JP3219960B2 - モノニトロトルエン類の断熱製造方法 - Google Patents
モノニトロトルエン類の断熱製造方法Info
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- JP3219960B2 JP3219960B2 JP04362195A JP4362195A JP3219960B2 JP 3219960 B2 JP3219960 B2 JP 3219960B2 JP 04362195 A JP04362195 A JP 04362195A JP 4362195 A JP4362195 A JP 4362195A JP 3219960 B2 JP3219960 B2 JP 3219960B2
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-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
【０００１】本発明は、反応熱を利用して廃酸が入って
いないモノニトロトルエン類を高い選択率で製造する方
法に関するものである。
いないモノニトロトルエン類を高い選択率で製造する方
法に関するものである。
【０００２】モノニトロトルエン類は、プラスチック
類、染料および助剤の製造を行うに重要な中間体であ
る。
類、染料および助剤の製造を行うに重要な中間体であ
る。
【０００３】モノニトロトルエン類の製造は、産業的に
は、低温（２０から６０℃）でトルエンの等温ニトロ化
を行うことによって行われている。この場合、高度に汚
染された廃酸が多量に生じ、これを処分するか或はさら
なる処理を行う必要があるが、この処理は高価である。
この方法の欠点は、かなりの反応熱を除去する必要があ
るがこのエネルギーは低い温度レベルで生じ、その結果
として、これを利用することができない点である。
は、低温（２０から６０℃）でトルエンの等温ニトロ化
を行うことによって行われている。この場合、高度に汚
染された廃酸が多量に生じ、これを処分するか或はさら
なる処理を行う必要があるが、この処理は高価である。
この方法の欠点は、かなりの反応熱を除去する必要があ
るがこのエネルギーは低い温度レベルで生じ、その結果
として、これを利用することができない点である。
【０００４】さらなる欠点は、その消費された冷えた酸
を濃縮する目的で追加的エネルギーを用いる必要がある
点である。追加的に、このニトロ化を行った後に有機相
と無機相を分離させる必要があることで困難さがもたら
される。トルエンを用いた抽出を行うことによって、そ
の消費された酸から残存有機材料を取り出す必要があ
る。これに関して知られている現象は、その消費された
酸が黒色になることであり（「黒色の消費酸」、米国特
許第４６５０９１２号）、これによって、酸の濃縮を行
う時問題が生じる。
を濃縮する目的で追加的エネルギーを用いる必要がある
点である。追加的に、このニトロ化を行った後に有機相
と無機相を分離させる必要があることで困難さがもたら
される。トルエンを用いた抽出を行うことによって、そ
の消費された酸から残存有機材料を取り出す必要があ
る。これに関して知られている現象は、その消費された
酸が黒色になることであり（「黒色の消費酸」、米国特
許第４６５０９１２号）、これによって、酸の濃縮を行
う時問題が生じる。
【０００５】このような廃酸が生じるのを回避するに
は、反応熱を利用して硫酸の濃縮を行うことを組み入れ
た方法を探求する必要がある。ここで、この硫酸の濃縮
を安価な様式で産業的に行うことを可能にするには、副
生成物の堆積が生じ得ないように酸を循環させそして反
応温度を高くする必要がある。
は、反応熱を利用して硫酸の濃縮を行うことを組み入れ
た方法を探求する必要がある。ここで、この硫酸の濃縮
を安価な様式で産業的に行うことを可能にするには、副
生成物の堆積が生じ得ないように酸を循環させそして反
応温度を高くする必要がある。
【０００６】ベンゼンに関する断熱モノニトロ化は数多
くの特許の中に記述されている（米国特許第２２５６９
９９号、米国特許第４０２１４９８号、米国特許第４０
９１０４２号、米国特許第４９７３７７０号、ヨーロッ
パ特許第４３６４４３号）。上述した等温トルエンニト
ロ化におけるエネルギー上の不利はこの断熱ベンゼンニ
トロ化には当てはまらない、と言うのは、その反応熱は
より高い温度レベルで起こることで（この反応の終点に
おける消費された酸の温度は例えば＞１００℃であ
る）、この熱を酸の濃縮で利用することができるからで
ある。上述した出願の中には、上記操作をトルエンのモ
ノニトロ化に広げることが述べられているが、実施例の
中には全く記述されていない。それとは対照的に、文献
には、比較的高い温度でジニトロトルエン類および酸化
生成物、例えばニトロクレゾール類および安息香酸など
が多量に生じるのを避ける目的で、低い温度（約２０−
６０℃）でモノニトロトルエン類を等温製造することが
開示されている（Ｈｏｕｂｅｎ−Ｗｅｙｌ、Ｘ／１巻、
１５６頁、Ｔｈｉｅｍｅ Ｖｅｒｌａｇ、Ｓｔｕｔｔｇ
ａｒｔ １９７１；Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ、９巻、３
９５頁、Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ
１９５２）。この等温ジニトロ化は既に約６５−８５
℃の温度範囲で実施されていることも更に知られてい
る。従って、上記特許に従うベンゼン以外の芳香族化合
物に関する断熱ニトロ化は純粋に推測的性質を有すると
見なすべきであった。特に、米国特許第４，９７３，７
７０号の実施例の中のベンゼンのニトロ化で引用されて
いる温度である１００℃は、トルエンには適用不可能で
あると考えられる。
くの特許の中に記述されている（米国特許第２２５６９
９９号、米国特許第４０２１４９８号、米国特許第４０
９１０４２号、米国特許第４９７３７７０号、ヨーロッ
パ特許第４３６４４３号）。上述した等温トルエンニト
ロ化におけるエネルギー上の不利はこの断熱ベンゼンニ
トロ化には当てはまらない、と言うのは、その反応熱は
より高い温度レベルで起こることで（この反応の終点に
おける消費された酸の温度は例えば＞１００℃であ
る）、この熱を酸の濃縮で利用することができるからで
ある。上述した出願の中には、上記操作をトルエンのモ
ノニトロ化に広げることが述べられているが、実施例の
中には全く記述されていない。それとは対照的に、文献
には、比較的高い温度でジニトロトルエン類および酸化
生成物、例えばニトロクレゾール類および安息香酸など
が多量に生じるのを避ける目的で、低い温度（約２０−
６０℃）でモノニトロトルエン類を等温製造することが
開示されている（Ｈｏｕｂｅｎ−Ｗｅｙｌ、Ｘ／１巻、
１５６頁、Ｔｈｉｅｍｅ Ｖｅｒｌａｇ、Ｓｔｕｔｔｇ
ａｒｔ １９７１；Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ、９巻、３
９５頁、Ｉｎｔｅｒｓｃｉｅｎｃｅ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ
１９５２）。この等温ジニトロ化は既に約６５−８５
℃の温度範囲で実施されていることも更に知られてい
る。従って、上記特許に従うベンゼン以外の芳香族化合
物に関する断熱ニトロ化は純粋に推測的性質を有すると
見なすべきであった。特に、米国特許第４，９７３，７
７０号の実施例の中のベンゼンのニトロ化で引用されて
いる温度である１００℃は、トルエンには適用不可能で
あると考えられる。
【０００７】更に、米国特許第４，９７３，７７０号に
記述されている方法における注意の焦点は、ベンゼンを
１回噴霧化して微細分布させることに向けられており、
これを手助けとしてその反応過程全体の調節を行う必要
がある。できるだけ微細な分布を維持するには、その噴
霧化した粒子が互いにおよび壁に癒着するのを避ける必
要がある。壁との接触を避ける目的で、ノズルの直径に
比較して大きな直径の反応槽が用いられており、その結
果、理想的な混合撹拌タンクの場合、強力な逆混合が生
じる；即ち、図１と組み合わせた米国特許第４，９７
３，７７０号の例示態様に従うと、ベンゼンは、直径が
０．５ｍｍのスプレーノズルを通して直径が７５ｍｍの
反応槽の中に導入されている。この反応槽全体の長さが
４３０ｍｍの場合、そのノズルから１５０ｍｍ離れた所
でその混合酸が加えられており、ここでのノズルジェッ
トのエネルギーは既にその逆混合で本質的に消費されて
いる。従って、その添加された混合酸とその注入された
ベンゼンとの混合は、より低いエネルギーレベルおよび
より低い激しさで生じる。
記述されている方法における注意の焦点は、ベンゼンを
１回噴霧化して微細分布させることに向けられており、
これを手助けとしてその反応過程全体の調節を行う必要
がある。できるだけ微細な分布を維持するには、その噴
霧化した粒子が互いにおよび壁に癒着するのを避ける必
要がある。壁との接触を避ける目的で、ノズルの直径に
比較して大きな直径の反応槽が用いられており、その結
果、理想的な混合撹拌タンクの場合、強力な逆混合が生
じる；即ち、図１と組み合わせた米国特許第４，９７
３，７７０号の例示態様に従うと、ベンゼンは、直径が
０．５ｍｍのスプレーノズルを通して直径が７５ｍｍの
反応槽の中に導入されている。この反応槽全体の長さが
４３０ｍｍの場合、そのノズルから１５０ｍｍ離れた所
でその混合酸が加えられており、ここでのノズルジェッ
トのエネルギーは既にその逆混合で本質的に消費されて
いる。従って、その添加された混合酸とその注入された
ベンゼンとの混合は、より低いエネルギーレベルおよび
より低い激しさで生じる。
【０００８】ヨーロッパ特許第４３６ ４４３号の請求
もまた、本分野の技術者によく知られている範囲を越え
ており、このヨーロッパ特許第４３６ ４４３に従う
と、この特許の図６から採用すべきであるモル組成を示
すニトロニウムイオン含有混合酸が利用されている。従
って、図６で強調されている点Ｄは、ヨーロッパ特許第
４３６ ４４３号の９頁、１０−１２行と組み合わせる
と、Ｈ2ＳＯ4が７２．０２モル％であり、ＨＮＯ3が
２．９９モル％でありそしてＨ2Ｏが２４．９９モル％
である組成を有する酸を示しており、これはＨ2ＳＯ4が
９１．７１重量％であり、ＨＮＯ3が２．４５重量％で
ありそしてＨ2Ｏが５．８４重量％であることに相当し
ている。このような強酸は、トルエンのニトロ化、特に
モノニトロ化にはあまり適切でない。更に、この方法で
生じる廃酸を循環させることを産業的に正当化するのは
不可能である、と言うのは、その必要とされる濃度であ
る、９０重量％よりもずっと高い濃度を得るのは、あま
りにも複雑であるからである。従って、このような方法
は経済的に適当でなく、そしてこれは、本目的を達成す
ることに関する情報を本分野の技術者に与え得るもので
ない。
もまた、本分野の技術者によく知られている範囲を越え
ており、このヨーロッパ特許第４３６ ４４３に従う
と、この特許の図６から採用すべきであるモル組成を示
すニトロニウムイオン含有混合酸が利用されている。従
って、図６で強調されている点Ｄは、ヨーロッパ特許第
４３６ ４４３号の９頁、１０−１２行と組み合わせる
と、Ｈ2ＳＯ4が７２．０２モル％であり、ＨＮＯ3が
２．９９モル％でありそしてＨ2Ｏが２４．９９モル％
である組成を有する酸を示しており、これはＨ2ＳＯ4が
９１．７１重量％であり、ＨＮＯ3が２．４５重量％で
ありそしてＨ2Ｏが５．８４重量％であることに相当し
ている。このような強酸は、トルエンのニトロ化、特に
モノニトロ化にはあまり適切でない。更に、この方法で
生じる廃酸を循環させることを産業的に正当化するのは
不可能である、と言うのは、その必要とされる濃度であ
る、９０重量％よりもずっと高い濃度を得るのは、あま
りにも複雑であるからである。従って、このような方法
は経済的に適当でなく、そしてこれは、本目的を達成す
ることに関する情報を本分野の技術者に与え得るもので
ない。
【０００９】驚くべく見い出したように、本発明に従う
方法では、以下に記述する段階および条件を用いると、
比較的高い反応温度でトルエンを断熱的に高い選択率で
モノニトロ化することができる。
方法では、以下に記述する段階および条件を用いると、
比較的高い反応温度でトルエンを断熱的に高い選択率で
モノニトロ化することができる。
【００１０】本発明は、本質的にモノニトロトルエン類
と反応水を生じさせながらトルエンとＨＮＯ3／Ｈ2ＳＯ
4／Ｈ2Ｏ混合物とを反応させることによってモノニトロ
トルエン類を連続製造する方法に関するものであり、こ
れは、 ａ）反応参与物（ｐａｒｔｉｃｉｐａｎｔｓ）であるト
ルエン、ＨＮＯ3、Ｈ2ＳＯ4およびＨ2Ｏを、スタティッ
クミキサー素子（ｓｔａｔｉｃ ｍｉｘｅｒ ｅｌｅｍ
ｅｎｔｓ）が備わっている連続管状反応器の中にいずれ
かの順で供給し、ここで、 ａ１）このＨＮＯ3の量は１−８重量％であり、Ｈ2ＳＯ
4の量は５８−７４重量％であり、そしてＨ2Ｏの量は、
１００重量％に対する残りであり、ここで、１００重量
％はＨＮＯ3＋Ｈ2ＳＯ4＋Ｈ2Ｏの総量を表しており、 ａ２）このＨ2Ｏをそのままか、ＨＮＯ 3 の希釈用Ｈ2Ｏ
としてか、Ｈ2ＳＯ4の希釈用Ｈ2Ｏとしてか、或は複数
の上記形態として用い、そして ａ３）ＨＮＯ3に対するトルエンのモル比を０．９−
１．５にし、 ｂ）全反応混合物１リットル当たり３から４０ワット、
好適には３から３０Ｗ／Ｌの混合エネルギーを用いてこ
れらの反応参与物の全体を迅速かつ激しく混合し、全反
応混合物の少なくとも２回の再分散を行ない、 ｃ）断熱条件下でこの反応を実施し、ここでは、この混
合が２０−１１０℃、好適には３０−１００℃、特に好
適には４０−９０℃の範囲で進行しそしてこの反応終点
における温度が１３５℃を越えないような温度で、これ
らの反応参与物を供給し、 ｄ）この反応を実施した後、この反応混合物を有機相と
無機相に分離させ、そして ｅ）水を除去しながら蒸留を行うことによって、その本
質的にＨＮＯ3が入っていない無機相の処理を行う、段
階によって特徴づけられる。
と反応水を生じさせながらトルエンとＨＮＯ3／Ｈ2ＳＯ
4／Ｈ2Ｏ混合物とを反応させることによってモノニトロ
トルエン類を連続製造する方法に関するものであり、こ
れは、 ａ）反応参与物（ｐａｒｔｉｃｉｐａｎｔｓ）であるト
ルエン、ＨＮＯ3、Ｈ2ＳＯ4およびＨ2Ｏを、スタティッ
クミキサー素子（ｓｔａｔｉｃ ｍｉｘｅｒ ｅｌｅｍ
ｅｎｔｓ）が備わっている連続管状反応器の中にいずれ
かの順で供給し、ここで、 ａ１）このＨＮＯ3の量は１−８重量％であり、Ｈ2ＳＯ
4の量は５８−７４重量％であり、そしてＨ2Ｏの量は、
１００重量％に対する残りであり、ここで、１００重量
％はＨＮＯ3＋Ｈ2ＳＯ4＋Ｈ2Ｏの総量を表しており、 ａ２）このＨ2Ｏをそのままか、ＨＮＯ 3 の希釈用Ｈ2Ｏ
としてか、Ｈ2ＳＯ4の希釈用Ｈ2Ｏとしてか、或は複数
の上記形態として用い、そして ａ３）ＨＮＯ3に対するトルエンのモル比を０．９−
１．５にし、 ｂ）全反応混合物１リットル当たり３から４０ワット、
好適には３から３０Ｗ／Ｌの混合エネルギーを用いてこ
れらの反応参与物の全体を迅速かつ激しく混合し、全反
応混合物の少なくとも２回の再分散を行ない、 ｃ）断熱条件下でこの反応を実施し、ここでは、この混
合が２０−１１０℃、好適には３０−１００℃、特に好
適には４０−９０℃の範囲で進行しそしてこの反応終点
における温度が１３５℃を越えないような温度で、これ
らの反応参与物を供給し、 ｄ）この反応を実施した後、この反応混合物を有機相と
無機相に分離させ、そして ｅ）水を除去しながら蒸留を行うことによって、その本
質的にＨＮＯ3が入っていない無機相の処理を行う、段
階によって特徴づけられる。
【００１１】次に関連事項も含めて本発明を更に詳細に
説明する。不連続または連続的、好適には連続的に本発
明に従う方法を実施する。
説明する。不連続または連続的、好適には連続的に本発
明に従う方法を実施する。
【００１２】例えば以下の様式でこの連続操作を実施す
ることができる：これらの反応参与物の全体量を混合素
子の中で迅速混合した後、混合物として反応槽の中に供
給する。連続操作に関する混合時間は一般に３秒未満で
あり、例えば１ミリ秒から２．９９秒、好適には１ミリ
秒から２秒である。必要に応じてこの反応槽を絶縁し、
本質的に逆混合を防止し、そして断熱的に運転する。逆
混合が生じるのを本質的に防止するには、この反応槽を
細分するか、或はこれに複数のチャンバまたはユニット
を備え付け、これらの反応槽部分間の転移部分で、この
反応混合物の再分散を行う。徹底的に反応させた混合物
を流出させた後、分離用容器内で分離を生じさせるが、
この分離は急速に進行する。通常様式、例えば洗浄およ
び蒸留などでその有機相の処理を行うか、或はこれを直
ちに次のニトロ化に供給する。特にトルエンを過剰量で
存在させる場合、一般に、その分離させた無機相には本
質的に硝酸が入っていない。そうでない場合、特に硝酸
を過剰量で存在させる場合、次の反応槽において、反応
性抽出の意味で更にトルエンを加えることにより、残存
している硝酸を消費させることができる。この本質的に
硝酸が入っていない、酸性を示す無機相を、好適には、
その吸収された反応熱を利用した減圧下のフラッシュ蒸
発（ｆｌａｓｈ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）に供給す
る。この場合、この酸から水が除去され、そして好適に
は同時に、この酸は投入濃度および投入温度になる。こ
の時点で、この酸は、段階ａ）でＨ2ＳＯ4として直接用
いるに適切である。このように、その処理した無機相
（Ｈ2ＳＯ4、Ｈ2Ｏ）をこの工程に戻す結果として、Ｈ2
ＳＯ4に関する循環操作がもたらされるが、如何なる汚
染も低レベルに維持する目的でこのＨ2ＳＯ4を少量排出
させるのが好都合であり得る。この無機相の中にまだト
ルエン、ニトロトルエンおよび何らかの有機副生成物が
含まれている場合、フラッシュ蒸発を行う前に無機相の
脱溶媒を行うことでその有機化合物を除去するのが好都
合であり得る。その結果、フラッシュ凝縮物として得ら
れる水は、その時点でより高い純度を示しており、これ
の処分がより簡単になる。例えば脱溶媒または相分離を
行うことにより、明らかに、このフラッシュ凝縮物から
有機化合物を除去することも可能であり、ここでも同様
に、残留フラッシュ凝縮物および高純度の水−酸相が残
存する。さらなるトルエンを用いたＨＮＯ3の後反応、
並びに脱溶媒または他の分離、例えば相分離などで生じ
る有機化合物は、この工程の適切な地点（トルエン、
（ジ）ニトロトルエン）に添加可能であるか、或はこれ
を排出させて処分する（不純物、副生成物）。
ることができる：これらの反応参与物の全体量を混合素
子の中で迅速混合した後、混合物として反応槽の中に供
給する。連続操作に関する混合時間は一般に３秒未満で
あり、例えば１ミリ秒から２．９９秒、好適には１ミリ
秒から２秒である。必要に応じてこの反応槽を絶縁し、
本質的に逆混合を防止し、そして断熱的に運転する。逆
混合が生じるのを本質的に防止するには、この反応槽を
細分するか、或はこれに複数のチャンバまたはユニット
を備え付け、これらの反応槽部分間の転移部分で、この
反応混合物の再分散を行う。徹底的に反応させた混合物
を流出させた後、分離用容器内で分離を生じさせるが、
この分離は急速に進行する。通常様式、例えば洗浄およ
び蒸留などでその有機相の処理を行うか、或はこれを直
ちに次のニトロ化に供給する。特にトルエンを過剰量で
存在させる場合、一般に、その分離させた無機相には本
質的に硝酸が入っていない。そうでない場合、特に硝酸
を過剰量で存在させる場合、次の反応槽において、反応
性抽出の意味で更にトルエンを加えることにより、残存
している硝酸を消費させることができる。この本質的に
硝酸が入っていない、酸性を示す無機相を、好適には、
その吸収された反応熱を利用した減圧下のフラッシュ蒸
発（ｆｌａｓｈ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）に供給す
る。この場合、この酸から水が除去され、そして好適に
は同時に、この酸は投入濃度および投入温度になる。こ
の時点で、この酸は、段階ａ）でＨ2ＳＯ4として直接用
いるに適切である。このように、その処理した無機相
（Ｈ2ＳＯ4、Ｈ2Ｏ）をこの工程に戻す結果として、Ｈ2
ＳＯ4に関する循環操作がもたらされるが、如何なる汚
染も低レベルに維持する目的でこのＨ2ＳＯ4を少量排出
させるのが好都合であり得る。この無機相の中にまだト
ルエン、ニトロトルエンおよび何らかの有機副生成物が
含まれている場合、フラッシュ蒸発を行う前に無機相の
脱溶媒を行うことでその有機化合物を除去するのが好都
合であり得る。その結果、フラッシュ凝縮物として得ら
れる水は、その時点でより高い純度を示しており、これ
の処分がより簡単になる。例えば脱溶媒または相分離を
行うことにより、明らかに、このフラッシュ凝縮物から
有機化合物を除去することも可能であり、ここでも同様
に、残留フラッシュ凝縮物および高純度の水−酸相が残
存する。さらなるトルエンを用いたＨＮＯ3の後反応、
並びに脱溶媒または他の分離、例えば相分離などで生じ
る有機化合物は、この工程の適切な地点（トルエン、
（ジ）ニトロトルエン）に添加可能であるか、或はこれ
を排出させて処分する（不純物、副生成物）。
【００１３】混合素子が備わっている反応槽にこれらの
反応参与物を一緒に供給してもよいが、これらはまた個
別にか或はそれらの２種または３種の混合物として同時
にか或は連続的に供給可能である。例えば、トルエンと
硝酸または必要に応じて水とを個別の流れとしてその再
利用する濃硫酸に同時または連続的に加えるような様式
で、これらの原料を混合することができ、この場合、水
および／または硫酸と水でこの硝酸を希釈することがで
きる。また、トルエンを水および硫酸と予め混合するこ
とも可能であり、その得られるエマルジョンを更に硝酸
と激しく混合するが、この硝酸も硫酸および／または水
と混合されていてもよい。更にまた、硫酸と硝酸と水と
の混合酸とトルエンとを激しく混合した後、本発明に従
うさらなる処理を受けさせることも可能である。反応参
与物の供給、それらの激しい混合およびさらなる処理に
関する更に別の変法は、本分野の技術者に容易に理解さ
れるであろう。この目的で、本技術分野で知られている
混合素子、例えば１．スタティックミキサー、２．ポン
プ、３．ノズル、４．撹拌機またはそれらの組み合わせ
が適切である。
反応参与物を一緒に供給してもよいが、これらはまた個
別にか或はそれらの２種または３種の混合物として同時
にか或は連続的に供給可能である。例えば、トルエンと
硝酸または必要に応じて水とを個別の流れとしてその再
利用する濃硫酸に同時または連続的に加えるような様式
で、これらの原料を混合することができ、この場合、水
および／または硫酸と水でこの硝酸を希釈することがで
きる。また、トルエンを水および硫酸と予め混合するこ
とも可能であり、その得られるエマルジョンを更に硝酸
と激しく混合するが、この硝酸も硫酸および／または水
と混合されていてもよい。更にまた、硫酸と硝酸と水と
の混合酸とトルエンとを激しく混合した後、本発明に従
うさらなる処理を受けさせることも可能である。反応参
与物の供給、それらの激しい混合およびさらなる処理に
関する更に別の変法は、本分野の技術者に容易に理解さ
れるであろう。この目的で、本技術分野で知られている
混合素子、例えば１．スタティックミキサー、２．ポン
プ、３．ノズル、４．撹拌機またはそれらの組み合わせ
が適切である。
【００１４】この反応を成功させることに関しては、こ
の反応混合物全体を混合した後これが本発明に従う組成
を有しておりそして本発明に従う激しさで混合が生じ、
そしてこの反応を連続的に実施する場合、本質的に逆混
合が生じない限り、反応参与物である硝酸とトルエンと
共に硫酸および水をどの順および組み合わせで一緒に混
合するかはあまり重要でない。
の反応混合物全体を混合した後これが本発明に従う組成
を有しておりそして本発明に従う激しさで混合が生じ、
そしてこの反応を連続的に実施する場合、本質的に逆混
合が生じない限り、反応参与物である硝酸とトルエンと
共に硫酸および水をどの順および組み合わせで一緒に混
合するかはあまり重要でない。
【００１５】この混合の激しさは、不連続操作の場合、
エネルギー入力が高いこと以外に、この反応参与物の添
加を行う時間がトルエンと硝酸とを反応させる過程に必
要とされる時間の０．００１から１５％、好適には０．
００１から３％であるような短い時間であることによっ
て特徴づけられ得る。従ってまた、本発明に従う方法を
撹拌タンク内でバッチ式に実施することも可能である。
エネルギー入力が高いこと以外に、この反応参与物の添
加を行う時間がトルエンと硝酸とを反応させる過程に必
要とされる時間の０．００１から１５％、好適には０．
００１から３％であるような短い時間であることによっ
て特徴づけられ得る。従ってまた、本発明に従う方法を
撹拌タンク内でバッチ式に実施することも可能である。
【００１６】これらの反応参与物の供給を行って激しく
混合した後、連続操作では、再分散を少なくとも２回行
う。この目的で、この反応槽の中に、好適には部分に分
けて、また必要に応じて、球状の固定内部構造物、例え
ば穴開き金属シート、溝付き金属シート、衝撃邪魔板、
羽根または撹拌機などの形態をしたスタティックミキサ
ー素子、或はこの目的で本分野の技術者に知られている
同様な内部構造物または素子を存在させる。
混合した後、連続操作では、再分散を少なくとも２回行
う。この目的で、この反応槽の中に、好適には部分に分
けて、また必要に応じて、球状の固定内部構造物、例え
ば穴開き金属シート、溝付き金属シート、衝撃邪魔板、
羽根または撹拌機などの形態をしたスタティックミキサ
ー素子、或はこの目的で本分野の技術者に知られている
同様な内部構造物または素子を存在させる。
【００１７】例として挙げることができる、本発明に従
う方法に適した連続運転反応槽は、下記の如くである：
羽根、偏向邪魔板、スタティックミキサーまたは撹拌機
などの如き再分散用の内部構造物が備わっている管状反
応槽；カスケード配列の強力撹拌タンク；上に示した如
き内部構造物が備わっているループ反応槽；上記装置の
複数の組み合わせ；同様な作用を示す他の反応槽、例え
ば各チャンバ内に撹拌機が備わっているチャンバ反応槽
など。内部構造物が備わっている管状反応槽を好適に用
いる。これらの内部構造物は、好適には、必要ならば球
状の、穴開き金属シートである。全ての内部構造物は、
この装置全体を細分することを意味しており、これらは
同様に、再分散の目的で働くと共に逆混合を本質的に防
止する目的で働く。
う方法に適した連続運転反応槽は、下記の如くである：
羽根、偏向邪魔板、スタティックミキサーまたは撹拌機
などの如き再分散用の内部構造物が備わっている管状反
応槽；カスケード配列の強力撹拌タンク；上に示した如
き内部構造物が備わっているループ反応槽；上記装置の
複数の組み合わせ；同様な作用を示す他の反応槽、例え
ば各チャンバ内に撹拌機が備わっているチャンバ反応槽
など。内部構造物が備わっている管状反応槽を好適に用
いる。これらの内部構造物は、好適には、必要ならば球
状の、穴開き金属シートである。全ての内部構造物は、
この装置全体を細分することを意味しており、これらは
同様に、再分散の目的で働くと共に逆混合を本質的に防
止する目的で働く。
【００１８】この激しい混合を行った後か、各分散を行
った後か、或はこの反応槽の特定部分の長さに渡ってこ
の混合物を流した後、その分散液滴が癒着することが観
察されるが、再分散を行うことによってそれを逆転させ
ることができる。この再分散操作の数は、本発明に従
い、２から５０回、好適には３から３０回、特に好適に
は４から２０回である。この場合に起こり得る圧力降下
に打ち勝つ目的で、これらの反応参与物が入っている反
応システムに、全反応混合物１リットル当たり３から４
０ワット、好適には３から３０Ｗ／Ｌで混合エネルギー
を加える。
った後か、或はこの反応槽の特定部分の長さに渡ってこ
の混合物を流した後、その分散液滴が癒着することが観
察されるが、再分散を行うことによってそれを逆転させ
ることができる。この再分散操作の数は、本発明に従
い、２から５０回、好適には３から３０回、特に好適に
は４から２０回である。この場合に起こり得る圧力降下
に打ち勝つ目的で、これらの反応参与物が入っている反
応システムに、全反応混合物１リットル当たり３から４
０ワット、好適には３から３０Ｗ／Ｌで混合エネルギー
を加える。
【００１９】２０から１１０℃、好適には３０から１０
０℃、特に好適には４０から９０℃の範囲でこれらの反
応参与物の混合を行う。断熱反応条件を維持する。この
最終温度は、その混合温度の高さ、反応参与物量の比率
および変換率に依存しているが、これは一般に１３５℃
を越えず、通常１２５℃以下である。
０℃、特に好適には４０から９０℃の範囲でこれらの反
応参与物の混合を行う。断熱反応条件を維持する。この
最終温度は、その混合温度の高さ、反応参与物量の比率
および変換率に依存しているが、これは一般に１３５℃
を越えず、通常１２５℃以下である。
【００２０】この混合時における反応混合物内の添加硝
酸含有量は、硝酸と硫酸と水の総量を基準にして、１か
ら８重量％、好適には１から６重量％、特に好適には
１．５から４重量％である。硝酸は、高濃度形態または
共沸形態で使用可能であるが、好適には、安価に入手可
能な約６０−６５重量％の「弱酸」形態で使用可能であ
る。
酸含有量は、硝酸と硫酸と水の総量を基準にして、１か
ら８重量％、好適には１から６重量％、特に好適には
１．５から４重量％である。硝酸は、高濃度形態または
共沸形態で使用可能であるが、好適には、安価に入手可
能な約６０−６５重量％の「弱酸」形態で使用可能であ
る。
【００２１】この混合時における反応混合物内の硫酸含
有量は、硝酸と硫酸と水の総量を基準にして、５８−７
４重量％、好適には６０−７２重量％、特に好適には６
１−６９重量％である。これらの数値には、Ｈ2ＳＯ4循
環操作を行っている間に入ってくる可能性のある工程に
特異的な如何なる不純物も含まれていない。
有量は、硝酸と硫酸と水の総量を基準にして、５８−７
４重量％、好適には６０−７２重量％、特に好適には６
１−６９重量％である。これらの数値には、Ｈ2ＳＯ4循
環操作を行っている間に入ってくる可能性のある工程に
特異的な如何なる不純物も含まれていない。
【００２２】１００重量％に対する残りはＨ2Ｏであ
る。これは、そのままか、Ｈ2ＳＯ4の希釈用Ｈ2Ｏとし
てか、ＨＮＯ3の希釈用Ｈ2Ｏとしてか、或は複数の上記
形態で使用可能である。好適には、Ｈ2ＳＯ4およびＨＮ
Ｏ3両方の希釈用Ｈ2ＯとしてＨ2Ｏを存在させる。
る。これは、そのままか、Ｈ2ＳＯ4の希釈用Ｈ2Ｏとし
てか、ＨＮＯ3の希釈用Ｈ2Ｏとしてか、或は複数の上記
形態で使用可能である。好適には、Ｈ2ＳＯ4およびＨＮ
Ｏ3両方の希釈用Ｈ2ＯとしてＨ2Ｏを存在させる。
【００２３】このニトロ化用酸の中の硝酸含有量を変化
させることに伴うニトロ化の激しさは、水に対する硫酸
の比率に依存していることから、これは、その流出して
来る、本質的に硝酸が入っていない消費された酸の硫酸
濃度を基準にして決定され、そして必要ならばそれを基
準にしてこれの調整を行う。この消費された酸のＨ2Ｓ
Ｏ4濃度は、本発明に従い、６２から７４重量％、好適
には６４から７２重量％、特に好適には６６から７０重
量％でなくてはならない。再使用する場合、この流出し
て来る硫酸を０．６−７パーセントポイント、多くの場
合１．５−３パーセントポイント濃縮し、ここで、水
（反応水、恐らくは希釈水）を蒸留で取り出す。この目
的で、断熱反応条件であることでその流出して来るＨ2
ＳＯ4から吸収された反応熱を好適に利用し、そして１
から１００ミリバール、好適には５−８０ミリバール、
特に好適には１０−７５ミリバールの範囲の減圧を用い
る。これは、例えばフラッシュ蒸発の形態で実施可能で
ある。この場合に作り出されるＨ2ＳＯ4は段階ａ）で用
いるに適切である。蒸留による水の取り出しは、好適に
は、その濃縮したＨ2ＳＯ4の温度および濃度がその段階
ａ）で要求されている値に直接相当するような様式で実
施する。このように反応熱を利用していることから、本
発明に従う方法は、ニトロトルエン類の製造で知られて
いる方法よりも経済的である。
させることに伴うニトロ化の激しさは、水に対する硫酸
の比率に依存していることから、これは、その流出して
来る、本質的に硝酸が入っていない消費された酸の硫酸
濃度を基準にして決定され、そして必要ならばそれを基
準にしてこれの調整を行う。この消費された酸のＨ2Ｓ
Ｏ4濃度は、本発明に従い、６２から７４重量％、好適
には６４から７２重量％、特に好適には６６から７０重
量％でなくてはならない。再使用する場合、この流出し
て来る硫酸を０．６−７パーセントポイント、多くの場
合１．５−３パーセントポイント濃縮し、ここで、水
（反応水、恐らくは希釈水）を蒸留で取り出す。この目
的で、断熱反応条件であることでその流出して来るＨ2
ＳＯ4から吸収された反応熱を好適に利用し、そして１
から１００ミリバール、好適には５−８０ミリバール、
特に好適には１０−７５ミリバールの範囲の減圧を用い
る。これは、例えばフラッシュ蒸発の形態で実施可能で
ある。この場合に作り出されるＨ2ＳＯ4は段階ａ）で用
いるに適切である。蒸留による水の取り出しは、好適に
は、その濃縮したＨ2ＳＯ4の温度および濃度がその段階
ａ）で要求されている値に直接相当するような様式で実
施する。このように反応熱を利用していることから、本
発明に従う方法は、ニトロトルエン類の製造で知られて
いる方法よりも経済的である。
【００２４】組成を変化させた混合酸、流出して来るＨ
2ＳＯ4の濃度、フラッシュ蒸発の温度条件および圧力、
並びにＨ2ＳＯ4の濃縮度に関する可能な態様を、例とし
て以下の如く要約することができる（ケースａ、ｂおよ
びｃ）。
2ＳＯ4の濃度、フラッシュ蒸発の温度条件および圧力、
並びにＨ2ＳＯ4の濃縮度に関する可能な態様を、例とし
て以下の如く要約することができる（ケースａ、ｂおよ
びｃ）。
【００２５】
【表１】
【００２６】ＨＮＯ3に対するトルエンのモル比は一般
に０．９−１．５である。望ましくないジニトロトルエ
ン類が生じるのを最小限にするには、硝酸に対するトル
エンのモル比を好適には１．０から１．５、特に好適に
は１．０３から１．３、非常に特に好適には１．０５か
ら１．２にする。しかしながら、本発明に従って入手可
能なニトロトルエン類をジニトロ化に供給すべき場合、
他のモル範囲、例えば硝酸１モル当たり０．９−１．２
モル、好適には０．９−１．０５モル、特に好適には
０．９５−１モルの量のトルエンも許容され得る。
に０．９−１．５である。望ましくないジニトロトルエ
ン類が生じるのを最小限にするには、硝酸に対するトル
エンのモル比を好適には１．０から１．５、特に好適に
は１．０３から１．３、非常に特に好適には１．０５か
ら１．２にする。しかしながら、本発明に従って入手可
能なニトロトルエン類をジニトロ化に供給すべき場合、
他のモル範囲、例えば硝酸１モル当たり０．９−１．２
モル、好適には０．９−１．０５モル、特に好適には
０．９５−１モルの量のトルエンも許容され得る。
【００２７】本発明に従う方法の反応は式： Ｃ6Ｈ5−ＣＨ3 ＋ ＨＮＯ3 → Ｏ2Ｎ−Ｃ6Ｈ4−Ｃ
Ｈ3 ＋ Ｈ2Ｏ に従って進行する。従って、トルエンとＨＮＯ3をこの
過程に導入すると、モノニトロトルエンとＨ2Ｏが取り
出される一方、その記述したＨ2ＳＯ4／Ｈ2Ｏ混合物は
反応媒体に相当する。この方法を産業的に実施する場
合、それぞれ入手可能な硝酸の価格に応じて希硝酸を有
利に用いることから、この反応水に加えてまた、そのＨ
ＮＯ3の希釈用Ｈ2Ｏも取り出す必要がある。
Ｈ3 ＋ Ｈ2Ｏ に従って進行する。従って、トルエンとＨＮＯ3をこの
過程に導入すると、モノニトロトルエンとＨ2Ｏが取り
出される一方、その記述したＨ2ＳＯ4／Ｈ2Ｏ混合物は
反応媒体に相当する。この方法を産業的に実施する場
合、それぞれ入手可能な硝酸の価格に応じて希硝酸を有
利に用いることから、この反応水に加えてまた、そのＨ
ＮＯ3の希釈用Ｈ2Ｏも取り出す必要がある。
【００２８】この反応混合物の分離で生じる有機相を処
理することにより、純粋なモノニトロトルエンを入手す
るか、或はこれをジニトロトルエン製造に供給してもよ
い。前者の場合、上に記述したように、少なくともモル
当量か或は若干モル過剰量でトルエンを用いることで、
ＨＮＯ3の消費を生じさせるばかりでなくまた二次的ニ
トロ化が生じるのを抑制し、そして如何なる過剰量のト
ルエンも、その分離させた有機相から蒸留除去する。こ
れを行う前にその有機相の洗浄を行うことで、水に溶解
性を示すか、酸に溶解性を示すか、或はアルカリに溶解
性を示す不純物、例えば無機および有機酸およびフェノ
ール系不純物を分離除去してもよい。しかしながら、本
発明に従う方法では、酸化生成物の生成（フェノール
類、ＣＨ3基の酸化）は強力に抑制される。同様に、ジ
ニトロトルエン類の生成も高度に抑制される。しかしな
がら、如何なる場合でも二次的ニトロ化を意図している
場合、このようなジニトロトルエン類は障害にならず、
従ってこのような場合、トルエンを不足量で用いてこの
操作を実施することも可能である。
理することにより、純粋なモノニトロトルエンを入手す
るか、或はこれをジニトロトルエン製造に供給してもよ
い。前者の場合、上に記述したように、少なくともモル
当量か或は若干モル過剰量でトルエンを用いることで、
ＨＮＯ3の消費を生じさせるばかりでなくまた二次的ニ
トロ化が生じるのを抑制し、そして如何なる過剰量のト
ルエンも、その分離させた有機相から蒸留除去する。こ
れを行う前にその有機相の洗浄を行うことで、水に溶解
性を示すか、酸に溶解性を示すか、或はアルカリに溶解
性を示す不純物、例えば無機および有機酸およびフェノ
ール系不純物を分離除去してもよい。しかしながら、本
発明に従う方法では、酸化生成物の生成（フェノール
類、ＣＨ3基の酸化）は強力に抑制される。同様に、ジ
ニトロトルエン類の生成も高度に抑制される。しかしな
がら、如何なる場合でも二次的ニトロ化を意図している
場合、このようなジニトロトルエン類は障害にならず、
従ってこのような場合、トルエンを不足量で用いてこの
操作を実施することも可能である。
【００２９】実験室では、逆混合を生じさせない産業用
の連続運転反応槽のためのモデルとして、そして不連続
操作を代表させる目的で、激しく撹拌されている熱絶縁
撹拌フラスコ、例えば邪魔板が備わっているいわゆるス
ルホン化用ビーカーを用いたバッチ式生成を利用するこ
とができる。この場合、トルエン、硫酸および水を例え
ば８５℃で導入した後、本発明に従う供給温度にまで加
熱した硝酸（これは水および／または硫酸で希釈されて
いてもよい）を約１から２秒間かけて加える。この記述
した調合変法の代替として、例えば、その硝酸、硫酸お
よび水の全量を本発明に従う供給温度で導入した後、本
発明に従う供給温度にまで加熱したトルエンを約１から
２秒間かけて加えてもよい。この添加を行った後、両方
の場合とも激しく撹拌しながらこの反応を断熱的に進行
させる。さらなる調合変法は本分野の技術者に容易に理
解され得るであろう。この反応の終点に相当する最終温
度は、撹拌機によるエネルギー入力およびＨ2ＳＯ4の濃
度に応じて、長くとも３００秒以内に達成される。この
場合、その時間過程におけるその反応容器の内容物は、
プラグ流れで管状反応槽を通って軸方向に動く時の部分
体積に相当している。このバッチ生成でちょうどよい時
に成功裏に生じるものは、例えば管状反応槽内の位置に
関して成功裏に進行する。
の連続運転反応槽のためのモデルとして、そして不連続
操作を代表させる目的で、激しく撹拌されている熱絶縁
撹拌フラスコ、例えば邪魔板が備わっているいわゆるス
ルホン化用ビーカーを用いたバッチ式生成を利用するこ
とができる。この場合、トルエン、硫酸および水を例え
ば８５℃で導入した後、本発明に従う供給温度にまで加
熱した硝酸（これは水および／または硫酸で希釈されて
いてもよい）を約１から２秒間かけて加える。この記述
した調合変法の代替として、例えば、その硝酸、硫酸お
よび水の全量を本発明に従う供給温度で導入した後、本
発明に従う供給温度にまで加熱したトルエンを約１から
２秒間かけて加えてもよい。この添加を行った後、両方
の場合とも激しく撹拌しながらこの反応を断熱的に進行
させる。さらなる調合変法は本分野の技術者に容易に理
解され得るであろう。この反応の終点に相当する最終温
度は、撹拌機によるエネルギー入力およびＨ2ＳＯ4の濃
度に応じて、長くとも３００秒以内に達成される。この
場合、その時間過程におけるその反応容器の内容物は、
プラグ流れで管状反応槽を通って軸方向に動く時の部分
体積に相当している。このバッチ生成でちょうどよい時
に成功裏に生じるものは、例えば管状反応槽内の位置に
関して成功裏に進行する。
【００３０】この本発明に従う方法の実験室態様では、
処理を行った後、例えば以下の異性体分布を示すモノニ
トロトルエン類が分析変動の範囲内で得られる： ２−ニトロトルエン：約５８−６０％ ３−ニトロトルエン：約４−６％ ４−ニトロトルエン：約３５−３７％。
処理を行った後、例えば以下の異性体分布を示すモノニ
トロトルエン類が分析変動の範囲内で得られる： ２−ニトロトルエン：約５８−６０％ ３−ニトロトルエン：約４−６％ ４−ニトロトルエン：約３５−３７％。
【００３１】このモノニトロトルエン類の収率は、使用
した硝酸を基準にして、この場合理論収率の＞９５％で
あり、しばしば＞９７％であり、連続操作では＞９８％
の値に到達する。
した硝酸を基準にして、この場合理論収率の＞９５％で
あり、しばしば＞９７％であり、連続操作では＞９８％
の値に到達する。
【００３２】３−ニトロトルエンの含有量が比較的低い
反応混合物が望まれている場合、好適には、より低い温
度範囲である約２０から８０℃でこれらの反応参与物の
混合を行い、そして必要ならば、ＨＮＯ3を追加的に用
い、これを比較的低い濃度である１から２．５重量％で
加える。この場合も同様に、本質的にＨＮＯ3が入って
いない廃酸がより低い温度で生じ、その結果として、よ
り低い圧力、例えば１−７０ミリバールでフラッシュ濃
縮を実施する。
反応混合物が望まれている場合、好適には、より低い温
度範囲である約２０から８０℃でこれらの反応参与物の
混合を行い、そして必要ならば、ＨＮＯ3を追加的に用
い、これを比較的低い濃度である１から２．５重量％で
加える。この場合も同様に、本質的にＨＮＯ3が入って
いない廃酸がより低い温度で生じ、その結果として、よ
り低い圧力、例えば１−７０ミリバールでフラッシュ濃
縮を実施する。
【００３３】最終的な反応温度が達成された後、撹拌機
を停止させる。約２０秒間で相分離が生じる。産業用の
連続反応槽の寸法は、好適には、この反応槽内でその反
応混合物が該最終反応温度に到達するような寸法であ
る。
を停止させる。約２０秒間で相分離が生じる。産業用の
連続反応槽の寸法は、好適には、この反応槽内でその反
応混合物が該最終反応温度に到達するような寸法であ
る。
【００３４】この反応を行った後、個々の最終反応温度
レベルで分離させた酸性相は明るい黄色から明るい褐色
であり、そして上に記述した様式でこれの濃縮を行う
が、ここでは、上に記述した反応性抽出を挿入すること
ができる。このように導いた循環用Ｈ2ＳＯ4に含まれて
いる硝酸は、この時点で２５ｐｐｍ未満であり、亜硝酸
は２５ｐｐｍ未満であり、例えば各々５から２０ｐｐｍ
であり、そして含まれている有機炭素含有不純物は少量
である。
レベルで分離させた酸性相は明るい黄色から明るい褐色
であり、そして上に記述した様式でこれの濃縮を行う
が、ここでは、上に記述した反応性抽出を挿入すること
ができる。このように導いた循環用Ｈ2ＳＯ4に含まれて
いる硝酸は、この時点で２５ｐｐｍ未満であり、亜硝酸
は２５ｐｐｍ未満であり、例えば各々５から２０ｐｐｍ
であり、そして含まれている有機炭素含有不純物は少量
である。
【００３５】この反応操作が本発明に従う操作から逸脱
している場合、例えば実験室規模でこの操作を行う時に
トルエン、硫酸および水を本発明に従う供給温度で熱絶
縁撹拌フラスコ（スルホン化用ビーカー）の中に導入し
そして水および硫酸で希釈した硝酸をゆっくり、例えば
３０分かけて加えるような様式でこの操作を行うと、こ
の場合、全反応参与物の全体量を激しく迅速に完全混合
すること、従って本質的に完全な混合を行うことから逸
脱していることで、本発明にとっては望ましくない逆混
合が生じ、黒色の反応混合物が得られる（実施例３）。
このタール状の有機相にはまだ、それの揮発性部分とし
て未反応のトルエンが約４０から５０％含まれている。
反応用熱量計内で実施した相当する実験において、上記
反応状態は本発明に従う操作に比較して約２倍の反応エ
ンタルピーを伴って進行すると共に激しいガス発生を伴
うことが示されたことから、この方向でのさらなる調査
および解明は行わないことにした。
している場合、例えば実験室規模でこの操作を行う時に
トルエン、硫酸および水を本発明に従う供給温度で熱絶
縁撹拌フラスコ（スルホン化用ビーカー）の中に導入し
そして水および硫酸で希釈した硝酸をゆっくり、例えば
３０分かけて加えるような様式でこの操作を行うと、こ
の場合、全反応参与物の全体量を激しく迅速に完全混合
すること、従って本質的に完全な混合を行うことから逸
脱していることで、本発明にとっては望ましくない逆混
合が生じ、黒色の反応混合物が得られる（実施例３）。
このタール状の有機相にはまだ、それの揮発性部分とし
て未反応のトルエンが約４０から５０％含まれている。
反応用熱量計内で実施した相当する実験において、上記
反応状態は本発明に従う操作に比較して約２倍の反応エ
ンタルピーを伴って進行すると共に激しいガス発生を伴
うことが示されたことから、この方向でのさらなる調査
および解明は行わないことにした。
【００３６】
【実施例】実施例１ 軸上に取り付けた２個のタービン撹拌機（直径３９．９
ｍｍ）と邪魔板が備わっているスルホン化用熱絶縁ビー
カー（直径１００ｍｍ）の中に、６５３．８ｇの硫酸と
２９７．９ｇの水を８５℃で入れた後、この混合物を１
８００ｒｐｍで撹拌した。その結果として導入される比
撹拌力は２２Ｗ／Ｌであった。次に、１から２秒間かけ
てトルエンを５０．７ｇ（０．５５モル）加えた後直ち
に、３１．５ｇ（０．５モル）の硝酸と３４．４ｇの硫
酸と３２．６ｇの水とから成る混合物を８５℃に加熱し
てこれを同様に１から２秒間かけて加え、そして冷却を
行わないでこの混合物を反応させた。１０５秒後、最終
温度である１１０．５℃に到達した後、その撹拌機を停
止させた。１５秒後に相分離が完結した。以下の組成物
を示す有機相を７１．７ｇ単離した（較正ＧＣ）： トルエン：６．００％ ２−ニトロトルエン：５４．２０％（相対５８．３％） ３−ニトロトルエン： ５．６０％（相対６．０２％） ４−ニトロトルエン：３３．２０％（相対３５．７％） ２，４−ジニトロトルエン：０.１４％ ２，６−ジニトロトルエン：０.０５％ ジニトロ−ｐ−クレゾール：０.６０％ ジニトロ−ｏ−クレゾール：０.１７％未知物：残り。
ｍｍ）と邪魔板が備わっているスルホン化用熱絶縁ビー
カー（直径１００ｍｍ）の中に、６５３．８ｇの硫酸と
２９７．９ｇの水を８５℃で入れた後、この混合物を１
８００ｒｐｍで撹拌した。その結果として導入される比
撹拌力は２２Ｗ／Ｌであった。次に、１から２秒間かけ
てトルエンを５０．７ｇ（０．５５モル）加えた後直ち
に、３１．５ｇ（０．５モル）の硝酸と３４．４ｇの硫
酸と３２．６ｇの水とから成る混合物を８５℃に加熱し
てこれを同様に１から２秒間かけて加え、そして冷却を
行わないでこの混合物を反応させた。１０５秒後、最終
温度である１１０．５℃に到達した後、その撹拌機を停
止させた。１５秒後に相分離が完結した。以下の組成物
を示す有機相を７１．７ｇ単離した（較正ＧＣ）： トルエン：６．００％ ２−ニトロトルエン：５４．２０％（相対５８．３％） ３−ニトロトルエン： ５．６０％（相対６．０２％） ４−ニトロトルエン：３３．２０％（相対３５．７％） ２，４−ジニトロトルエン：０.１４％ ２，６−ジニトロトルエン：０.０５％ ジニトロ−ｐ−クレゾール：０.６０％ ジニトロ−ｏ−クレゾール：０.１７％未知物：残り。
【００３７】これは、モノニトロトルエン類の収率が理
論収率の９７．２％であることに相当している。抽出ま
たは蒸留を用いることにより、上記無機相内に含まれて
いる部分を２％に及んで入手することができる。
論収率の９７．２％であることに相当している。抽出ま
たは蒸留を用いることにより、上記無機相内に含まれて
いる部分を２％に及んで入手することができる。
【００３８】実施例２ 実施例１と同様に、スルホン化用熱絶縁ビーカーの中
に、６８８．５ｇの硫酸、３３０．２ｇの水および３
１．５ｇ（０．５モル）の硝酸を８５℃で入れた後、こ
の混合物を１２００ｒｐｍで撹拌した。その結果として
導入される比撹拌力は８．７Ｗ／Ｌであった。８５℃に
加熱したトルエンの５５．３ｇ（０．６モル）を１から
２秒間かけて加えた後、冷却を行わないでこの混合物を
反応させた。１１０秒後、最終温度である１１０．５℃
に到達した後、その撹拌機を停止させた。２０秒後に相
分離が完結した。以下の組成を示す有機相を７３．８ｇ
単離した（較正ＧＣ）： トルエン：１０．５０％ ２−ニトロトルエン：５１．４０％（相対５８．１％） ３−ニトロトルエン： ５．４０％（相対６．１０％） ４−ニトロトルエン：３１．７０％（相対３５．８％） ２，４−ジニトロトルエン：０.１３％ ２，６−ジニトロトルエン：０.０５％ ジニトロ−ｐ−クレゾール：０.５１％ ジニトロ−ｏ−クレゾール：０.１８％未知物：残り。
に、６８８．５ｇの硫酸、３３０．２ｇの水および３
１．５ｇ（０．５モル）の硝酸を８５℃で入れた後、こ
の混合物を１２００ｒｐｍで撹拌した。その結果として
導入される比撹拌力は８．７Ｗ／Ｌであった。８５℃に
加熱したトルエンの５５．３ｇ（０．６モル）を１から
２秒間かけて加えた後、冷却を行わないでこの混合物を
反応させた。１１０秒後、最終温度である１１０．５℃
に到達した後、その撹拌機を停止させた。２０秒後に相
分離が完結した。以下の組成を示す有機相を７３．８ｇ
単離した（較正ＧＣ）： トルエン：１０．５０％ ２−ニトロトルエン：５１．４０％（相対５８．１％） ３−ニトロトルエン： ５．４０％（相対６．１０％） ４−ニトロトルエン：３１．７０％（相対３５．８％） ２，４−ジニトロトルエン：０.１３％ ２，６−ジニトロトルエン：０.０５％ ジニトロ−ｐ−クレゾール：０.５１％ ジニトロ−ｏ−クレゾール：０.１８％未知物：残り。
【００３９】これは、この有機相におけるモノニトロト
ルエン類の収率が理論収率の９５．２％であることに相
当している。
ルエン類の収率が理論収率の９５．２％であることに相
当している。
【００４０】実施例３（比較） 実施例１と同様に、スルホン化用熱絶縁ビーカーの中
に、６５３．８ｇの硫酸、２９７．９ｇの水および５
０．７ｇ（０．５５モル）のトルエンを８５℃で入れた
後、この混合物を１８００ｒｐｍで撹拌した（比撹拌力
は２２Ｗ／Ｌ）。３１．５ｇ（０．５モル）の硝酸と３
４．４ｇの硫酸と３２．６ｇの水とから成る混合物を８
５℃に加熱し、これを３０分かけて加え、そして冷却を
行わないでこの混合物を反応させた。この場合、温度が
１００．５℃に上昇し（反応時間が長いことで熱が失わ
れた）、そしてこの反応混合物全体は、発泡しながら黒
色に変化した。相分離を行った後（１６時間以上）、黒
色の有機相を５３．０ｇ単離し、これの揮発性部分は下
記の組成を有していた： トルエン：４１.９％ ２−ニトロトルエン：３１.１％ ３−ニトロトルエン： ３.１％ ４−ニトロトルエン：１８.６％ 未知物：残り。
に、６５３．８ｇの硫酸、２９７．９ｇの水および５
０．７ｇ（０．５５モル）のトルエンを８５℃で入れた
後、この混合物を１８００ｒｐｍで撹拌した（比撹拌力
は２２Ｗ／Ｌ）。３１．５ｇ（０．５モル）の硝酸と３
４．４ｇの硫酸と３２．６ｇの水とから成る混合物を８
５℃に加熱し、これを３０分かけて加え、そして冷却を
行わないでこの混合物を反応させた。この場合、温度が
１００．５℃に上昇し（反応時間が長いことで熱が失わ
れた）、そしてこの反応混合物全体は、発泡しながら黒
色に変化した。相分離を行った後（１６時間以上）、黒
色の有機相を５３．０ｇ単離し、これの揮発性部分は下
記の組成を有していた： トルエン：４１.９％ ２−ニトロトルエン：３１.１％ ３−ニトロトルエン： ３.１％ ４−ニトロトルエン：１８.６％ 未知物：残り。
【００４１】実施例４（比較） 実施例１と同様に、スルホン化用熱絶縁ビーカーの中
に、１１３３．６ｇの硫酸および５５．９ｇの水を８５
℃で入れた後、この混合物を１８００ｒｐｍで撹拌した
（比撹拌力は２２Ｗ／Ｌ）。次に、５０．７ｇ（０．５
５モル）のトルエンを約１から２秒かけて加えた後直ち
に、３１．５ｇ（０．５モル）の硝酸と４７．７ｇの硫
酸と１９．３ｇの水とから成る混合物を８５℃に加熱し
てこれを同様に１から２秒間かけて加え、そして冷却を
行わないでこの混合物を反応させた。２０秒後、最終温
度である１２０℃に到達した後、その撹拌機を停止させ
た。この均一な褐色溶液を約１ｋｇの氷の上に排出さ
せ、そしてこれを行っている間に分離して来る固体を吸
引濾別した。その湿っている固体（４８．４ｇ）は、Ｈ
ＰＬＣに従い、４−ニトロトルエン−２−スルホン酸を
３２．１重量％含んでいた（残り：水および硫酸）。
に、１１３３．６ｇの硫酸および５５．９ｇの水を８５
℃で入れた後、この混合物を１８００ｒｐｍで撹拌した
（比撹拌力は２２Ｗ／Ｌ）。次に、５０．７ｇ（０．５
５モル）のトルエンを約１から２秒かけて加えた後直ち
に、３１．５ｇ（０．５モル）の硝酸と４７．７ｇの硫
酸と１９．３ｇの水とから成る混合物を８５℃に加熱し
てこれを同様に１から２秒間かけて加え、そして冷却を
行わないでこの混合物を反応させた。２０秒後、最終温
度である１２０℃に到達した後、その撹拌機を停止させ
た。この均一な褐色溶液を約１ｋｇの氷の上に排出さ
せ、そしてこれを行っている間に分離して来る固体を吸
引濾別した。その湿っている固体（４８．４ｇ）は、Ｈ
ＰＬＣに従い、４−ニトロトルエン−２−スルホン酸を
３２．１重量％含んでいた（残り：水および硫酸）。
【００４２】この母液から、塩化メチレンを用いた抽出
を行うことにより、下記の組成を示す有機化合物を１．
９ｇ単離した： ２−ニトロトルエン：３.７％ ３−ニトロトルエン：０.４％ ４−ニトロトルエン：０.１％ ２，４−ジニトロトルエン：７８.２％ ２，６−ジニトロトルエン： ６.１％ 未知物：残り。
を行うことにより、下記の組成を示す有機化合物を１．
９ｇ単離した： ２−ニトロトルエン：３.７％ ３−ニトロトルエン：０.４％ ４−ニトロトルエン：０.１％ ２，４−ジニトロトルエン：７８.２％ ２，６−ジニトロトルエン： ６.１％ 未知物：残り。
【００４３】その抽出した水相（２２５０ｇ）は、ＨＰ
ＬＣに従い、２−ニトロトルエン−４−スルホン酸を
３．３重量％含んでいた。
ＬＣに従い、２−ニトロトルエン−４−スルホン酸を
３．３重量％含んでいた。
【００４４】実施例５ 実施例１と同様に、スルホン化用熱絶縁ビーカーの中
に、６６２．２ｇの硫酸、３１３．８ｇの水および２
５．３ｇ（０．２７５モル）のトルエンを５０℃で入れ
た後、この混合物を１８００ｒｐｍで撹拌した（比撹拌
力は２２Ｗ／Ｌ）。１５．８ｇ（０．２５モル）の硝酸
と３３．９ｇの硫酸と２４．６ｇの水とから成る混合物
を５０℃に加熱し、これを１−２秒間かけて加えた後、
冷却を行わないでこの混合物を反応させた。２２０秒
後、最終温度である６４℃に到達した後、その撹拌機を
停止させた。９０秒後に相分離が完結した。下記の組成
を示す有機相を３５．５ｇ単離した（較正ＧＣ）： トルエン：６.２％ ２−ニトロトルエン：５５.３％ ３−ニトロトルエン： ４.６１％ ４−ニトロトルエン：３１.９％ ２，４−ジニトロトルエン：０.０１％ ２，６−ジニトロトルエン：０.０％ ジニトロ−ｐ−クレゾール：０.８６％ ジニトロ−ｏ−クレゾール：０.２２％ 未知物：残り。
に、６６２．２ｇの硫酸、３１３．８ｇの水および２
５．３ｇ（０．２７５モル）のトルエンを５０℃で入れ
た後、この混合物を１８００ｒｐｍで撹拌した（比撹拌
力は２２Ｗ／Ｌ）。１５．８ｇ（０．２５モル）の硝酸
と３３．９ｇの硫酸と２４．６ｇの水とから成る混合物
を５０℃に加熱し、これを１−２秒間かけて加えた後、
冷却を行わないでこの混合物を反応させた。２２０秒
後、最終温度である６４℃に到達した後、その撹拌機を
停止させた。９０秒後に相分離が完結した。下記の組成
を示す有機相を３５．５ｇ単離した（較正ＧＣ）： トルエン：６.２％ ２−ニトロトルエン：５５.３％ ３−ニトロトルエン： ４.６１％ ４−ニトロトルエン：３１.９％ ２，４−ジニトロトルエン：０.０１％ ２，６−ジニトロトルエン：０.０％ ジニトロ−ｐ−クレゾール：０.８６％ ジニトロ−ｏ−クレゾール：０.２２％ 未知物：残り。
【００４５】これは、モノニトロトルエン類の収率が理
論収率の９５．０％であることに相当している。
論収率の９５．０％であることに相当している。
【００４６】実施例６ 実施例１と同様に、スルホン化用熱絶縁ビーカーの中
に、６６２．２ｇの硫酸、３１３．８ｇの水および２
５．３ｇ（０．２７５モル）のトルエンを７０℃で入れ
た後、この混合物を１８００ｒｐｍで撹拌した（比撹拌
力は２２Ｗ／Ｌ）。１５．８ｇ（０．２５モル）の硝酸
と３３．９ｇの硫酸と２４．６ｇの水とから成る混合物
を７０℃に加熱し、これを１−２秒間かけて加えた後、
冷却を行わないでこの混合物を反応させた。１８０秒
後、最終温度である８４℃に到達した後、その撹拌機を
停止させた。５０秒後に相分離が完結した。下記の組成
を示す有機相を３５．６ｇ単離した（較正ＧＣ）： トルエン：６.３％ ２−ニトロトルエン：５４.４％ ３−ニトロトルエン： ５.０５％ ４−ニトロトルエン：３２.６％ ２，４−ジニトロトルエン：０.０２％ ２，６−ジニトロトルエン：０.０１％ ジニトロ−ｐ−クレゾール：０.７１％ ジニトロ−ｏ−クレゾール：０.２２％ 未知物：残り。
に、６６２．２ｇの硫酸、３１３．８ｇの水および２
５．３ｇ（０．２７５モル）のトルエンを７０℃で入れ
た後、この混合物を１８００ｒｐｍで撹拌した（比撹拌
力は２２Ｗ／Ｌ）。１５．８ｇ（０．２５モル）の硝酸
と３３．９ｇの硫酸と２４．６ｇの水とから成る混合物
を７０℃に加熱し、これを１−２秒間かけて加えた後、
冷却を行わないでこの混合物を反応させた。１８０秒
後、最終温度である８４℃に到達した後、その撹拌機を
停止させた。５０秒後に相分離が完結した。下記の組成
を示す有機相を３５．６ｇ単離した（較正ＧＣ）： トルエン：６.３％ ２−ニトロトルエン：５４.４％ ３−ニトロトルエン： ５.０５％ ４−ニトロトルエン：３２.６％ ２，４−ジニトロトルエン：０.０２％ ２，６−ジニトロトルエン：０.０１％ ジニトロ−ｐ−クレゾール：０.７１％ ジニトロ−ｏ−クレゾール：０.２２％ 未知物：残り。
【００４７】これは、モノニトロトルエン類の収率が理
論収率の９５．６％であることに相当している。
論収率の９５．６％であることに相当している。
【００４８】実施例７ 実施例１と同様に、スルホン化用熱絶縁ビーカーの中
に、３３９．２ｇの硫酸、１２８．９ｇの水および３
３．７ｇ（０．３６６モル）のトルエンを５０℃で入れ
た後、この混合物を１８００ｒｐｍで撹拌した（比撹拌
力は２２Ｗ／Ｌ）。２１．０ｇ（０．３３３モル）の硝
酸と１７．９ｇの硫酸と６．８ｇの水とから成る混合物
を５０℃に加熱し、これを１−２秒間かけて加えた後、
冷却を行わないでこの混合物を反応させた。１６５秒
後、最終温度である８５℃に到達した後、その撹拌機を
停止させた。５０秒後に相分離が完結した。下記の組成
を示す有機相を４７．５ｇ単離した（較正ＧＣ）： トルエン：６.２％ ２−ニトロトルエン：５４.６％ ３−ニトロトルエン： ４.７％ ４−ニトロトルエン：３３.６％ ２，４−ジニトロトルエン：０.１１％ ２，６−ジニトロトルエン：０.０６％ ジニトロ−ｐ−クレゾール：０.４９％ ジニトロ−ｏ−クレゾール：０.０７％ 未知物：残り。
に、３３９．２ｇの硫酸、１２８．９ｇの水および３
３．７ｇ（０．３６６モル）のトルエンを５０℃で入れ
た後、この混合物を１８００ｒｐｍで撹拌した（比撹拌
力は２２Ｗ／Ｌ）。２１．０ｇ（０．３３３モル）の硝
酸と１７．９ｇの硫酸と６．８ｇの水とから成る混合物
を５０℃に加熱し、これを１−２秒間かけて加えた後、
冷却を行わないでこの混合物を反応させた。１６５秒
後、最終温度である８５℃に到達した後、その撹拌機を
停止させた。５０秒後に相分離が完結した。下記の組成
を示す有機相を４７．５ｇ単離した（較正ＧＣ）： トルエン：６.２％ ２−ニトロトルエン：５４.６％ ３−ニトロトルエン： ４.７％ ４−ニトロトルエン：３３.６％ ２，４−ジニトロトルエン：０.１１％ ２，６−ジニトロトルエン：０.０６％ ジニトロ−ｐ−クレゾール：０.４９％ ジニトロ−ｏ−クレゾール：０.０７％ 未知物：残り。
【００４９】これは、モノニトロトルエン類の収率が理
論収率の９６．７％であることに相当している。
論収率の９６．７％であることに相当している。
【００５０】実施例８ 実施例１と同様に、スルホン化用熱絶縁ビーカーの中
に、６５３．８ｇの硫酸、２９７．９ｇの水および５
０．７ｇ（０．５５モル）のトルエンを５０℃で入れた
後、この混合物を１８００ｒｐｍで撹拌した（比撹拌力
は２２Ｗ／Ｌ）。３１．５ｇ（０．５モル）の硝酸と３
４．４ｇの硫酸と３２．６ｇの水とから成る混合物を５
０℃に加熱し、これを１−２秒間かけて加えた後、冷却
を行わないでこの混合物を反応させた。２０３秒後、最
終温度である７５℃に到達した後、その撹拌機を停止さ
せた。４５秒後に相分離が完結した。下記の組成を示す
有機相を７２．４ｇ単離した（較正ＧＣ）： トルエン：６.５０％ ２−ニトロトルエン：５５.１０％ ３−ニトロトルエン： ４.７０％ ４−ニトロトルエン：３２.１％ ２，４−ジニトロトルエン：０.０２％ ２，６−ジニトロトルエン：０.０１％ ジニトロ−ｐ−クレゾール：０.６９％ ジニトロ−ｏ−クレゾール：０.１６％ 未知物：残り。
に、６５３．８ｇの硫酸、２９７．９ｇの水および５
０．７ｇ（０．５５モル）のトルエンを５０℃で入れた
後、この混合物を１８００ｒｐｍで撹拌した（比撹拌力
は２２Ｗ／Ｌ）。３１．５ｇ（０．５モル）の硝酸と３
４．４ｇの硫酸と３２．６ｇの水とから成る混合物を５
０℃に加熱し、これを１−２秒間かけて加えた後、冷却
を行わないでこの混合物を反応させた。２０３秒後、最
終温度である７５℃に到達した後、その撹拌機を停止さ
せた。４５秒後に相分離が完結した。下記の組成を示す
有機相を７２．４ｇ単離した（較正ＧＣ）： トルエン：６.５０％ ２−ニトロトルエン：５５.１０％ ３−ニトロトルエン： ４.７０％ ４−ニトロトルエン：３２.１％ ２，４−ジニトロトルエン：０.０２％ ２，６−ジニトロトルエン：０.０１％ ジニトロ−ｐ−クレゾール：０.６９％ ジニトロ−ｏ−クレゾール：０.１６％ 未知物：残り。
【００５１】これは、モノニトロトルエン類の収率が理
論収率の９７．０％であることに相当している。
論収率の９７．０％であることに相当している。
【００５２】実施例９ 実施例１と同様に、スルホン化用熱絶縁ビーカーの中
に、４５０．８ｇの硫酸、１５８．９ｇの水および４
６．１ｇ（０．５モル）のトルエンを２５℃で入れた
後、この混合物を１２００ｒｐｍで撹拌した（比撹拌力
は８．７Ｗ／Ｌ）。２１．０ｇ（０．３３３モル）の硝
酸と２３．７ｇの硫酸と１９．７ｇの水とから成る混合
物を２５℃に加熱し、これを１−２秒間かけて加えた
後、冷却を行わないでこの混合物を反応させた。３１５
秒後、最終温度である５２℃に到達した後、その撹拌機
を停止させた。７５秒後に相分離が完結した。下記の組
成を示す有機相を６０．４ｇ単離した（較正ＧＣ）： トルエン：２５.６０％ ２−ニトロトルエン：４２.８６％ ３−ニトロトルエン： ３.１４％ ４−ニトロトルエン：２６.４１％ ２，４−ジニトロトルエン：０.０２％ ２，６−ジニトロトルエン：０.０１％ ジニトロ−ｐ−クレゾール：０.３１％ ジニトロ−ｏ−クレゾール：０.０８％ 未知物：残り。
に、４５０．８ｇの硫酸、１５８．９ｇの水および４
６．１ｇ（０．５モル）のトルエンを２５℃で入れた
後、この混合物を１２００ｒｐｍで撹拌した（比撹拌力
は８．７Ｗ／Ｌ）。２１．０ｇ（０．３３３モル）の硝
酸と２３．７ｇの硫酸と１９．７ｇの水とから成る混合
物を２５℃に加熱し、これを１−２秒間かけて加えた
後、冷却を行わないでこの混合物を反応させた。３１５
秒後、最終温度である５２℃に到達した後、その撹拌機
を停止させた。７５秒後に相分離が完結した。下記の組
成を示す有機相を６０．４ｇ単離した（較正ＧＣ）： トルエン：２５.６０％ ２−ニトロトルエン：４２.８６％ ３−ニトロトルエン： ３.１４％ ４−ニトロトルエン：２６.４１％ ２，４−ジニトロトルエン：０.０２％ ２，６−ジニトロトルエン：０.０１％ ジニトロ−ｐ−クレゾール：０.３１％ ジニトロ−ｏ−クレゾール：０.０８％ 未知物：残り。
【００５３】これは、モノニトロトルエン類の収率が理
論収率の９５．８％であることに相当している。
論収率の９５．８％であることに相当している。
【００５４】本発明の特徴および態様は以下のとうりで
ある。
ある。
【００５５】１． 本質的にモノニトロトルエン類と反
応水を生じさせながらトルエンとＨＮＯ3／Ｈ2ＳＯ4／
Ｈ2Ｏ混合物とを反応させることによってモノニトロト
ルエン類を連続もしくは不連続製造する方法において、 ａ）反応参与物であるトルエン、ＨＮＯ3、Ｈ2ＳＯ4お
よびＨ2Ｏを、混合素子が備わっている反応槽の中にい
ずれかの順で供給し、ここで、 ａ１）このＨＮＯ3の量は１−８重量％であり、Ｈ2ＳＯ
4の量は５８−７４重量％であり、そしてＨ2Ｏの量は、
１００重量％に対する残りであり、 ここで、１００重量％はＨＮＯ3＋Ｈ2ＳＯ4＋Ｈ2Ｏの総
量を表しており、 ａ２）このＨ2Ｏをそのままか、ＮＨＯ3の希釈用Ｈ2Ｏ
としてか、Ｈ2ＳＯ4の希釈用Ｈ2Ｏとしてか、或は複数
の上記形態として用い、そして ａ３）ＨＮＯ3に対するトルエンのモル比を０．９−
１．５にし、 ｂ）これらの反応参与物の全体を迅速かつ激しく混合
し、ここでは、全反応混合物１リットル当たり１から４
０ワット、好適には３から３０Ｗ／Ｌの混合エネルギー
を用い、 ｃ）断熱条件下でこの反応を実施し、ここでは、この混
合が２０−１１０℃、好適には３０−１００℃、特に好
適には４０−９０℃の範囲で進行しそしてこの反応終点
における温度が１３５℃を越えないような温度で、これ
らの反応参与物を供給し、 ｄ）この反応を実施した後、この反応混合物を有機相と
無機相に分離させ、そして ｅ）水を除去しながら蒸留を行うことによって、その本
質的にＨＮＯ3が入っていない無機相の処理を行う、段
階によって特徴づけられる方法。
応水を生じさせながらトルエンとＨＮＯ3／Ｈ2ＳＯ4／
Ｈ2Ｏ混合物とを反応させることによってモノニトロト
ルエン類を連続もしくは不連続製造する方法において、 ａ）反応参与物であるトルエン、ＨＮＯ3、Ｈ2ＳＯ4お
よびＨ2Ｏを、混合素子が備わっている反応槽の中にい
ずれかの順で供給し、ここで、 ａ１）このＨＮＯ3の量は１−８重量％であり、Ｈ2ＳＯ
4の量は５８−７４重量％であり、そしてＨ2Ｏの量は、
１００重量％に対する残りであり、 ここで、１００重量％はＨＮＯ3＋Ｈ2ＳＯ4＋Ｈ2Ｏの総
量を表しており、 ａ２）このＨ2Ｏをそのままか、ＮＨＯ3の希釈用Ｈ2Ｏ
としてか、Ｈ2ＳＯ4の希釈用Ｈ2Ｏとしてか、或は複数
の上記形態として用い、そして ａ３）ＨＮＯ3に対するトルエンのモル比を０．９−
１．５にし、 ｂ）これらの反応参与物の全体を迅速かつ激しく混合
し、ここでは、全反応混合物１リットル当たり１から４
０ワット、好適には３から３０Ｗ／Ｌの混合エネルギー
を用い、 ｃ）断熱条件下でこの反応を実施し、ここでは、この混
合が２０−１１０℃、好適には３０−１００℃、特に好
適には４０−９０℃の範囲で進行しそしてこの反応終点
における温度が１３５℃を越えないような温度で、これ
らの反応参与物を供給し、 ｄ）この反応を実施した後、この反応混合物を有機相と
無機相に分離させ、そして ｅ）水を除去しながら蒸留を行うことによって、その本
質的にＨＮＯ3が入っていない無機相の処理を行う、段
階によって特徴づけられる方法。
【００５６】２． 該方法を連続的に実施し、そしてこ
の目的で、該反応参与物の逆混合を本質的に防止する管
状反応槽を用いることを特徴とする第１項記載の方法。
の目的で、該反応参与物の逆混合を本質的に防止する管
状反応槽を用いることを特徴とする第１項記載の方法。
【００５７】３． 該反応参与物がその逆混合を本質的
に防止する反応槽に入る前に、これらを混合素子で３秒
以内の時間激しく混合し、そしてこれらが該反応槽の中
を通って流れる時、これらの再分散を少なくとも２回行
うことを特徴とする第２項記載の方法。
に防止する反応槽に入る前に、これらを混合素子で３秒
以内の時間激しく混合し、そしてこれらが該反応槽の中
を通って流れる時、これらの再分散を少なくとも２回行
うことを特徴とする第２項記載の方法。
【００５８】４． 段階ｅ）において、断熱反応条件の
結果として該無機相が吸収する反応熱を、１−１００ミ
リバール、好適には５−８０ミリバール、特に好適には
１０−７５ミリバールの圧力で水の蒸留を行うことによ
る取り出しで利用し、そしてこの場合、好適には、段階
ａ）で用いるに適切なＨ2ＳＯ4を生じさせることを特徴
とする第１項記載の方法。
結果として該無機相が吸収する反応熱を、１−１００ミ
リバール、好適には５−８０ミリバール、特に好適には
１０−７５ミリバールの圧力で水の蒸留を行うことによ
る取り出しで利用し、そしてこの場合、好適には、段階
ａ）で用いるに適切なＨ2ＳＯ4を生じさせることを特徴
とする第１項記載の方法。
【００５９】５． 段階ｄ）に従う酸性相内の硫酸含有
量が６２から７４重量％、好適には６４から７２重量
％、特に好適には６６から７０重量％であることを特徴
とする第１項記載の方法。
量が６２から７４重量％、好適には６４から７２重量
％、特に好適には６６から７０重量％であることを特徴
とする第１項記載の方法。
【００６０】６． 混合時における該反応混合物内の添
加硝酸含有量が、硝酸と硫酸と水の総量を基準にして、
１から６重量％、好適には１．５から４重量％であるこ
とを特徴とする第１項記載の方法。
加硝酸含有量が、硝酸と硫酸と水の総量を基準にして、
１から６重量％、好適には１．５から４重量％であるこ
とを特徴とする第１項記載の方法。
【００６１】７． 混合時における該反応混合物内の硫
酸含有量が、硝酸と硫酸と水の総量を基準にして、６０
−７２重量％、好適には６１−６９重量％であることを
特徴とする第１項記載の方法。
酸含有量が、硝酸と硫酸と水の総量を基準にして、６０
−７２重量％、好適には６１−６９重量％であることを
特徴とする第１項記載の方法。
【００６２】８． 硝酸に対するトルエンのモル比が
１．０以上から１．５、好適には１．０３から１．３、
特に好適には１．０５から１．２であることを特徴とす
る第１項記載の方法。
１．０以上から１．５、好適には１．０３から１．３、
特に好適には１．０５から１．２であることを特徴とす
る第１項記載の方法。
【００６３】９． 段階ｅ）における蒸留を用いた処理
において、該無機相をＨ2ＳＯ4濃度で０．６から７パー
セントポイント、好適には１．５から３パーセントポイ
ント濃縮することによって特徴づけられる第１項記載の
方法。
において、該無機相をＨ2ＳＯ4濃度で０．６から７パー
セントポイント、好適には１．５から３パーセントポイ
ント濃縮することによって特徴づけられる第１項記載の
方法。
【００６４】１０． 蒸留を用いて水を取り出す場合、
該Ｈ2ＳＯ4の再使用で必要とされる濃度および温度を直
接確立するような条件を用いることを特徴とする第２項
記載の方法。
該Ｈ2ＳＯ4の再使用で必要とされる濃度および温度を直
接確立するような条件を用いることを特徴とする第２項
記載の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハインツ・ウルリヒ・ブランク ドイツ51519オーデンタール−グレーブ ツシユ・アムゴイスフエルデ35 (56)参考文献 特開 昭52−102234（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C07C 201/08 C07C 205/06
Claims (1)
- 【請求項１】 本質的にモノニトロトルエンと反応水を
生じさせながらトルエンとＨＮＯ3／Ｈ2ＳＯ4／Ｈ2Ｏ混
合物とを反応させることによってモノニトロトルエンを
連続製造する方法において、 ａ）反応参与物であるトルエン、ＨＮＯ3、Ｈ2ＳＯ4お
よびＨ2Ｏを、スタティックミキサー素子が備わってい
る連続管状反応器の中に供給し、ここで、 ａ１）このＨＮＯ3の量は１−８重量％であり、Ｈ2ＳＯ
4の量は５８−７４重量％であり、そしてＨ2Ｏの量は、
１００重量％に対する残りであり、ここで、１００重量
％はＨＮＯ3＋Ｈ2ＳＯ4＋Ｈ2Ｏの総量を表しており、 ａ２）このＨ2Ｏをそのままか、ＨＮＯ 3 の希釈用Ｈ2Ｏ
としてか、Ｈ2ＳＯ4の希釈用としてか、或は複数の上記
形態として用い、そして ａ３）ＨＮＯ3に対するトルエンのモル比を０．９−
１．５にし、 ｂ）全反応混合物１リットル当たり３から４０ワットの
混合エネルギーを用いてこれらの反応参与物の全体を迅
速かつ激しく混合し、全反応混合物の少なくとも２回の
再分散を行ない、 ｃ）断熱条件下でこの反応を実施し、ここでは、この混
合が２０−１１０℃の範囲で進行しそしてこの反応終点
における温度が１３５℃を越えないような温度で、これ
らの反応参与物を供給し、 ｄ）この反応を実施した後、この反応混合物を有機相と
無機相に分離させ、そして ｅ）水を除去しながら蒸留を行うことによって、その本
質的にＨＮＯ3が入っていない無機相の処理を行う、 段階を含んでなる製造方法。
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