JPH03103316A - 硝酸の回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、芳香族化合物例えばベンゼン及びトルエンの
混酸ニトロ化において発生する硝酸の回収及び濃縮のた
めの改良された方法に関する。

発明の背景 ニトロ芳香族化合物例えばモノニト口ベンゼン、ジニト
ロベンゼン、モノニトロトルエン、ジニトロトルエン及
びトリニトロトルエンを生威させる芳香族化合物例えば
ベンゼン及びトルエンの二１一〇化は、かなりの期間、
実施されてきた。モノ及びジニトロベンゼン並びにニト
ロトルエンを生成させるために、商業ベースでは二つの
技術が主に使用される。一つのニトロ化の方法は、濃硝
酸、例えば９５〜９８％硝酸を用い、そしてもう一つは
、硝酸濃度が約６３〜６７％でありそして硫酸濃度が約
９３〜９９重量％である硫酸及び硝酸の混合物から戊る
混酸を用いるものである。これらのニトロ化の方法の両
方が、未反応硝酸、副生物の水、及び生戊物かも除去し
なければならないその他の不純物を含む廃酸を発生させ
る。

どちらのニトロ化による廃酸からの硝酸の回収及び濃縮
にも種々の問題が伴うが、混酸処理において発生した廃
酸からの硝酸の回収及びこれに続く、ニトロ化のための
硝酸及び硫酸の濃縮は、かなりの問題を呈示する。この
廃酸媒体から硝酸を回収するために数個の方法が考案さ
れた。その例として芳香族化合物、例えば、トルエンの
モノニトロ化からの水性廃酸を脱硝するための方法を開
示しているｕ．ｓ．４，４９６，７８２がある。その特
許中に記されているように、廃混酸からの硝酸の回収は
、炭化した、すなわち黒い廃酸は産業界で受け入れられ
ないので、硫酸の変色（炭化）の危険を回避するために
処理は最小でなければならない。廃酸から硝酸を回収す
るための技術の一つは、過剰の芳香族のニトロ化できる
化合物によって反応を実施することであった。例えば硝
酸を含む粗製のニトロベンゼン生成物を新しいベンゼン
と接触させるＵ．Ｓ．４，０２１，４９８及び２，８４
９，４９７である。

Ｕ．Ｓ．４，６５０，９１２は、芳香族炭化水素のニト
ロ化から得られた、硝酸及び亜硝酸含有廃酸を、廃酸相
に芳香族炭化水素を添加しそして暗い赤ないし黒色の外
観に関して脱硝反応を光度測定して監視することによっ
て、脱硝する方法を開示している。その時点で、芳香族
炭化水素供給速度を減らすかまたは媒体に硝酸を添加す
ることによって、芳香族炭化水素一硝酸のモル比を色を
除くために調節した。

ドイツ公報Ｐ　２３　３８　４７９．４は、濃硝酸処理
法を使用することによる芳香族化合物のニトロ化によっ
て得られる、硝酸含有ニトロ化生成物の後処理のための
方法を開示している。有機ニトロ化合物及び濃硝酸の溶
液からの硝酸の回収に伴う問題のために、この硝酸一ニ
トロ芳香族溶液に硫酸を添加し、そして次に蒸留によっ
て硝酸を回収した。

発明の要約 本発明は、芳香族化合物のニトロ化のための混合硫酸一
硝酸処理法において発生する廃酸から硝酸を回収及び濃
・縮するための改良された方法に関する。さらに詳細に
は、混酸処理法による芳香族炭化水素のニトロ化から得
られる、硝酸、硫酸及び低沸のニトロ芳香族化合物を含
む廃酸流れから硝酸を回収及び濃縮するための改良は：
硫酸、硝酸及びニトロ芳香族化合物を含む廃酸流れを、
大気圧で約２　０　０　’Ｏまたはそれ未満の沸点を有
する低沸点のニトロ芳香族化合物を大気圧で３００℃よ
り高い沸点を有するより高沸点のニトロ芳香族化合物に
変換するのに充分な時間約１２０〜２００℃の温度に加
熱すること；加熱された硫酸／硝酸流れを５〜１５ｐｓ
ｉａの範囲の圧力で運転されているフラッシュドラムに
通し、それによって塔頂分として硝酸を、モして塔底液
体流れとして高沸点の三トロ芳香族化合物を含む硫酸流
れを遊離させることから或る。フラッシュドラムからの
硝酸蒸気流れを冷却し、そして次に生或する硝酸流れを
蒸留して、濃硝酸塔底分及び塔頂分としての水留分を得
る。好ましい実施態様においては、フラッシュドラムか
ら回収される硫酸をストリツビング力ラムに仕込み、そ
こでニトロ芳香族化合物が取り出される。

本発明を実施することにより次のような顕著な利点が得
られる： 芳香族化合物の混酸ニトロ化から得られる廃酸から硝酸
を、廃酸中の硫酸を炭化すなわち汚染することなく、回
収しそして濃縮する能力：廃水流れ中の硝酸を減らすス
トリッピング操作から硝酸を回収する能力、例えば、低
下したｐＨを有する廃水流れを生成させることによる；
芳香族化合物の混酸ニトロ化において再使用するのに充
分な濃度で硝酸を回収する能力：及び 再使用のために廃酸から硫酸を回収する能力Ｏ 発明の詳細な説明 発明の理解を容易にするＩ；めに、図面により説明する
。

本方法においては、０．１〜５％の硝酸、６５〜７５％
の硫酸、及び大気圧で約２００℃またはそれ未満の沸点
を有する典型的には約２重量％より多くないニトロ芳香
族化合物を含む、芳香族化合物、例えば、ベンゼンまた
はトルエンの混酸ニトロ化から得られた廃酸をライン２
を通して熱交換器４に仕込む。この熱交換器においては
、廃酸相を約１２０〜２００℃の範囲の温度に加熱する
．この加熱段階の間に、約２００℃またはそれ未満の沸
点を有するニトロ芳香族化合物が、大気圧で約３００℃
より高い沸点を有するより大きな高分子量のニトロ芳香
族化合物に変換される。この変換工程には通常は１分未
満の滞留時間を必要とするが、もっと長い反応時間も大
きな不利益なしＣこ利用することができる。

より大きな高分子量のニトロ芳香族化合物を含む熱い廃
酸は、ライン６を通して熱交換器４から取り出され、そ
して硫酸及びニトロ芳香族化合物と硝酸との間のより大
きな相対揮発性の差のために、硝酸を７ラッシュするこ
とができる。これは、この流れを、典型的には約５〜ｌ
５ｐｓｉａの範囲の圧力で操作されるフラッシュドラム
８または減圧のその他のゾーンに通し、そして塔頂流れ
１０として硝酸を取り出すことによつて達戊される。フ
ラッシュドラムの操作温度が増加するにつれて、それだ
け多くの水がラインｌＯを経て取り出される蒸気と共に
運び出され、かくしてフラッシュドラム８から運び出さ
れる硝酸蒸気の希釈が行われる。もしフラッシュドラム
８中の圧力を低下させると、やはりそれだけ多くの水が
硝酸と共に運び出される。

硫酸／ニトロ芳香族化合物水一含有流れは、ラインｌ２
を経てフラッシュドラム８から塔底液体流れとして取り
出される。この流れ中に残留するニトロ芳香族は、典型
的には、種々の充填物、例えばボールリング、ラシッヒ
リング、サドルまたはその他の充填物が充填されている
水蒸気ストリッピング力ラムｌ３にこの流れを仕込むこ
とによってその流れから取り出される。ニトロ芳香族化
合物はラインｌ４を経て塔頂留分として、そして硫酸は
ラインｌ６を経て塔底留分として取り出される。先行技
術の抽出方法の多くのものとは違って、水蒸気ストリッ
ピング力ラムｌ３から取り出される硫酸は透明であり、
そして参考までに本明細書中に組み込まれるＵ．Ｓ．４
，４０９．０６４中に述べられた硫酸濃縮方法による濃
縮に適している。

フラッシュドラムからの硝酸はラインｌＯを通って塔頂
蒸気として取り出されそして次に蒸留力ラム２０に仕込
まれる。蒸留は、約２ｐｓｉａ〜大気圧の圧力でそして
５０〜２００℃の範囲の温度で実施される。塔頂分はラ
イン２２を通ってカラム２０から取り出される。これは
実質的に硝酸を含まずそしてその一部はコンデンサー２
３中で凝縮される。コンデンサー２３からの蒸気の一部
はライン２４を通って取り出されそして液体凝縮物はラ
イン２６を通って取り出される。この凝縮液の一部はラ
イン３０を経てカラム２０に返すためにポンブ２８によ
ってポンプ輸送される。弁３２は、還流としてのカラム
への凝縮液の流量を制御するだめに使用される。廃水は
ライン３４を通して下水道または、もし必要ならば処理
施設に排出される。

濃縮された硝酸の塔底留分は、ポンプ３８によってライ
ン３６を経てカラム２０から取り出される。この塔底留
分は４５〜６５重量％の濃度範囲で硝酸を含み、任意の
芳香族化合物例えばベンゼン及びトルエンの混酸ニトロ
化のための補充として使用することができる。塔底留分
の一部は交換器４０中での加熱の後でライン４２を経て
カラムの底に戻され、モして塔底留分の残りはライン４
４を経て取り出され、流量は弁４６によって制御される
。

以下の実施例は、本発明の実施態様を示すものであって
、本発明の範囲を限定するためのものではない。

実施例ｌ 廃酸供給物を図面中で述べられた工程機構に従って処理
した。以下の表は、処理条件、例えば流量、温度、及び
圧力、並びに処理の種々の工程での化合物の大体の重量
パーセントを示す。

各流れの番号は、図面中の番号に対応する。

【図面の簡単な説明】

図面は、 硝酸の回収のためのプロセス機構の 工程系統図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ニトロ芳香族化合物並びに、未反応硝酸、硫酸及び
   その中に溶解されたニトロ芳香族化合物を含む廃酸を生
   成させるのに充分な温度及び圧力で、硫酸及び硝酸の混
   酸を芳香族化合物と接触させる芳香族化合物の混酸ニト
   ロ化から得られる廃酸から硝酸を回収及び再生する方法
   において、 該廃酸を、該廃酸中のニトロ芳香族物質を 大気圧で３００℃より高い沸点を有するニトロ芳香族化
   合物に変換させるのに充分な時間約１２０〜２００℃の
   温度に加熱すること； ３００℃より高い沸点を有するニトロ芳香族化合物を含
   む、生成する熱い廃酸をフラッシュ蒸留すること；そし
   て 予め選択された濃度で塔頂蒸気留分として 硝酸を、並びに硫酸及びニトロ芳香族物質を含む塔底液
   体流れを取り出すこと； を改良点とする方法。 ２）該廃酸を、１分未満の間１２０〜２００℃の温度に
   加熱する、請求項１記載の方法。 ３）該フラッシュ蒸留ステップを、５〜１５ｐｓｉａの
   圧力及び１５０〜２００℃の温度で実施する、請求項１
   記載の方法。 ４）該フラッシュ蒸留からの塔頂分として取り出された
   硝酸を、２ｐｓｉａ〜大気圧の圧力及び５０〜２００℃
   の温度で更に蒸留して、４５〜６５重量パーセントの濃
   度を有する塔底留分としての硝酸を生成させる、請求項
   ３記載の方法。 ５）該芳香族化合物がトルエンである、請求項４記載の
   方法。 ６）該芳香族化合物がベンゼンである、請求項４記載の
   方法。 ７）該硫酸中のニトロ芳香族物質を硫酸から水蒸気スト
   リップする、請求項５記載の方法。