JP7093361B2 - ニトロベンゼンの製造方法 - Google Patents
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Description
(i)ニトロ化には
ベンゼン(1)を含み、ベンゼン(1)の質量比がw1であるストリーム10(w1は0.950以上、より好ましくは0.980以上)、質量流量がm10
・硝酸(2)を含み、w2の硝酸(2)の質量割合を有する流れ20、ここで、w2は、好ましくは0.600から0.750の範囲、より好ましくは0.650から0.700の範囲であり、質量flow20の流量および
・硫酸(3)を含有し、硫酸の質量割合がw3であるストリーム30。ここで、w3は、好ましくは0.650から0.750の範囲、より好ましくは0.690から0.730の範囲であり、質量流量はm30;
(ii)w1およびw2の定められた値に対して、ベンゼン(1)が硝酸(2)に対して化学量論的に過剰になるようにm10およびm20が常に選択され、
(iii)・(ii)に対して選択される硝酸(2)の質量流量m2(A)=m20(A)・w2(A)、ベンゼン(1)の質量流量m1(A)=m10(A)・w1(A)、および硫酸(3)の質量流量m3(A)=m30(A)・w3(A)によって定義される開始状態Aから、
・(ii)に対して選択される硝酸(2)の質量流量m2(E)=m20(E)・w2(E)、ベンゼン(1)の質量流量m1(E)=m10(E)・w2(E)、および硫酸(3)の質量流量m3(E)=m30(E)・w3(E)によって定義される最終状態Eまでに、
質量流量m20でニトロ化に供給される硝酸(2)の量が所望の変化をした場合、質量流量m20でニトロ化に供給される硝酸(2)の量の少なくとも1つのそのような変化が達成され、質量流量m20でニトロ化に供給される硝酸(2)の量の少なくとも1つのそのような変化が
(I)0.50時間を超える時間での値m2(E)<0.95・m2(A)への減少、
または、
(II)0.50時間を超える時間での値m2(E)>1.05・m2(A)への増大、
となるように、質量流量m20および質量比w2は、所望の値m2(E)が確立されるように選択され、
(I)の場合、
(a)比率m1(E)/m2(E)は、m1(A)/m2(A)と比較して、1.03・m1(A)/m2(A)≦m1(E)/m2(E)≦1.50・m1(A)/m2(A)、特に1.05・m1(A)/m2(A)≦m1(E)/m2(E)≦1.50・m1(A)/m2(A)となるように増大し、かつ、
比率m2(E)/m3(E)は、比率m2(A)/m3(A)と比較して、0.98・m2(A)/m3(A)≦m2(E)/m3(E)≦1.02・m2(A)/m3(A)となるように最大限に変更されるか、または、
(b)比率m2(E)/m3(E)は、比率m2(A)/m3(A)と比較して、0.45・m2(A)/m3(A)≦m2(E)/m3(E)≦0.97・m2(A)/m3(A)、特に0.45・m2(A)/m3(A)≦m2(E)/m3(E)≦0.95・m2(A)/m3(A)となるように減少し、かつ、
比率m1(E)/m2(E)は、比率m1(A)/m2(A)と比較して、0.98・m1(A)/m2(A)≦m1(E)/m2(E)≦1.02・m1(A)/m2(A)となるように最大限に変更されるか、または、
(c)比率m1(E)/m2(E)は、m1(A)/m2(A)と比較して、1.03・m1(A)/m2(A)≦m1(E)/m2(E)≦1.50・m1(A)/m2(A)、特に1.05・m1(A)/m2(A)≦m1(E)/m2(E)≦1.50・m1(A)/m2(A)となるように増大し、かつ、
比率m2(E)/m3(E)は、比率m2(A)/m3(A)と比較して、0.45・m2(A)/m3(A)≦m2(E)/m3(E)≦0.97・m2(A)/m3(A)、特に0.45・m2(A)/m3(A)≦m2(E)/m3(E)≦0.95・m2(A)/m3(A)となるように減少し;
(II)の場合、
(a)比率m1(E)/m2(E)は、m1(A)/m2(A)と比較して、0.45・m1(A)/m2(A)≦m1(E)/m2(E)≦0.97・m1(A)/m2(A)、特に0.45・m1(A)/m2(A)≦m1(E)/m2(E)≦0.95・m1(A)/m2(A)となるように減少し、かつ、
比率m2(E)/m3(E)は、比率m2(A)/m3(A)と比較して、0.98・m2(A)/m3(A)≦m2(E)/m3(E)≦1.02・m2(A)/m3(A)となるように最大限に変更されるか、または、
(b)比率m2(E)/m3(E)は、比率m2(A)/m3(A)と比較して、1.03・m2(A)/m3(A)≦m2(E)/m3(E)≦1.50・m2(A)/m3(A)、特に1.05・m2(A)/m3(A)≦m2(E)/m3(E)≦1.50・m2(A)/m3(A)となるように増大し、かつ、
比率m1(E)/m2(E)は、比率m1(A)/m2(A)と比較して、0.98・m1(A)/m2(A)≦m1(E)/m2(E)≦1.02・m1(A)/m2(A)となるように最大限に変更されるか、または、
(c)比率m1(E)/m2(E)は、m1(A)/m2(A)と比較して、0.45・m1(A)/m2(A)≦m1(E)/m2(E)≦0.97・m1(A)/m2(A)、特に0.45・m1(A)/m2(A)≦m1(E)/m2(E)≦0.95・m1(A)/m2(A)となるよに減少し、かつ、
比率m2(E)/m3(E)は、比率m2(A)/m3(A)と比較して、1.03・m2(A)/m3(A)≦m2(E)/m3(E)≦1.50・m2(A)/m3(A)、特に1.05・m2(A)/m3(A)≦m2(E)/m3(E)≦1.50・m2(A)/m3(A)となるように増大する、前記方法が提供される。
(I)ベンゼン含有流10を質量流量m10で、硝酸含有流20を質量流量m20で、硫酸含有流30を質量流量m30で反応器に導入し、反応器内でベンゼンを硝酸および硫酸でニトロ化してニトロベンゼンを形成する工程;
(II)工程(I)からの反応混合物の相を、相分離装置で水性硫酸含有相と有機ニトロベンゼン含有相とに分離する工程;
(III)蒸発装置で水を蒸発させることにより、工程(II)で得られた水相を濃縮して、硫酸濃度が高められた水性硫酸含有相を得、濃縮硫酸含有水相を工程(I)に再循環させ、硫酸含有流30の成分として使用する工程;
(IV)工程(II)で得られた有機ニトロベンゼン含有相を少なくとも2段階で洗浄し、各段階の後に水相を分離する工程;
(V)工程(IV)の最後の段階で得られた有機ニトロベンゼン含有相を蒸留し、好ましくは精留して未変換ベンゼンを除去し、これを工程(I)に再循環させ、ベンゼン含有流10の成分として使用する工程。
(VI)工程(IV)の最初の洗浄段階からの廃水を処理する工程であって、蒸留またはストリッピング用の装置で前記廃水を洗浄することを含む工程、
(VII)工程(IV)の第2洗浄段階からの廃水を処理する工程であって、蒸留またはストリッピング用の装置で前記廃水を洗浄することを含み、前記蒸留またはストリッピング用の装置の上流および/または下流に熱圧力分解用の装置が接続される工程。
(IVa)工程(II)で得られた有機ニトロベンゼン含有相を少なくとも1回の洗浄で洗浄し、次いで水相と有機ニトロベンゼン含有相とに分離する工程(最初の洗浄段階);
(IVb)工程(IVa)で得られた有機相を、好ましくは水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウムおよび炭酸水素ナトリウムからなる群から選択される塩基水溶液で少なくとも1回のアルカリ洗浄で洗浄し、次いで相を水相と有機ニトロベンゼン含有相とに分離する工程(第2洗浄段階);
(IVc)工程(IVb)で得られた有機相を少なくとも1回の水を用いた中性洗浄、好ましくは2~4回の中性洗浄、より好ましくは2~3回の中性洗浄、最も好ましくは2回の中性洗浄で洗浄し、次いで相を水相と有機ニトロベンゼン含有有機相とに分離する工程(第3洗浄段階)。
(I)の場合(すなわち、m2(E)<0.95・m2(A))、以下の関係が適用され:
m2(E)が0.80・m2(A)~<0.95・m2(A)の範囲にある場合、m1(E)/m2(E)は1.03・m1(A)/m2(A)~1.20・m1(A)/m2(A)の範囲、特に1.05・m1(A)/m2(A)~1.20・m1(A)/m2(A)の範囲の値に調整され;
m2(E)が0.65・m2(A)~<0.80・m2(A)の範囲にある場合、m1(E)/m2(E)は>1.20・m1(A)/m2(A)~1.40・m1(A)/m2(A)の範囲の値に調整され;かつ、
m2(E)が0.40・m2(A)~<0.65・m2(A)の範囲にある場合、m1(E)/m2(E)は>1.40・m1(A)/m2(A)~1.50・m1(A)/m2(A)の範囲の値に調整され;
さらに、(II)の場合(すなわち、m2(E)>1.05・m2(A))、以下の関係が適用され:
m2(E)が>1.05・m2(A)~1.50・m2(A)の範囲にある場合、m1(E)/m2(E)は0.75・m1(A)/m2(A)~0.97・m1(A)/m2(A)の範囲、特に0.75・m1(A)/m2(A)~0.95・m1(A)/m2(A)の範囲の値に調整され;
m2(E)が>1.50・m2(A)~2.00・m2(A)の範囲にある場合、m1(E)/m2(E)は0.55・m1(A)/m2(A)~<0.75・m1(A)/m2(A)の範囲の値に調整され;かつ、
m2(E)が>2.00・m2(A)~2.50・m2(A)の範囲にある場合、m1(E)/m2(E)は0.45・m1(A)/m2(A)~<0.55・m1(A)/m2(A)の範囲の値に調整される。
(I)の場合(すなわち、m2(E)<0.95・m2(A))、以下の関係が適用され:
m2(E)が0.80・m2(A)~<0.95・m2(A)の範囲にある場合、m2(E)/m3(E)は0.80・m2(A)/m3(A)~0.97・m2(A)/m3(A)の範囲、特に0.80・m2(A)/m3(A)~0.95・m2(A)/m3(A)の範囲の値に調整され;
m2(E)が0.65・m2(A)~<0.80・m2(A)の範囲にある場合、m2(E)/m3(E)は0.65・m2(A)/m3(A)~<0.80・m2(A)/m3(A)の範囲の値に調整され;かつ、
m2(E)が0.40・m2(A)~<0.65・m2(A)の範囲にある場合、m2(E)/m3(E)は0.40・m2(A)/m3(A)~<0.65・m2(A)/m3(A)の範囲の値に調整され;
さらに、(II)の場合(すなわち、m2(E)>1.05・m2(A))、以下の関係が適用され:
m2(E)が>1.05・m2(A)~1.50・m2(A)の範囲にある場合、m2(E)/m3(E)は1.03・m2(A)/m3(A)~1.50・m2(A)/m3(A)の範囲、特に1.05・m2(A)/m3(A)~1.50・m2(A)/m3(A)の範囲の値に調整され;
m2(E)が>1.50・m2(A)~2,00・m2(A)の範囲にある場合、m2(E)/m3(E)は1.50・m2(A)/m3(A)~2.00・m2(A)/m3(A)の範囲の値に調整され;かつ、
m2(E)が>2.00・m2(A)~2,50・m2(A)の範囲にある場合、m2(E)/m3(E)は2.00・m2(A)/m3(A)~2.50・m2(A)/m3(A)の範囲の値に調整される。
(I)の場合(すなわち、m2(E)<0.95・m2(A))、以下の関係が適用され:
m2(E)が0.80・m2(A)~<0.95・m2(A)の範囲にある場合、m1(E)/m2(E)は1.03・m1(A)/m2(A)~1.20・m1(A)/m2(A)の範囲、特に1.05・m1(A)/m2(A)~1.20・m1(A)/m2(A)の範囲の値に調整され、かつ、m2(E)/m3(E)0.80・m2(A)/m3(A)~0.97・m2(A)/m3(A)の範囲、特に0.80・m2(A)/m3(A)~0.95・・2(A)/m3(A)の範囲の値に調整され;
m2(E)が0.65・m2(A)~<0.80・m2(A)の範囲にある場合、m1(E)/m2(E)は>1.20・m1(A)/m2(A)~1.40・m1(A)/m2(A)の範囲の値に調整され、かつ、m2(E)/m3(E)は0.65・m2(A)/m3(A)~<0.80・m2(A)/m3(A)の範囲の値に調整され;かつ、
m2(E)が0.40・m2(A)~<0.65・m2(A)の範囲にある場合、m1(E)/m2(E)は>1.40・m1(A)/m2(A)~1.50・m1(A)/m2(A)の範囲の値に調整され、かつ、m2(E)/m3(E)は0.40・m2(A)/m3(A)~<0.65m2(A)/m3(A)の範囲の値に調整され;
さらに、(II)の場合(すなわち、m2(E)>1.05・m2(A))、以下の関係が適用され:
m2(E)が>1.05・m2(A)~1.50・m2(A)の範囲にある場合、m1(E)/m2(E)は0.75・m1(A)/m2(A)~0.97・m1(A)/m2(A)の範囲、特に0.75・m1(A)/m2(A)~0.95・m1(A)/m2(A)の範囲の値に調整され、かつ、m2(E)/m3(E)は1.03・m2(A)/m3(A)~1.50・m2(A)/m3(A)、特に1.05・m2(A)/m3(A)~1.50・m2(A)/m3(A)の範囲の値に調整され;
m2(E)が>1.50・m2(A)~2.00・m2(A)の範囲にある場合、m1(E)/m2(E)は0.55・m1(A)/m2(A)~<0.75・m1(A)/m2(A)の範囲の値に調整され、かつ、m2(E)/m3(E)は>1.50・m2(A)/m3(A)~2.00・m2(A)/m3(A)の範囲の値に調整され;かつ、
m2(E)が>2.00・m2(A)~2.50・m2(A)の範囲にある場合、m1(E)/m2(E)は0.45・m1(A)/m2(A)~<0.55・m1(A)/m2(A)の範囲の値に調整され、かつ、m2(E)/m3(E)は>2.00・m2(A)/m3(A)~2.50・m2(A)/m3(A)の範囲の値に調整される。
(I)の場合、
(a)比率m1(E)/m2(E)は、m1(A)/m2(A)と比較して、1.05・m1(A)/m2(A)≦m1(E)/m2(E)≦1.50・m1(A)/m2(A)となるように増大し、かつ、
比率m2(E)/m3(E)は、比率m2(A)/m3(A)と比較して、0.98・m2(A)/m3(A)≦m2(E)/m3(E)≦1.02・m2(A)/m3(A)となるように最大限に変更されるか、または、
(b)比率m2(E)/m3(E)は、比率m2(A)/m3(A)と比較して、0.45・m2(A)/m3(A)≦m2(E)/m3(E)≦0.95・m2(A)/m3(A)となるように減少し、かつ、
比率m1(E)/m2(E)は、比率m1(A)/m2(A)と比較して、0.98・m1(A)/m2(A)≦m1(E)/m2(E)≦1.02・m1(A)/m2(A)となるように最大限に変更されるか、または、
(c)比率m1(E)/m2(E)は、m1(A)/m2(A)と比較して、1.05・m1(A)/m2(A)≦m1(E)/m2(E)≦1.50・m1(A)/m2(A)となるように増大し、かつ、
比率m2(E)/m3(E)は、比率m2(A)/m3(A)と比較して、0.45・m2(A)/m3(A)≦m2(E)/m3(E)≦0.95・m2(A)/m3(A)となるように減少し;
(II)の場合、
(a)比率m1(E)/m2(E)は、m1(A)/m2(A)と比較して、0.45・m1(A)/m2(A)≦m1(E)/m2(E)≦0.95・m1(A)/m2(A)となるように減少し、かつ、
比率m2(E)/m3(E)は、比率m2(A)/m3(A)と比較して、0.98・m2(A)/m3(A)≦m2(E)/m3(E)≦1.02・m2(A)/m3(A)となるように最大限に変更されるか、または、
(b)比率m2(E)/m3(E)は、比率m2(A)/m3(A)と比較して、1.05・m2(A)/m3(A)≦m2(E)/m3(E)≦1.50・m2(A)/m3(A)となるように増大し、かつ、
比率m1(E)/m2(E)は、比率m1(A)/m2(A)と比較して、0.98・m1(A)/m2(A)≦m1(E)/m2(E)≦1.02・m1(A)/m2(A)となるように最大限に変更されるか、または、
(c)比率m1(E)/m2(E)は、m1(A)/m2(A)と比較して、0.45・m1(A)/m2(A)≦m1(E)/m2(E)≦0.95・m1(A)/m2(A)となるように減少し、かつ、
比率m2(E)/m3(E)は、比率m2(A)/m3(A)と比較して、1.05・m2(A)/m3(A)≦m2(E)/m3(E)≦1.50・m2(A)/m3(A)となるように増大する。
・負荷が減少した場合、m1(E)/m2(E)は大幅に増大し、m2(E)/m3(E)は大幅に減少し、
・負荷が増大した場合、m1(E)/m2(E)は大幅に減少し、m2(E)/m3(E)は大幅に増大する。
(I)ベンゼン含有流10を質量流量m10で、硝酸含有流20を質量流量m20で、硫酸含有流30を質量流量m30で反応器内に導入し、反応器内でベンゼンを硝酸および硫酸でニトロ化してニトロベンゼンを形成する工程;
(II)工程(I)からの反応混合物の相を、相分離装置で水性硫酸含有相と有機ニトロベンゼン含有相とに分離する工程;
(III)蒸発装置(「フラッシュエバポレーター」)で水を蒸発させることにより、工程(II)で得られた水相を濃縮し、硫酸濃度が高められた水性硫酸含有相を得、濃硫酸含有水相を工程(I)に再循環させ、硫酸含有流30の成分として使用する工程;
(IV)工程(II)で得られた有機ニトロベンゼン含有相を少なくとも2段階で洗浄し、各段階の後に水相を分離する工程;
(V)工程(IV)の最終段階で得られた有機ニトロベンゼン含有相を蒸留、好ましくは精留して、未変換ベンゼンを除去し、これを工程(I)に再循環させ、ベンゼン含有流10の成分として使用する工程;
(VI)任意におよび好ましくは、工程(IV)の最初の洗浄段階からの廃水を処理する工程であって、蒸留またはストリッピング用の装置で前記廃水を洗浄することを含む工程;
(VII)任意におよび好ましくは、工程(IV)の第2洗浄段階からの廃水を処理する工程であって、蒸留またはストリッピング用の装置で前記廃水を洗浄することを含み、前記蒸留またはストリッピング用の装置の上流および/または下流に熱圧力分解用の装置が接続される工程。
(IVa)工程(II)で得られた有機ニトロベンゼン含有相を少なくとも1回の洗浄で洗浄し、次いで水相と有機ニトロベンゼン含有相とを分離する(最初の洗浄段階)。通常、微量の酸を含む有機相は、ここで、好ましくは1~2回の洗浄、好ましくは1回の洗浄で水性洗浄液で洗浄され、相分離によって酸性の水相から分離される(複数回洗浄する場合は、個々の洗浄の後)。この操作では、粗ニトロベンゼンに含まれる酸残留物が洗い流され;したがって、この方法工程は酸性洗浄とも呼ばれる。ここでの手順は、酸性洗浄での相分離後に得られた水相のpHが5未満(20℃で測定)になるようにすることが好ましい。使用される水性洗浄液は、任意の種類の水、例えば脱塩水または蒸気凝縮液であり得る。水には溶解した塩が含まれていてもよい。好ましくは、この酸性洗浄を実施するために、運転中に得られた水流が再循環される。
i)ピクリン酸または窒素酸化物(NOx)等の副産物の形成が減少する。
ii)酸性洗浄液中の硫酸の損失が少ない。
iii)大過剰のベンゼンにより、ニトロ化後および洗浄後の相分離が改善される。これは、酸性洗浄の場合に特に当てはまる(安定したエマルジョンが形成されるリスクが低下し、相分離が不可能になる)。
iv)本発明の方法は、需要が低下した場合に並行して運転される個々のニトロ化ラインの運転停止に対する実行可能な代替手段を提供する。本発明の方法によれば、例えば、公称負荷で存在する2つのニトロ化ラインの1つを稼働させ、もう1つを完全に停止するのではなく、両方のラインを半負荷で稼働させることができ、これは、需要が再び上昇した場合に、2番目のニトロ化ラインの費用がかかり、エネルギーを大量に消費する再起動を避けることができる。これにより、一定期間後に停止して再稼働する必要のないすべての装置部品(例えばポンプ)が節約される。
v)部分負荷運転であっても純粋なニトロベンゼンの良好な製品品質の結果となる結果、さらなる用途、特に触媒気相アニリンプロセスにおけるそのようなニトロベンゼンの使用に関して利点が生じる。ニトロベンゼンヒーターおよびエバポレーターにおけるさらなる不純物が回避される。ニトロベンゼンを水素ガス流に注入する場合、触媒の選択性および/または寿命の低下につながる触媒表面のさらなる汚染も回避される。
ニトロ化反応器に、硫酸流(m30=210t/h;w3=0.713)、硝酸流(m20=10000kg/h;w2=0.685)、および95質量%の新鮮なベンゼンと5質量%の戻りベンゼンとからなるベンゼン流(m10=9800kg/h;w1=0.989)を計量添加した。硝酸に対して14.14%過剰のベンゼンが使用された。断熱反応レジームでニトロベンゼンを生成するためにベンゼンの硝酸による変換が完了すると、約130℃の反応生成物が相分離装置に供給され、そこで反応生成物が有機相(=ベンゼンとニトロベンゼンとを含む粗ニトロベンゼン)と水相(=少量のニトロベンゼンおよびベンゼンと硫酸とを含む廃酸)とに分離された。主に硫酸を含む水相は、蒸発器内の圧力を急激に下げることにより水のフラッシュ蒸発を受け、濃縮された。濃縮された硫酸は、再利用のために硫酸タンクに保管された。相分離装置で除去された後、粗ニトロベンゼンは粗ニトロベンゼン冷却操作により約50℃に冷却され、洗浄操作に送られた。この洗浄は、酸性洗浄段階、アルカリ洗浄段階および中性洗浄段階を含む物であった。
質量wiによるすべての比率は、公称負荷での操作に関して同じに維持された。
上記Aで説明した公称負荷での生産から、質量流量m20を9301kg/hに減少させた(m20(E)/m20(A)=m2(E)/m2(A)=0.9301に対応)。質量流量m10を8954kg/hに減少させ、すなわち、比率m1(E)/m2(E)を、開始状態と比較して実質的に1.39に維持した。
上記Aで説明した公称負荷での生産から、質量流量m20を9298kg/hに減少させた(m20(E)/m20(A)=m2(E)/m2(A)=0.9298に対応)。質量流量m10を8937kg/hに減少させ、すなわち、比率m1(E)/m2(E)を、開始状態と比較して実質的に1.39に維持した。実施例1との比較によるm10(E)とm20(E)のわずかな名目上の違いは、比較可能性を損なうものではない。
上記Aで説明した公称負荷での生産から、質量流量m20を6052kg/hに減少させた(m20(E)/m20(A)=m2(E)/m2(A)=0.6052に対応)。質量流量m10を5956kg/hに減少させ、すなわち、比率m1(E)/m2(E)を、開始状態と比較して実質的に1.42に維持した。
上記Aで説明した公称負荷での生産から、質量流量m20を6005kg/hに減少させた(m20(E)/m20(A)=m2(E)/m2(A)=0.6005に対応)。質量流量m10を5945kg/hに減少させ、すなわち、比率m1(E)/m2(E)を、開始状態と比較して実質的に1.43に維持した。実施例3との比較によるm10(E)とm20(E)のわずかな名目上の違いは、比較可能性を損なうものではない。
上記Aで説明した公称負荷での生産から、質量流量m20を6011kg/hに減少させた(m20(E)/m20(A)=m2(E)/m2(A)=0.6011に対応)。質量流量m10を6064kg/hに減少させ、すなわち、比率m1(E)/m2(E)を、開始状態と比較して1.46に増大させた。
Claims (13)
- 硝酸(2)および硫酸(3)によるベンゼン(1)のニトロ化を含む、ニトロベンゼンを調製する連続操作方法であって、
(i)前記ニトロ化には、
・ベンゼン(1)を含み、該ベンゼン(1)の質量比がw1である、質量流量がm10の流れ10、
・硝酸(2)を含み、該硝酸(2)の質量比がw2である、質量流量がm20の流れ20、
・硫酸(3)を含み、該硫酸の質量比がw3である、質量流量がm30の流れ30が適用され;
(ii)w1およびw2の定められた値に対して、ベンゼン(1)が硝酸(2)に対して化学量論的に過剰になるようにm10およびm20が常に選択され、
(iii)・(ii)に対して選択される硝酸(2)の質量流量m2(A)=m20(A)・w2(A)、ベンゼン(1)の質量流量m1(A)=m10(A)・w1(A)、および硫酸(3)の質量流量m3(A)=m30(A)・w3(A)によって定義される開始状態Aから、・(ii)に対して選択される硝酸(2)の質量流量m2(E)=m20(E)・w2(E)、ベンゼン(1)の質量流量m1(E)=m10(E)・w2(E)、および硫酸(3)の質量流量m3(E)=m30(E)・w3(E)によって定義される最終状態Eまでに、
質量流量m20でニトロ化に供給される硝酸(2)の量が所望の変化をした場合、質量流量m20でニトロ化に供給される硝酸(2)の量の少なくとも1つのそのような変化が達成され、質量流量m20でニトロ化に供給される硝酸(2)の量の少なくとも1つのそのような変化が、
(I)0.50時間を超える時間での値m2(E)<0.95・m2(A)への減少、または、
(II)0.50時間を超える時間での値m2(E)>1.05・m2(A)への増大となるように、質量流量m20および質量比w2は、所望の値m2(E)が確立されるように選択され、
(I)の場合、
(a)比率m1(E)/m2(E)は、m1(A)/m2(A)と比較して、1.03・m1(A)/m2(A)≦m1(E)/m2(E)≦1.50・m1(A)/m2(A)となうように増大し、かつ、
比率m2(E)/m3(E)は、比率m2(A)/m3(A)と比較して、0.98・m2(A)/m3(A)≦m2(E)/m3(E)≦1.02・m2(A)/m3(A)となるように最大限に変更されるか、または、
(b)比率m2(E)/m3(E)は、比率m2(A)/m3(A)と比較して、0.45・m2(A)/m3(A)≦m2(E)/m3(E)≦0.97・m2(A)/m3(A)となるように減少し、かつ、
比率m1(E)/m2(E)は、比率m1(A)/m2(A)と比較して、0.98・m1(A)/m2(A)≦m1(E)/m2(E)≦1.02・m1(A)/m2(A)となるように最大限に変更されるか、または、
(c)比率m1(E)/m2(E)は、m1(A)/m2(A)と比較して、1.03・m1(A)/m2(A)≦m1(E)/m2(E)≦1.50・m1(A)/m2(A)となるように増大し、かつ、
比率m2(E)/m3(E)は、比率m2(A)/m3(A)と比較して、0.45・m2(A)/m3(A)≦m2(E)/m3(E)≦0.97・m2(A)/m3(A)となるように減少し;
(II)の場合、
(a)比率m1(E)/m2(E)は、m1(A)/m2(A)と比較して、0.45・m1(A)/m2(A)≦m1(E)/m2(E)≦0.97・m1(A)/m2(A)となるように減少し、かつ、
比率m2(E)/m3(E)は、比率m2(A)/m3(A)と比較して、0.98・m2(A)/m3(A)≦m2(E)/m3(E)≦1.02・m2(A)/m3(A)となるように最大限に変更されるか、または、
(b)比率m2(E)/m3(E)は、比率m2(A)/m3(A)と比較して、1.03・m2(A)/m3(A)≦m2(E)/m3(E)≦1.50・m2(A)/m3(A)となるように増大し、かつ、
比率m1(E)/m2(E)は、比率m1(A)/m2(A)と比較して、0.98・m1(A)/m2(A)≦m1(E)/m2(E)≦1.02・m1(A)/m2(A)となるように最大限に変更されるか、または、
(c)比率m1(E)/m2(E)は、m1(A)/m2(A)と比較して、0.45・m1(A)/m2(A)≦m1(E)/m2(E)≦0.97・m1(A)/m2(A)となるように減少し、かつ、
比率m2(E)/m3(E)は、比率m2(A)/m3(A)と比較して、1.03・m2(A)/m3(A)≦m2(E)/m3(E)≦1.50・m2(A)/m3(A)となるように増大する、
前記方法。 - ベンゼンからニトロベンゼンへのニトロ化が断熱的に行われる、請求項1に記載の方法。
- ベンゼンからニトロベンゼンへのニトロ化が以下の工程を含む、請求項2に記載の方法:
(I)ベンゼン含有流10を質量流量m10で、硝酸含有流20を質量流量m20で、硫酸含有流30質量流量m30で反応器内に導入し、反応器内でベンゼンを硝酸と硫酸でニトロ化してニトロベンゼンを形成する工程;
(II)工程(I)からの反応混合物の相を、相分離装置で水性硫酸含有相と有機ニトロベンゼン含有相とに分離する工程;
(III)蒸発装置で水を蒸発させることにより、工程(II)で得られた水相を濃縮して、硫酸濃度が高められた水性硫酸含有相を得、濃縮硫酸含有水相を工程(I)に再循環させ、硫酸含有流30の成分とし使用する工程;
(IV)工程(II)で得られた有機ニトロベンゼン含有相を少なくとも2段階で洗浄し、各段階の後に水相を分離する工程;
(V)工程(IV)の最後の段階で得られた有機ニトロベンゼン含有相を蒸留し、未変換ベンゼンを除去し、これを工程(I)に再循環させ、ベンゼン含有流10の成分として使用する工程。 - 比率m1(A)/m2(A)が1.26~1.74の範囲である、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
- 0.40・m2(A)≦m2(E)≦2.50・m2(A)である、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- (a)の変形が行われる請求項5に記載の方法であって、
(I)の場合、次の関係が適用され:
m2(E)が0.80・m2(A)以上、かつ0.95・m2(A)未満の範囲にある場合、m1(E)/m2(E)は1.03・m1(A)/m2(A)~1.20・m1(A)/m2(A)の範囲の値に調整され;
m2(E)が0.65・m2(A)以上、かつ0.80・m2(A)未満の範囲にある場合、m1(E)/m2(E)は1.20・m1(A)/m2(A)を超え、かつ1.40・m1(A)/m2(A)以下の範囲の値に調整され;かつ、
m2(E)が0.40・m2(A)以上、かつ0.65・m2(A)未満の範囲にある場合、m1(E)/m2(E)は1.40・m1(A)/m2(A)を超え、かつ1.50・m1(A)/m2(A)以下の範囲の値に調整され;
さらに、(II)の場合、次の関係が適用され:
m2(E)が1.05・m2(A)を超え、かつ1.50・m2(A)以下の範囲にある場合、m1(E)/m2(E)は0.97・m1(A)/m2(A)~0.75・m1(A)/m2(A)の範囲の値に調整され;
m2(E)が1.50・m2(A)を超え、かつ2.00・m2(A)以下の範囲にある場合、m1(E)/m2(E)は0.55・m1(A)/m2(A)以上、かつ0.75・m1(A)/m2(A)未満の範囲の値に調整され;かつ、
m2(E)が2.00・m2(A)を超え、かつ2.50・m2(A)以下の範囲にある場合、m1(E)/m2(E)は0.45・m1(A)/m2(A)以上、かつ0.55・m1(A)/m2(A)未満の範囲の値に調整される、
前記方法。 - 変形(b)が行われる請求項5に記載の方法であって、
(I)の場合、次の関係が適用され:
m2(E)が0.80・m2(A)以上、かつ0.95・m2(A)未満の範囲にある場合、m2(E)/m3(E)は0.80・m2(A)/m3(A)~0.97・m2(A)/m3(A)の範囲の値に調整され;
m2(E)が0.65・m2(A)以上、かつ0.80・m2(A)未満の範囲にある場合、m2(E)/m3(E)は0.65・m2(A)/m3(A)以上、かつ0.80・m2(A)/m3(A)未満の範囲の値に調整され;かつ、
m2(E)が0.40・m2(A)以上、かつ0.65・m2(A)未満の範囲にある場合、m2(E)/m3(E)は0.40・m2(A)/m3(A)以上、かつ0.65・m2(A)/m3(A)未満の範囲の値に調整され;
さらに、(II)の場合、次の関係が適用され:
m2(E)が1.05・m2(A)を超え、かつ1.50・m2(A)以下の範囲にある場合、m2(E)/m3(E)は1.03・m2(A)/m3(A)~1.50・m2(A)/m3(A)の範囲の値に調整され;
m2(E)が1.50・m2(A)を超え、かつ2.00・m2(A)以下の範囲にある場合、m2(E)/m3(E)は1.50・m2(A)/m3(A)を超え、かつ2.00・m2(A)/m3(A)以下の範囲の値に調整され;かつ、
m2(E)が2.00・m2(A)を超え、かつ2.50・m2(A)以下の範囲にある場合、m2(E)/m3(E)は2.00・m2(A)/m3(A)を超え、かつ2.50・m2(A)/m3(A)以下の範囲の値に調整される、
前記方法。 - 変形(c)が行われる請求項5に記載の方法であって、
(I)の場合、次の関係が適用され:
m2(E)が0.80・m2(A)以上、かつ0.95・m2(A)未満の範囲にある場合、m1(E)/m2(E)は1.03・m1(A)/m2(A)~1.20・m1(A)/m2(A)の範囲の値に調整され、かつ、m2(E)/m3(E)は0.80・m2(A)/m3(A)~0.97・m2(A)/m3(A)の範囲の値に調整され;
m2(E)が0.65・m2(A)以上、かつ0.80・m2(A)未満の範囲にある場合、m1(E)/m2(E)は1.20・m1(A)/m2(A)を超え、かつ1.40・m1(A)/m2(A)以下の範囲の値に調整され、かつ、m2(E)/m3(E)は0.65・m2(A)/m3(A)以上、かつ0.80・m2(A)/m3(A)未満の範囲の値に調整され;かつ、
m2(E)が0.40・m2(A)以上、かつ0.65・m2(A)未満の範囲にある場合、m1(E)/m2(E)は1.40・m1(A)/m2(A)を超え、かつ1.50・m1(A)/m2(A)以下の範囲の値に調整され、かつ、m2(E)/m3(E)は0.40・m2(A)/m3(A)以上、かつ0.65・m2(A)/m3(A)未満の範囲の値に調整され;
さらに、(II)の場合、次の関係が適用され:
m2(E)が1.05・m2(A)を超え、かつ1.50・m2(A)以下の範囲にある場合、m1(E)/m2(E)は0.75・m1(A)/m2(A)~0.97・m1(A)/m2(A)の範囲の値に調整され、かつ、m2(E)/m3(E)は1.03・m2(A)/m3(A)~1.50・m2(A)/m3(A)の範囲の値に調整され;
m2(E)が1.50・m2(A)を超え、かつ2.00・m2(A)以下の範囲にある場合、m1(E)/m2(E)は0.55・m1(A)/m2(A)以上、かつ0.75・m1(A)/m2(A)未満の範囲の値に調整され、かつ、m2(E)/m3(E)は1.50・m2(A)/m3(A)を超え、かつ2.00・m2(A)/m3(A)以下の範囲の値に調整され;かつ、
m2(E)が2.00・m2(A)を超え、かつ2.50・m2(A)以下の範囲にある場合、m1(E)/m2(E)は0.45・m1(A)/m2(A)以上、かつ0.55・m1(A)/m2(A)未満の範囲の値に調整され、かつ、m2(E)/m3(E)が2.00・m2(A)/m3(A)を超え、かつ2.50・m2(A)/m3(A)以下の範囲の値に調整される、前記方法。 - 0.98・m3(A)≦m3(E)≦1.02・m3(A)である、請求項7または8に記載の方法。
- w1(A)=w1(E)および/またはw2(A)=w2(E)および/またはw3(A)=w3(E)である、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。
- w1(A)=w1(E)、w2(A)=w2(E)およびw3(A)=w3(E)である、請求項10に記載の方法。
- (I)の場合において、質量流量m20でニトロ化に供給される硝酸(2)の量の減少を含み、該減少が変形(b)によって行われる、請求項1~11のいずれか一項に記載の方法。
- (II)の場合において、質量流量m20でニトロ化に供給される硝酸(2)の量の増大を含み、該増大が変形(b)によって行われる、請求項1~12のいずれか一項に記載の方法。
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