufen auf etwa 35-55°C hält.

36. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß man die erste der beiden Stufen zweistufig, und zwar in einem Hauptreaktor und einem Hilfsreaktor durchführt, wobei man die Temperatur im Hauptreaktor auf etwa 40-65°C und im Hilfsreaktor auf etwa 45-70°C hält.

37. Kontinuierliches Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung von Anilin und m-Phenylendiamin aus einem Gemisch aus etwa 60 bis etwa 80% Mononitrobenzol und 20-40% Dinitrobenzol, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch aus Mononitrobenzol und Dinitrobenzol einer Gasphasenhydrierung unterwirft, indem man das Gemisch in der Gasphase in Gegenwart eines Katalysators mit Wasserstoff in Berührung bringt, um ein Gemisch aus etwa 60 bis etwa 80% Anilin und etwa 20 bis etwa 40% m-Phenylendiamin herzustellen und daß man das Anilin und m-Phenylendiamin aus dem Gemisch abtrennt.

38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß man die Hydrierung derart durchführt, daß man das Gemisch aus Mononitrobenzol und Dinitrobenzol in gasförmiger Form in Gegenwart von gasförmigem Wasserstoff durch ein Katalysatorbett leitet.

39. Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß man das Katalysatorbett in zwei in Reihe geschaltete Teile unterteilt, wobei man jedem der beiden Katalysatorbetteile etwa 50% des Mononitrobenzols und Dinitrobenzols zuführt.

40. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß man in dem Hydrierungsprodukt Anilin als Verdünnungsmittel verwendet.

41. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur der Hydrierungsreaktion auf etwa 176°C bis etwa 343,5°C hält.