NL8602711A - Gecombineerde bereiding van een aromatisch monoamine en een aromatisch diamine rechtstreeks uit benzeen of een benzeenderivaat via geregelde nitrering. - Google Patents

Description

* * -* -1-

Gecombineerde bereiding van een aromatisch mono^amine en een aromatisch diamine rechtstreeks uit benzeen of een benzeenderivaat via geregelde nitrering.

De uitvinding heeft in de eerste plaats betrekking op de gecombineerde bereiding van een aromatisch monoamine en een aromatisch diamine rechtstreeks uit benzeen of een benzeenderivaat via geregelde nitrering. Meet in het bij-5 zonder heeft de uitvinding betrekking op een tweetrapswerk-wijze voor de doeltreffende gezamenlijke bereiding van aniline en m-fenyleendiamine onder toepassing van de rechtstreekse nitrering van benzeen en daaropvolgende reductie.

m-Fenyleendiamine werd in het algemeen bereid on-10 der toepassing van de reductie van m-dinitrobenzeen. Deze werkwijze is relatief kostbaar in die zin, dat het gebruikte m-dinitrobenzeen wordt verkregen via de complete dinitre-ring van benzeen die daarna wordt afgescheiden en gezuiverd voorafgaande aan de reductie. Deze zuivering omvat de reac-15 tie met een stof zoals natriumsulfiet dat het onwenselijk o-dinitrobenzeen en p-dinitrobenzeen in een waterige fase brengt, hetgeen leidt tot een grote hoeveelheid afvalwater zoals beschreven is bijvoorbeeld in het Amerikaanse octrooi-schrift 3.086.063. Het m-fenyleendiamine moet daarna worden 20 gescheiden van reactie-onzuiverheden na de reductie. m-Feny-leendiamine werd ook bereid door reductie van dinitrobenzeen, gevolgd door afscheiding van m-fenyleendiamine uit o-fenyleen-diamine en p-fenyleendiamine. Hoewel minder kostbaar dan bovenstaande werkwijze, wordt het gebruikt dinitrobenzeen ver-25 kregen door volledige dinitrering van benzeen dat moet worden geëxtraheerd of afgescheiden als een vaste stof uit het reactiemedium.

Meer onlangs werd in het Amerikaanse octrooischrift 4.185.086 de hydrogenering beschreven van een mengsel van 30 een aromatische mononitroverbinding en een aromatische dini-troverbinding in de vloeibare fase. Volgens de werkwijze liet men waterstof en een homogeen of heterogeen vloeistof-mengsel van tenminste 25 gew.% van een aromatische dinitroverbinding en/of tenminste 25 gew.% van een mononitromono-35 aminoverbinding en tenminste 25 gew.% van een aromatische . mononitro non-aminoverbinding reageren onder krachtig roeren 3602711 * \ 1 ΐ * -2- r in de aanwezigheid van een hydrogeneringskatalysator bij een temperatuur van ongeveer 75-225°C en een druk van ongeveer 50-800 psi (344-5500 kPa). Volgens het octrooischrift worden zuivere of relatief zuivere nitroprodukten als uitgangsmate-5 rialen in de werkwijze gebruikt ter bereiding van een mengsel van de monoamino en diaminoverbindingen die daarna worden gescheiden door destillatie. Dienovereenkomstig wordt de werkwijze relatief duur omdat het noodzakelijk is de uitgangsmaterialen en daarna de eindprodukten te scheiden en 10 te zuiveren; en bovendien zijn de reactiesnelheden bij de vloeistoffasehydrogenering relatief langzaam, hetgeen leidt tot hoog energieverbruik en lage benutting van de reactor.

In de eerste plaats is een doel van de uitvinding het verschaffen van een werkwijze voor de gecombineerde be-15 reiding van aniline en m-fenyleendiamine die relatief snel en goedkoop is.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een tweetrapswerkwijze voor gecombineerde bereiding van aniline en m-fenyleendiamine rechtstreeks uit benzeen 20 en salpeterzuur zonder dat isolering en isomeerzuivering van dinitrobenzeen noodzakelijk is.

Een ander doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een werkwijze voor het bereiden van m-fenyleendiamine uit benzeen in een geheel continue werkwijze. 25 Een ander doel van de uitvinding is het verschaf fen van een werkwijze voor de gecombineerde bereiding van een aromatisch monoamine en een aromatisch diamine rechtstreeks uit benzeen of een benzeenderivaat en salpeterzuur zonder dat tussengelegen isomeerzuivering of afscheiding noodzake-30 lijk is.

Bovenstaande en andere doelen volgens de uitvinding zullen blijken uit de nu volgende algemene beschrijving en de gedetailleerde uitvoeringsvormen die op het ogenblik de voorkeur hebben.

35 Volgens de uitvinding laat men in een eerste trap benzeen reageren met salpeterzuur in de aanwezigheid van zwavelzuur in de vloeibare fase ter bereiding van mononitroben-zeen en m-dinitrobenzeen in grotere hoeveelheden, en o-dini-trobenzeen en p-dinitrobenzeen in kleinere of sporehoeveel-40 heden. De eerste trap wordt gekenmerkt doordat in een voor- 8602711 >1 "3‘ * 4 keur-uitvoeringsvorm het benzeen wordt genitreerd in twee reactoren. In de ene reactor wordt benzeen omgezet in mono-nitrobenzeen, en in de tweede reactor wordt ongeveer 40-20% van het mononitrobenzeen omgezet in dinitrobenzeen. Het in 5 het dinitrobenzeen omgezette percentage is slechts in die mate kritisch, dat het dient te liggen beneden de hoeveelheid waarbij kristallisatie van het dinitrobenzeen zal optreden.

In deze trap van nitrering is het dinitrobenzeen oplosbaar in het mononitrobenzeen dat aanwezig is in een punt nabij 10 het eutecticum in de vriespuntskromme van het monodinitro en dinitrobenzeen. Dit is in het bijzonder voordelig omdat de nitrering in één stap kan worden uitgevoerd zonder extra extrahering of zonder een toegevoegd oplosmiddel. Opgemerkt wordt echter, dat bij zelfs dit relatief lage niveau van ni-15 trering de vorming van het dinitrobenzeen een vertragere reactie is die stringentere omstandigheden vereist dan bij de vorming van het mononitrobenzeen het geval is.

Dienovereenkomstig wordt in een beschreven voor-keur-uitvoeringsvorm van de werkwijze een sterk of gecon-20 centreerd mengsel van salpeterzuur en zwavelzuur toegevoerd aan de dinitreringsreactor ter vorming van het dinitrobenzeen uit mononitrobenzeen. Het verdunde zuur, nevenprodukt van de dinitreringsreactie bevattende een mengsel van salpeterzuur en zwavelzuur en een kleine hoeveelheid dinitrobenzeen wordt 25 toegevoerd aan de mononitreringsreactor waar het wordt gemengd met extra zwavelzuur en salpeterzuur, en men het laat reageren met benzeen ter vorming van het mononitrobenzeen. Daartoe is een tegenstroom van mononitrobenzeen en dinitre-ringsnevenproduktzuur tussen de twee reactoren aanwezig. Deze 30 tegenstroom is voordelig in die zin, dat, omdat mononitrering een minder geconcentreerd zuur nodig heeft, hetzelfde zwavelzuur in elke reactor wordt gebruikt, en ook wordt dinitrobenzeen opgelost in het dinitreringsnevenproduktzuur geëxtraheerd met benzeen en mononitrobenzeen en in kringloop door 35 het systeem teruggeleid. In een andere mogelijke uitvoeringsvorm is mononitrobenzeen het uitgangsmateriaal en wordt genitreerd tot een 40-20%'s oplossing van dinitrobenzeen. Deze andere mogelijke werkwijze heeft niet de voordelen die geschetst zijn voor de tegenstroomwerkwijze. Als een andere 40 modificatie van deze uitvoeringsvormen kunnen hulpreactoren i 8602711 _4 - i' ' ’ ‘ worden gebruikt benedenstrooms ten opzichte van de hoofdreac tor ter verbetering van het rendement van de dinitrerings-en mononitreringsreacties. Het reactiemengsel van mono- en dinitrobenzenen wordt zonder dinitrobenzeenafscheiding of 5 isomeerzuivering, in een tweede trap onderworpen aan hydro-genering in de gasfase in de aanwezigheid van een katalysator. De produkten van de reactie zijn aniline in meerder-heidshoeveelheid, m-fenyleendiamine in een kleinere hoeveelheid, en het o-fenyleendiamine en p-fenyleendiamine in spore-10 hoeveelheden. Deze trap van de werkwijze wordt gekenmerkt doordat de reactie wordt uitgevoerd in de gasfase en doordat het vloeibare produkt van de reactie, dat wil zeggen aniline, als een produktverdunningsmiddel dient. De produkten van de reactie worden gescheiden door destillatie. De 15 reactie verloopt als volgt: eerste trap .

NO 2 H2SO4

(a) I + HNO3 -> [ (I

vloeistof- . fase .

NO2 NO2 NO2 (b) Cjl + hso3 O + Cjl + «20 fase N02 + o-dmitro- 80-60% 20-40% benzeen + p-dinitro-benzeen tweede trap ,.

. __ -'J* NO2 no2 nh2 nh2 Ö · ól . . ö * *> .

NO 2 Gas NH2 + o-fenyleen 80-60% 20-40% ‘ fase 80-60% 20-40% diamine ^ + p-fenyleen diamine 860 27 1 1 9 i -5-

Een voordeel in de eerste plaats van de werkwijze volgens de uitvinding bestaat eruit, dat men in staat is rechtstreeks over te gaan vanuit benzeen tot de aromatische mono- en diamino-eindprodukten zonder dat scheiding of iso-5 meerzuivering van de tussenmaterialen, dat wil zeggen het mononitrobenzeen en dinitrobenzeen, noodzakelijk is. Een verder voordeel bestaat eruit, dat, omdat de eerste trap van de reactie kan worden uitgevoerd in de vloeistoffase en de tweede stap van de reactie in de gasfase onder toepassing van 10 aniline als een produktverdunningsmiddel, het mogelijk is m-fenyleendiamine met hoog smeltpunt te bereiden in bestaande relatief goedkope verwerkingsapparatuur. Dit maakt gespecialiseerde apparatuur ter bereiding van materialen met hoog smeltpunt niet langer noodzakelijk. Dienovereenkomstig is het 15 mogelijk te bereiden wat tot nu toe waren "speciale chemicaliën” of chemicaliën die speciale verwerking vereisten als co-produkt van anilineproduktie op commerciële schaal. Deze tweetrapswerkwijze, waarbij de eerste trap in de vloeistoffase verloopt en de tweede trap in de gasfase met aniline als 20 verdunningsmiddel verloopt, biedt aanzienlijke, commerciële voordelen. Een verder belangrijk voordeel bestaat eruit, dat, bij toepassing van tegenstroom van reagentia in de eerste trap van de werkwijze, dat wil zeggen het mononitrobenzeen en mengsel van verdund salpeterzuur en verdund zwavelzuur, tus-25 sen de twee reactoren grotere rendementen en kortere verwerkingstijden mogelijk zijn, hetgeen het energieverbruik van de werkwijze vermindert.

Hoewel de uitvinding in de eerste plaats beschreven is onder verwijzing naar de co-produktie van aniline en 30 m-fenyleendiamine, zal het aan de deskundigen duidelijk zijn dat de werkwijze kan worden gebruikt ter bereiding van analoge monoamino en diaminoverbindingen rechtstreeks uit een derivaat van benzeen, waarbij de nitro- en dinitrotussenpro-dukten worden gevormd. Een deskundige zal ook inzien, dat de 35 procesomstandigheden kunnen worden gevarieerd ter verschaffing van hoger genitreerde verbindingen door toeneming van de hoeveelheid salpeterzuur en zwavelzuur die gebruikt worden in de eerste trap van de reactie.

Nu de uitvinding in algemene termen is beschreven, 40 zullen uitvoeringsvormen die op het ogenblik de voorkeur heb- 8302711 j ? * 75 ‘ -6- ben, naar voren worden gebracht onder verwijzing naar de tekening waarin

Fig.1 een reactorschema is voor de bereiding van mononitro en dinitrobenzeen uit benzeen of dinitrobenzeen uit 5 mononitrobenzeen volgens de eerste trap van de werkwijze volgens de uitvinding; fig.2 een reactorschema is voor de gasfasehydroge-nering van nitrobenzenen volgens de tweede trap van de werkwijze volgens de uitvinding; en 10 fig.3 een vriespuntskromme is van mengsels van mo nonitro en dinitrobenzeen verzadigd met water.

In de voorkeur-uitvoeringsvormen is alles vermeld in gew.delen tenzij anders gespecificeerd is.

Eerst wordt verwezen naar fig.1 van de tekening.

15 Het reactorsysteem dat in de eerste trap van de werkwijze volgens de uitvinding wordt gebruikt, omvat een meervoudig aantal reactoren 3, 6 en 8 ter uitvoering van een continue, vloeistoffase nitreringswerkwijze. Dit reactorsysteem sluit de reactoren in die noodzakelijk zijn voor de bereiding van 20 dinitrobenzeen rechtstreeks uit benzeen. Het systeem kan echter ook werken zoals hierna in voorbeeld I zal worden beschreven waarbij gebruik wordt gemaakt van mononitrobenzeen als de primaire voeding ter bereiding van dinitrobenzeen. Verder kunnen twee dergelijke systemen in combinatie worden gebruikt 25 zoals hierna in voorbeeld II zal worden beschreven, ter bereiding van mononitrobenzeen en dinitrobenzeen rechtstreeks uit benzeen. Het hele systeem is opgebouwd uit roestvrij staal. Verder bevat elke reactor van het systeem een roerder, niet weergegeven, en de vloeistof in de reactoren worden goed ge-30 roerd tijdens deze trap van de werkwijze. Temperatuurregeling wordt in stant gehouden door inwendige warmtewisselaars in elke reactor, opnieuw niet weergegeven, zoals conventioneel gebeurt.

Nu wordt verwezen naar fig.2 van de tekening. Het 35 hydrogeneringssysteem dat in de tweede trap van de werkwijze wordt gebruikt, maakt gebruik van een paar gas-fasereactoren 26 en 28 die in serie staan, en elk een katalysatorbed insluiten. Het systeem, zoals vollediger in de werkingsvoor-beelden zal worden beschreven, sluit naast de reactoren in 40 een gasverhitter 52 ter verhitting van de reagentia, warmte- 8502711 -7- «r « wisselaars 36, 38, gas-naar-gasuitwisselaar 40, condensor 42, compressor 46, gas-vloeistofscheider 44, extraheerinrichting 20, en zuiveringsinrichting 50. Het waterstofgas wordt gebruikt ter gedeeltelijke regeling van de temperatuur van het 5 systeem.

Voorbeeld I.

Bij een werkwijze ter bereiding van m-fenyleendia-mine uit mononitrobenzeen, waarbij wordt verwezen naar fig.1 van de tekening, worden zwavelzuur en salpeterzuur uit in-10 laten 1 en 2 voorgemengd en continu toegevoerd aan de eerste of hoofdnitreringsreactor 3. Een organische stroom 4 bevattende grotendeels nitrobenzeen met minderheidshoeveelheden benzeen en dinitrobenzeen wordt continu vanuit gasreiniger/-nitreringsreactor toegevoerd aan de hoofdnitreringsreactor 3 15 waarbij hij wordt geleid door een scheidercentrifuge 5 waar gebruikt H2SO^ met sporehoeveelheden HNO^ wordt afgescheiden ter terugwinning. De meeste nitrering van het mononitrobenzeen treedt op in de hoofdnitreringsreactor 3. Bij de weergegeven uitvoeringsvorm wordt echter een hulpreactor 8 gebruikt 20 voor groter rendement. Zo stroomt een mengsel grotendeels bevattende nitrobenzeen, dinitrobenzeen, H^O^ en H20 met een kleine hoeveelheid HNO^ continu uit reactor 3 door inlaat 7 naar de hulpnitreringsreactor 8 waar men de reactie tot voltooiing laat komen. Het mengsel van reactieprodukt uit reac-25 tor 8 wordt continu verwijderd en geleid door centrifugeschei-der 9 waar verdund zuur en genitreerde produkten worden gescheiden. De genitreerde produkten uit centrifuge 9 bestaande grotendeels uit nitrobenzeen en dinitrobenzeen met enige opgeloste zuur en nevenprodukten, worden gewassen met NaOH en 30 H20 ter verwijdering van de sporen zuur en oxydatie nevenpro dukten. Het verdund zuur uit centrifuge 9 wordt continu gestuurd naar de reiniger/nitreringsreactor 6 waar men het laat reageren met een continue verse stroom van mononitrobenzeen, met een kleine hoeveelheid benzeen toegevoegd via inlaat 11.

35 Water wordt toegevoegd via inlaat 12 naarmate dat nodig is ter vermindering van de verdund zuurconcentratie tot bij benadering 70% H2SO^. Het mengsel uit de reiniger/nitreringsreactor 6 wordt continu verwijderd, waarbij het wordt geleid door centrifugescheider 5 waar de organische materialen wor-40 den afgescheiden van verbruikt zuur. De organische stroom 4 8602711 i , « -8- * » uit scheider 5 stroomt, en grotendeels bestaat uit mononitro-benzeen bevattende een kleine hoeveelheid dinitrobenzeen, wordt geleid naar de hoofdreactor 3 zoals boven vermeld. De verbruikte zuurstroom 10 uit de centrifugescheider 5, bestaan-5 de grotendeels uit 70%'s kan worden teruggewonnen of worden gebruikt voor andere doeleinden.

In de weergegeven uitvoeringsvorm wordt de ditre-ringsreactie geregels om te bereiken dat ongeveer 70% mononi-trobenzeen en ongeveer 30% dinitrobenzeen wordt verkregen.

10 Het is echter mogelijk en het kan wenselijk zijn de verhouding van mononitrobenzeen en dinitrobenzeen te regelen in het traject van ongeveer 60-80% mononitrobenzeen en 40-20% dinitrobenzeen. Binnen deze verhouding verloopt de reactie gemakkelijk en het is niet noodzakelijk speciale apparatuur 15 of oplosmiddelen te gebruiken ter vermijding van kristallisatie van het nitrobenzeen of ter compensering van andere karakteristieken van het dinitrobenzeen. Zoals is weergegeven in fig.3, is een mengsel van mononitrobenzeen en dinitrobenzeen in dit traject, verzadigd met water, aanwezig nabij 20 een eutectisch punt in de vriespuntskromme. Dit maakt nitre-ring in één stap mogelijk zonder dat extra extrahering of zonder dat toegevoegd oplosmiddel nodig is. Verder kan dezelfde oplossing van de nitrobenzeen en dinitrobenzeenreactie worden gehydrogeneerd in het beschreven systeem. De hoeveelheid 25 omzetting van nitrobenzeen of dinitrobenzeen kan worden geregeld binnen het gewenste traject door de zwavelzuur en salpeterzuurvoeding in te stellen of door de nitrobenzeenvoe-ding naar reactor 3 in te stellen.

Het systeem weergegeven in fig.1, werd in werking 30 gesteld door vat 6 en vat 3 te vullen met mononitrobenzeen en 70%'s ï^SO^ enig HNO^ bevattende. Een voeding van mononitrobenzeen met 5% benzeen werd toegevoerd aan de reiniger/-nitreringsreactor 6, en een vooraf berekende hoeveelheid (98%) en salpeterzuur (63%) werd toegevoerd aan de hoofdnitre-35 ringsinrichting 3. De snelheden van voeding van het mononitrobenzeen, en HNO^ werden zodanig ingesteld, dat de ge wenste produktsamenstelling werd verkregen. Gedurende deze gehele werkwijze werd de samenstelling van het verbruikt zuur uit de reiniger/nitreringsreactor 6 ingesteld op 70% door 40 toevoeging van water. Deze instelling is noodzakelijk teneinde S6Ö27 11 » % -9- een laag niveau van dinitrobenzeen in het verbruikt zuur in stand te houden. Aan het systeem werd elk uur een monster getrokken ter bepaling van organische materiaal- en zuursamen-stelling en voedingssnelheden werden ingesteld ter verkrij-5 ging van de gewenste resultaten. De temperatuur van de reactoren werd geregeld ter verkrijging van de gewenste resultaten gedurende de gehele reactie. De voedingssnelheden, temperatuur en samenstellingen werden daarna opgetekend als de optimale omstandigheden voor het reactorsysteem. De optimale 10 voedingssnelheid was 3,2 delen mononitrobenzeen, 3,18 delen H2S04 (98%), en 1,0 deel HNC>3 (63%).

Het organische produkt van de reactie bij reactoren 3 en 8 bestond uit mononitrobenzeen (65%) en dinitrobenzeen (35%). Een kleine hoeveelheid zuur werd in het organisch pro-15 dukt opgenomen. Het verdund zuur had naar doorleiding door scheider 9 de samenstelling van H2S04, 77,7%; HNO^, 0,8%; H20, 16,3%; nitrobenzeen, 2,4%; en dinitrobenzeen, 2,8%.

Het verbruikt zuur uit de reiniger/nitreringsreactor 6 bevatte 72,5% H2S04, 0,04% HNO-j, en sporen van mononitrobenzeen 20 en dinitrobenzeen. De organische voeding uit de reiniger/-nitreringsreactor 10 naar het hoofdnitreringsvat 3 bestond uit ni.trobenzeen, 91,9%; dinitrobenzeen, 4,6%, en benzeen, 3,5%. De temperaturen van de reactoren onder de optimale omstandigheden werden geregeld bij 42°C voor de reiniger/-25 nitreringsreactor 6, 53°C voor de hoofdnitreringsreactor 3, en 55°C voor het hulpnitreringsvat 7. De hoeveelheid nitrobenzeen tot dinitrobenzeen werd gemakkelijk geregeld binnen het gewenste traject van 60% tot 80% mononitrobenzeen en 40% tot 20% dinitrobenzeen door instelling van het zwavelzuur 30 en salpeterzuur; of door instelling van de mononitrobenzeen-voeding naar reactor 3. Geen kristallisatie van dinitrobenzeen werd tijdens deze werkwijze waargenomen. Het nevenprodukt zuur bevatte slechts sporen van organisch residu. Het mononitrobenzeen/dinitrobenzeenprodukt was gereed voor reduc-35 tie na wassing met NaOH/water.

Nu wordt verwezen naar fig.2 voor de tweede stap van de werkwijze volgens de uitvinding. Een katalysatorbed bevattende gelijke volumina koper bevattende hydrogenerings-katalysator werd aangebracht in elk van de'reactoren 26 en 40 28. Deze bedden werden in serie verbonden met voorzieningen 5 6 0 2 7 1 1 '5 * -10- voor temperatuurregulering aan de inlaat en uitlaat van elk bed. Voorzieningen werden gemaakt ter circulering van waterstof door de bedden en warmtewisselaars onder ongeveer 8 psig (55 kPa) en met een stroomsnelheid van 25 bed volumina per 5 minuut. Deze circulerende waterstofstroom verschaft de waterstof voor de reductiewerkwijze en werkte ook als een warmte-put voor de reactiewarmte. Waterstofstroming vervoerde warmte weg vanuit de reactoren zo snel als zij was gevormd. Deze verhitte waterstofstroom werd geleid door warmtewisselaars 10 36, 38 en deed stoom ontstaan voor produktzuivering. De orga nische voeding werd verstoven in de circulerende gasstroom 'met verse waterstof. Gevonden werd, dat goede verstuiving koolstofafzetting aan de reactorinlaat voorkwam. De verstuivende waterstof verving ook waterstof die in de reactie was 15 verbruikt.

Een typerende voedingssamenstelling naar de hydro-generingsreactor was als volgt: aniline.......................... 6,7 % gew./gew.

fenyleendiamine (alle isomeren)...3,0% gew./gew.

20 dinitrobenzeen (alle isomeren)...30% gew./gew.

benzeen...........................0,1% gew./gew.

mononitrobenzeen......Rest van voedings stroom.

De aniline en diamine waren afkomstig uit de extrac-tiewerkwijze bij extractor 20 van het systeem dat stikstof-25 verbindingen extraheerde uit het reactiewater uit decanteer-inrichting 48 en ook uit water 18 uit de zuiveringsstap 50 volgens de werkwijze. Deze extractie verwijdert nagenoeg alle amineverbindingen uit de waterstroom.

De reactorvoeding afkomstig uit extraheerinrichting 30 20 werd, zoals verder is toegelicht in fig.2, gesplitst in nagenoeg gelijke stromen 22 en 24 ter voeding van de twee reactorbedden 26 en 28.Iets meer reactorvoeding zou kunnen worden gebruikt door de tweede reactor en nog het gewenste temperatuurmaximum van ongeveer 600°F (315°C). Het hogere to-35 taalgewicht van materialen dat werd doorgeleid door het tweede bed maakte meer warmteverwijdering uit het systeem mogelijk en liet toe dat meer voeding werd gebruikt. Typerende reactorvoedingssnelheden waren 2,25 pounds/dag/pound (2,25 kg/dag/kg katalysator in de eerste reactor, en 2,5 pounds/dag/-40 pound (2,5 kg/dag/kg katalysator voor de tweede reactor. De 8 6 0 2 7 1 1 φ < -11- temperaturen bij deze voedingssnelheden waren als volgt: Inlaat naar reactor 26-359°F (-3°C-+182°C; uitlaat van reactor 26-531°F (-3°C-+278°C), met plaatselijke verhittingen van 600 °F (315°C); inlaat naar reactor 28-399°F (-2°C-+204°C); 5 uitlaat van reactor 28-566°F (-2°C-+297°C), waarbij de hoogste bedtemperatuur 572°F (300°C) was. Waterstof werd continu toegevoerd aan elk van de reactoren 26 en 28 via resp. de inlaten 30 en 32, tezamen met de voeding van de organische stoffen öf genitreerde benzenen die moesten worden gehydro-10 geneerd. In de weergegeven uitvoeringsvorm werden de organische reagentia die werden toegevoerd aan de reactoren, verhit door de waterstof uit de gasverhitter 52.

Zoals ook is weergegeven in fig.2 hadden de reactoren 26 en 28 die in serie waren verbonden, een warmtewisse-15 laar 36 tussen de twee reactoren ter regeling van de temperatuur van het uitkomend materiaal van reactor 26. Een tweede warmtewisselaar 38 was aanwezig bij de uitlaat van reactor 28 om de temperatuur van het hydrogeneringsprodukt weer te regelen. Het hydrogeneringsprodukt werd toegevoerd uit warmte-20 wisselaar 38 via een gas-naar-gaswisselaar 40 en een condensor 42 en in een gas-vloeistofscheider 44. De waterstof die verwijderd werd door de gas-vloeistofscheider 44 werd door de compressor 46 geleid via de gas-naar-gaswisselaar 40, en via gasverhitter 52 ter benutting voor de reactoren. Op deze 25 manier werkte de waterstof als een temperatuurregelmiddel of een warmtepunt. De vloeistof uit scheider 44 werd geleid door decanteerinrichting 48 waarbij het ruwe produkt werd gericht naar zuiveringseenheid 50 voor de eindzuivering. Water uit de decanteerinrichting 48 en zuiveringseenheid 45 stroom-30 de, zoals boven vermeld werd, naar extraheerinrichting 20.

Het reactorprodukt werd geanalyseerd en de organische laag bleek het volgende te bevatten: aniline...................... 72,7% fenyleendiamine (alle isomeren) 26,6% 35 zware verbindingen........... 0,1 % benzeen en lichte verbindingen 0,7 %

Het benzeengehalte was toe te schrijven aan de sporehoeveelheden benzeen in de voeding die werd verwijderd uit het produkt tijdens de zuiveringsstap en werd terugge-40 bracht in het reactiesysteem via de extraheringsstap. Gevon- 3502711 -12- den werd dat geen nitroverbinding aanwezig was in het reac-torprodukt en geen teken van abnormale katalysatordesacti-vering werd opgemerkt. Tijdens deze produktiegang werd 62.000 pound (27.900 kg) diamine werd bereikt. Na deze pro-5 duktiegang werd de katalysator geregenereerd door oxydatie met lucht, gereduceerd met waterstof, en bleek volledige werkzaamheid te hebben. Het m-fenyleendiamine werd gemakkelijk gescheiden onder toepassing van conventionele zuiverings-werkwi j zen.

10 Voorbeeld II

Deze uitvoeringsvorm werd uitgevoerd onder toepassing van twee reactie-inrichtingen die waren ontworpen soortgelijk aan het systeem dat is weergegeven in fig.1. De uitvoeringsvorm werd zodanig in werking gesteld, dat dinitroben-15 zeen (30-35%) werd bereid uit mononitrobenzeen in de reactor-systeem I en mononitrobenzeen uit benzeen in reactorsysteem II. Het nevenproduktzuur uit reactorsysteem'I werd gebruikt als voedingszuur voor de mononitrering (systeem II), en het in systeem II bereide mononitrobenzeen werd gebruikt als voe-20 ding voor de dinitrering (systeem I). Vandaar werd de tegen-stroomwerkwijze zoals eerder beschreven, verkregen. Systeem II werd in werking gesteld en tot evenwicht gebracht zoals beschreven is in voorbeeld I. De hoofdreactor van systeem I werd continu geladen met 4,03 delen mononitrobenzeen, 3,18 25 delen H2SC>4 (98%), en 1,0 deel HNO^ (63%). Het systeem werd goed geroerd bij 58°C. Het organisch produkt was samengesteld uit mononitrobenzeen (65%) en dinitrobenzeen (35%), met spore-hoeveelheden zuren en oxydatienevenprodukten. Het nevenproduktzuur uit dit systeem I werd continu toegevoerd aan systeem 30 II met 1,05 deel benzeen, en extra zuur van de samenstelling 1,35 delen HNO^ (63%) en 1,0 delen H2S04 (98%). Het systeem werd goed geroerd bij 55°C. Het produkt van deze reactie was samengesteld uit grotendeels mononitrobenzeen met sporehoe-veelheden benzeen en zuur. Dit produkt kan nu worden gebruikt 35 als voeding voor dinitrering in systeem I.

Voorbeeld III.

In een werkwijze, analoog aan de werkwijze volgens voorbeeld II, werd benzeen vervangen door tolueen. Het tolueen werd eerst genitreerd, en de nitreringsprodukten gehydroge-40 neerd zoals in voorbeeld II ter bereiding van gemengde tolu- 3502711 -13- eenamineisomeren en gemengde toluidinediamineisomeren. De samenstelling van de reactie werd geregeld ter verkrijging van de gewenste verhoudingen van de produkten.

Voorbeeld IV.

5 In de werkwijze volgens voorbeeld I werd het mono- nitrobenzeen vervangen door o-nitrotolueen en genitreerd volgens voorbeeld I. Het genitreerde produkt bestaande grotendeels uit o-nitrotolueen, 2,4-dinitrotolueen en 2,6-dinitro-tolueen werd daarna gehydrogeneerd zoals is beschreven in 10 voorbeeld I, ter bereiding van o-toluidine, 2,4-tolueen-diami-ne, en 2,6-tolueendiamine. De samenstelling van de reactie werd geregeld ter verkrijging van de gewenste verhoudingen van produkten.

In voorbeeld I van de onderhavige aanvrage werd 15 mononitrobenzeen eerst toegevoerd aan reiniger/nitreringsreac-tor 6 in plaats van benzeen. In voorbeeld II werden ter beschrijving van de tegenstroomtechniek volgens de voorkeur-uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding, twee gescheiden reactorsystemen in wezen zoals weergegeven in fig.1, in 20 combinatie gebruikt. Het systeem van fig.1 kan echter worden gebruikt zoals is toegelicht in een continue werkwijze ter bereiding van mononitrobenzeen en dinitrobenzeen in geregelde hoeveelheden rechtstreeks uit benzeen. Het systeem werd gebruikt zoals in voorbeelden I en II ter betere toelichting 25 van de karakteristieken van de beschreven uitvinding. Ook kan in overeenstemming met de onderhavige werkwijze, zoals is weergegeven in voorbeelden III en IV, een benzeenderivaat in de plaats worden gesteld van benzeen ter gecombineerde bereiding van monodiaminen. In de werkwijze zal het benzeen of 30 zullen de benzeenderivaten de structuur hebben waarin R en R elk waterstof of alkyl met 1-5 koolstofatomen zijn.

De onderhavige werkwijze maakt het mogelijk dat 35 gewerkt wordt binnen voordelige temperatuurtraject. In het bijzonder kunnen de nitreringsreacties voordelig worden uitgevoerd bij ongeveer 30-85°C, en bij voorkeur waarbij een meervoudig aantal reactoren worden gebruikt, zal de reiniger/-nitreringsreactor een temperatuur hebben van ongeveer 35-55°C; 40 de hoofdnitreringsreactor ongeveer 40-70°C, en, indien ge- 3oÖ2711 r ^ -14- bruikt zal de hulpnitreringsreactor een temperatuur hebben van ongeveer 45-70°C. De hydrogeneringsreactor, die in de gasfase wordt uitgevoerd, geeft hoge opbrengsten wanneer gebruik wordt gemaakt van niet-edelmetaalkatalysatoren, zoals 5 koper, dat opnieuw de kosten van de werkwijze verlaagt. Omdat de reactor in een heterogene gasfase verloopt, blijft het katalysatorbed op zijn plaats, waarbij het niet meer nodig is om te filtreren zoals in een ladingsgewijze vloeistoffase-werkwijze. De katalysator die gebruikt word in de gasfase-10 reactie is een heterogene katalysator in tegenstelling tot een homogene katalysator hetgeen ook een kostenvoordeel oplevert. Omdat de reactie bij hoge temperaturen zonder druk-uitoefening verloopt, zijn de kosten van de produktiemidde-len van de fabriek lager.

15 Een bijkomend belangrijk voordeel van de hierin beschreven tegenstroomwerkwijze is gelegen in de aard van de nevenprodukten. De dinitrering van benzeen zal een verbruikt zuur doen ontstaan, dat grote hoeveelheden dinitrobenzeen, fenolische verbindingen, en andere geoxydeerde nevenproduk-20 ten bevat. Wanneer begonnen wordt met benzeen en gebruik wordt gemaakt van de tegenstroomwerkwijze, zoals beschreven als een voorkeurs-uitvoeringsvorm volgens de uitvinding, wordt verbruikt zuur bereid dat nagenoeg gelijkwaardig is aan het verbruikte zuur dat wordt verkregen in een mononi-25 treringswerkwijze. Dit verbruikte zuur is "zuiver" en aanzienlijk gemakkelijker om mee te werken in een terugwinnings-werkwijze - bijv. door her-concentratie; of voor direkt gebruik - bijv. in een fosforzuurfabriek.

Een eerste voordeel van de hydrogeneringsreactie 30 volgens de uitvinding bestaat er uit, dat de voedingsvoor-raad van de reactie een vloeistof is. Dit maakt het direkte gebruik mogelijk van het vloeibare reactieprodukt van de nitreringsstap van de werkwijze. De reductie van de mononi-troverbindingen doet minder warmte ontstaan per mol en matigt 35 de reactietemperatuur. Verder bestaat een synergetisch effect in de gecombineerde reductie van de mono- en dinitrobenzenen eruit, dat minder koolstof wordt gevormd bij de dinitroreduc-tie wanneer een mononitroverbinding wordt gecoreduceerd met de dinitroverbinding. Dit synergetische effect, waardoor min-40 der koolstof wordt gevormd, leidt tot een groter levensduur 8602711 $ ; -15- van de katalysator hetgeen de werkingstijd verlengt en produk-tiekosten verlaagt. Voorts extraheert de grote hoeveelheid monoamine in het reactorprodukt het meeste van de in wateroplosbare diaminen uit het reactiewater, hetgeen de zuive-5 ring van het eindprodukt vereenvoudigt. Evenals het monoamine het diamine uit het reactiewater doet extraheren, voorkomt het ook, dat het water in hoge mate oplosbaar wordt in de organische fase en sluit het de noodzaak uit dat grote hoeveelheden water in de zuiveringswerkwijze worden gedestil-10 leerd. Dit kenmerk leidt tot aanzienlijke energiebesparingen en maakt kleinere destillatieapparatuur voor een gegeven hoeveelheid produkt mogelijk. De in het voorafgaande vermelde en andere voordelen van de co-produktiewerkwijze volgens de uitvinding zijn duidelijk uit de bovenstaande beschrijving.

15 Zoals aan een deskundige duidelijk is, kunnen uit eenlopende modificaties worden aangebracht binnen het kader van de onderhavige beschrijving. Dergelijke wijzigingen die binnen het vermogen liggen van de deskundigen, vormen een deel van de onderhavige uitvinding en worden omvat door de 20 bijgaande conclusies.

-conclusies- 8602711

Claims (41)

1. Continue tweetrapswerkwijze voor de gecombineerde bereiding van aniline en m-fenyleendiamine onder toepassing van de rechtstreekse nitrering van benzeen, gekenmerkt door de volgende stappen: 5 (Ά) in een eerste trap het laten reageren van ben zeen met een mengsel van salpeterzuur en zwavelzuur, waarbij de reactie zodanig wordt geregeld dat een mengsel wordt verkregen van ongeveer 60% tot ongeveer 80% mononitrobenzeen en 40% tot 20% 10 dinitrobenzeen; (B) in een tweede trap het onderwerpen van het mengsel van mononitrobenzeen en dinitrobenzeen van stap (A) aan een gasfasehydrogeneringsreactie omvattende het in aanraking brengen van het meng-15 sel in de gasfase, met waterstof, in de aanwezig heid van een katalysator ter verkrijging van een mengsel dat ongeveer 60% tot ongeveer 80% aniline en ongeveer 40% tot ongeveer 20% m-fenyleendiamine bevat; en 20 (C) het afscheiden van de aniline en het m-feny leendiamine uit het .mengsel.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk , dat men in de eerste trap benzeen laat rea- 25 geren met het salpeterzuur en zwavelzuur in twee stappen, waarbij men in de eerste van twee stappen een mengsel van geconcentreerd zwavelzuur en salpeterzuur laat reageren met mononitrobenzeen ter verkrijging van een mengsel van ongeveer 60% tot ongeveer 80% mononitrobenzeen en ongeveer 40% 30 tot ongeveer 20% dinitrobenzeen en verdund zwavelzuur en salpeterzuur; waarbij het mononitrobenzeen en dinitrobenzeen uit het zuurmengsel wordt afgescheiden en men in de tweede van de twee stappen het verdund salpeterzuur en zwavelzuur laat reageren met benzeen ter verkrijging van mononitroben-35 zeen, en waarbij gebruik wordt gemaakt van het mononitrobenzeen in de eerste van de twee stappen. 8602711 -17-

3. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat nitrering van benzeen wordt geregeld zodat het mengsel van mononitrobenzeen en dinitrobenzeen aanwezig is bij ongeveer 70% mononitrobenzeen en ongeveer 5 30% dinitrobenzeen.

4. Werkwijze volgens conclusie 2 of 3,met het kenmerk , dat het mengsel van mononitrobenzeen een dinitrobenzeen uit het verdund zuurmengsel wordt gescheiden 10 door centrifugeren of decanteren.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk , dat in stap (B) de hydrogenering wordt uitgevoerd door het mengsel van mononitrobenzeen en dini-15 trobenzeen, wanneer dat aanwezig is in de gasvorm in de aanwezigheid van waterstofgas, te leiden door een katalysa-torbed.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, m e t het 20 kenmerk, dat het katalysatorbed in twee delen wordt verdeeld die in serie zijn verbonden waarbij ongeveer 50% van het mononitrobenzeen en dinitrobenzeen wordt toegevoerd aan elk van de twee delen van het katalysatorbed.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, m e t het kenmerk , dat aniline wordt gebruikt als een ver-dunningsmiddel in'het hydrogeneringsprodukt.

8. Werkwijze volgens conclusie 2, m e t het 30 kenmerk, dat de temperatuur in de eerste van de twee stappen is gelegen bij ongeveer 40-70°C.

9. Werkwijze volgens conclusie 2, m e t het kenmerk , dat de temperatuur in de tweede van de twee 35 stappen gelegen is bij ongeveer 35-55°C.

10. Werkwijze volgens conclusie 8, m e t het kenmerk , dat de eerste van de twee stappen wordt uitgevoerd in twee stappen in een hoofdreactor en een hulp- 40 reactor, en de temperatuur in de hoofdreactor is gelegen 8602711 Γκ t 1 -18- bij ongeveer 40-65°C en de temperatuur in de hulpreactor gelegen is bij ongeveer 45-70°C.

11. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het 5 kenmerk, dat de temperatuur van de hydrogeneringsreac-tor gelegen is bij ongeveer 350 tot ongeveer 650°F (176°C - 343°C).

12. Inrichting in de vorm van een fabriekssysteem voor 10 de gecombineerde bereiding van aniline en m-fenyleendiamine in een tweetrapswerkwijze onder toepassing van de rechtstreekse nitrering van benzeen, gekenmerkt , in een eerste trap, door een reactororgaan insluitend eerste organen ter verschaffing van innig kontakt van materialen in 15 het reactororgaan, een tweede orgaan ter voeding van een mengsel van geconcentreerd zwavelzuur en salpeterzuur in het reactororgaan, en een derde orgaan ter voeding van benzeen in het reactororgaan; een scheiderorgaan ter scheiding van de reactieprodukten van het reactororgaan in een eerste 20 stroom van genitreerde benzeenprodukten en een tweede stroom van verdund salpeterzuur en zwavelzuur; en in een tweede trap, een hydrogeneringsreactororgaan ter hydrogenering van het mengsel van mononitrobenzeen en dinitrobenzeen ter verkrijging van aniline en m-fenyleendiamine, insluitend een 25 eerste orgaan ter opneming van het mengsel van mononitrobenzeen en dinitrobenzeen, een tweede orgaan teneinde het mengsel in de gasfase te houden, terwijl het in de aanwezigheid is van het produkt als een verdunningsmiddel, en een derde orgaan voor het in aanraking brengen van het gasfase-30 mengsel, in de aanwezigheid van het verdunningsmiddel, met waterstofgas.

13. Inrichting volgens conclusie 12, gekenmerkt , doordat het hydrogeneringsreactororgaan twee 35 katalysatorbedden in serie opgesteld, omvat.

14. Inrichting volgens conclusie 12 of 13, gekenmerkt , doordat het katalysatorbed een koperbevattende hydrogeneringskatalysator omvat. 40 « I ________[_ 8 6 0 2 7 1 1 -19-

15. Inrichting volgens conclusie 12,’g e ken merkt , doordat het eerste trapsreactororgaan wordt ge-· vormd door een meervoudig aantal reactoren omvattende een eerste reactor insluitend een eerste orgaan ter verschaf-5 fing van innig kontakt van materialen met de reactor, een tweede orgaan ter voeding van een mengsel van geconcentreerd zwavelzuur en salpeterzuur naar de reactor, en een derde orgaan ter voeding van mononitrobenzeen naar de reactor; en een tweede reactor insluitend een eerste orgaan ter verschaf-10 fing van innig kontakt van materialen in de reactor, een tweede orgaan ter voeding van benzeen naar de tweede reactor, en een derde orgaan ter voeding van verdund salpeterzuur en zwavelzuur naar de tweede reactor ter verkrijging van innig kontakt tussen het benzeen en zuurmengsel ter 15 bereiding van mononitrobenzeen; en een scheiderorgaan tussen de eerste en tweede reactoren ter scheiding van de reactie-produkten van de eerste reactor in een eerste stroom van genitreerde benzeenprodukten en een tweede stroom van verdund salpeterzuur en zwavelzuur, en een orgaan voor het doen 20 , stromen van de tweede stroom van verdund zuur naar de tweede reactoren; en het scheiderorgaan verbonden aan de tweede reactor ter afscheiding van het mononitrobenzeen, van het verbruikte zwavelzuur en het verbruikt salpeterzuur, en een orgaan voor het doen stromen van het mononitrobenzeen uit 25 de scheider naar de eerste reactor.

16. Continue tweetrapswerkwijze voor de gecombineerde bereiding van een aromatisch monoamine en een aromatisch diamine door de direkte nitrering van benzeen of een benzeen-30 derivaat gekenmerkt door de volgende stappen: (A) in een eerste trap het laten reageren van een benzeenverbinding met de formule rLQ—r waarin R en elk waterstof of alkyl met 1-5 35 koolstofatomen zijn, met een mengsel van salpeter zuur en zwavelzuur, waarbij de reactie wordt geregeld ter verkrijging van een mengsel van ongeveer 60% tot ongeveer 80% van de mononitroverbin-ding en £0% tot 20% dinitroverbinding; 40 (B) in een tweede stap het onderwerpen van het 86027 1 1 -20- mengsel van mononitro- en dinitroverbindingen van stap (A) aan een gasfasehydrogeneringsreactie omvattende het in aanraking brengen van het mengsel in de gasfase met waterstof in de aanwezigheid 5 van een katalysator ter verkrijging van een meng sel bevattende ongeveer 60% tot ongeveer 80% van het aromatisch monoamine en ongeveer 40% tot ongeveer 20% van het aromatisch diamine; en (C) het afscheiden van het aromatisch monoamine en 10 aromatisch diamine uit het mengsel.

17. Werkwijze volgens conclusie 16, m e t het kenmerk , dat men in de eerste trap benzeenverbinding laat reageren met het salpeterzuur en zwavelzuur in twee 15 stappen, waarbij men in de eerste van de twee stappen een mengsel van geconcentreerd zwavelzuur en salpeterzuur laat reageren met de mononitrobenzeenverbinding ter verkrijging van een mengsel van ongeveer 60% tot ongeveer 80% mononitrobenzeenverbinding en ongeveer 40% tot ongeveer 20% dinitro-20 benzeenverbinding en verdund zwavelzuur en verdund salpeterzuur; waarbij de mononitrobenzeenverbinding en dinitrobenzeenverbinding wordt afgescheiden van het zuurmengsel en men daarna in de tweede van de twee stappen het verdund salpeterzuur en verdund zwavelzuur laat reageren met de benzeen-25 verbinding ter verkrijging van de mononitrobenzeenverbinding, en gebruik wordt gemaakt van de mononitrobenzeenverbinding in de eerste van de twee stappen.

18. Werkwijze volgens conclusie 16, m e t het 30 kenmerk, dat de nitrering van de benzeenverbinding wordt geregeld zodat het mengsel van mononitrobenzeenverbinding en dinitrobenzeenverbinding aanwezig is bij ongeveer 70% mononitrobenzeenverbinding en ongeveer 30% dinitro-beenzeenverbinding. 35 19·. Werkwijze volgens conclusie 17 of 18, met het kenmerk, dat het mengsel van de mononitrobenzeenverbinding en dinitrobenzeenverbinding wordt afgescheiden van het verdund zuurmengsel door centrifugeren. 3602711 ! _________j -21-

20. Werkwijze volgens conclusie 16, m e t het kenmerk , dat in stap (B) de hydrogenering wordt uitgevoerd door het mengsel van mononitrobenzeenverbinding en dinitrobenzeenverbinding wanneer dat in de gasvorm is, in 5 de aanwezigheid van waterstofgas door een katalysatorbed te leiden.

21. Werkwijze volgens conclusie 20, m e t het kenmerk , dat het katalysatorbed in twee delen is ver- 10 deeld die in serie zijn verbonden, waarbij ongeveer 50% van de mononitrobenzeenverbinding en dinitrobenzeenverbinding wordt gevoed naar elk van de twee delen van katalysatorbed.

22. Werkwijze volgens conclusie 20,met het 15 kenmerk, dat de mononitrobenzeenverbinding als verdun-ningsmiddel in de hydrogeneringsreactie wordt gebruikt.

23. Werkwijze volgens conclusie 17,met het kenmerk , dat de temperatuur in de eerste van de twee 20 stappen is gelegen bij ongeveer 40-70°C.

24. Werkwijze volgens conclusie 17, m e t het kenmerk , dat de temperatuur in de tweede van de twee stappen gelegen is bij ongeveer 35-55°C.

25. Werkwijze volgens conclusie 23, m e t het kenmerk , dat de eerste van de twee stappen wordt uitgevoerd in twee stappen in een hoofdreactor en een hulp-reactor, en de temperatuur in de hoofdreactor gelegen is bij ongeveer 40-65°C en de temperatuur in de hulpreactor 30 gelegen is bij ongeveer 45-70°C.

26. Werkwijze volgens conclusie 16, m e t het kenmerk, dat de temperatuur van de hydrogeneringsreac-tor gelegen is bij ongeveer 350 tot ongeveer 650°F (176°C 35 - 343°C).

27. Inrichting in de vorm van een fabriekssysteem voor de gecombineerde bereiding van een aromatisch monoamine en 40 een aromatisch diamine in een tweetrapswerkwijze door de

8 S 0 2 7 1 1 , “22- direkte nitrering van een benzeenverbinding met de formule , rLG~r waarin R en R elk waterstof of alkyl met 1-5 koolstofatomen zijn, gekenmerkt in een eerste trap, door een 5 reactororgaan insluitend een eerste orgaan ter verkrijging van innig kontakt van materialen in het reactororgaan, een tweede orgaan ter voeding van een mengsel van geconcentreerd zwavelzuur en salpeterzuur naar het reactororgaan, en een derde orgaan ter voeding van de benzeenverbinding naar het 10 reactororgaan; een scheiderorgaan ter scheiding van de reactieprodukten van het reactororgaan in een eerste stroom van genitreerde benzeenverbindingprodukten en een tweede stroom van verdund salpeterzuur en zwavelzuur, en, in een tweede trap, een hydrogeneringsreactororgaan ter hydrogene-15 ring van het mengsel van mononitrobenzeenverbinding en di-nitrobenzeenverbinding ter verkrijging van een aromatisch monoamine en aromatisch diamine, insluitend een eerste orgaan ter opneming van het mengsel van mononitrobenzeenverbinding en dinitrobenzeenverbinding, een tweede orgaan ter handhaving '20 van het mengsel in de gasfase, en een derde orgaan voor het in aanraking brengen van het gasfasemengsel in de aanwezigheid van het verdunningsmiddel, met waterstofgas.

28. Inrichting volgens conclusie 27,m e t het 25 kenmerk, dat het hydrogeneringsreactororgaan twee katalysatorbedden die in serie zijn geplaatst, omvat.

29. Inrichting volgens conclusie 27 of 28, m e t het kenmerk, dat het katalysatorbed een koper- 30 bevattende hydrogeneringskatalysator insluit.

30. Inrichting voor de gecombineerde bereiding van mononitrobenzeen en dinitrobenzeen in geregelde hoeveelheden, gekenmerkt , door een uit veel trappen bestaande 35 reactor insluitend een eerste reactor insluitend een eerste orgaan ter verkrijging van innig kontakt van materialen in de reactor, een tweede orgaan ter voeding van een mengsel van geconcentreerd zwavelzuur en salpeterzuur naar de reactor, en een derde orgaan ter voeding van mononitroben-40 zeen naar de reactor; een scheiderorgaan ter scheiding van [ _ 860 2 7 1 1 4 * -23- de reactieprodukten van de eerste reactor in een eerste stroom van genitreerde benzeenprodukten en een tweede stroom van verdund salpeterzuur en zwavelzuur? tweede reactor insluitend een eerste orgaan ter verkrijging van innig 5 kontakt van materialen in de reactor, een tweede orgaan voor het voeden van benzeen naar de tweede reactor, en een derde orgaan voor het voeden van het afgescheiden verdund salpeterzuur en zwavelzuur vanuit de eerste reactor naar de tweede reactor ter verkrijging van innig kontakt tussen 10 het benzeen en het zuurmengsel ter verkrijging van mononi-trobenzeen; een scheiderorgaan verbonden met de tweede reactor ter afscheiding van het mononitrobenzeen van verbruikt zwavelzuur en verbruikt salpeterzuur, en een orgaan voor het doen stromen van het mononitrobenzeen vanuit de scheider 15 naar de eerste reactor.

31. Continue werkwijze voor het gecombineerd bereiden van mononitrobenzeen en dinitrobenzeen, gekenmerkt door de stappen van het laten reageren van benzeen met sal- 20 peterzuur en zwavelzuur in twee stappen, waarbij men in de * eerste van de twee stappen een mengsel van geconcentreerd zwavelzuur laat reageren met mononitrobenzeen ter verkrijging van een mengsel van ongeveer 60% tot ongeveer 80% mononitrobenzeen en ongeveer 40% tot ongeveer 20% dinitrobenzeen 25 en verdund zwavelzuur en salpeterzuur; waarbij men het mononitrobenzeen en dinitrobenzeen afscheidt van het zuurmengsel en men daarna in de tweede van de twee stappen het verdund salpeterzuur en zwavelzuur van de eerste van de twee stappen laat reageren met benzeen ter verkrijging van mono-30 nitrobenzeen, en waarbij het mononitrobenzeen in de eerste van de twee stappen wordt gebruikt.

32. Werkwijze volgens conclusie 31, m e t het kenmerk , dat de nitrering van benzeen wordt geregeld 35 zodat het mengsel van mononitrobenzeen en dinitrobenzeen aanwezig is bij ongeveer 70% mononitrobenzeen en ongeveer 30% dinitrobenzeen..

33. Werkwijze volgens conclusie 31 of 32, m e t 40 het kenmerk, dat het mengsel van mononitrobenzeen 860 2 7 1 1 -24- en dinitrobenzeen wordt afgescheiden van het verdund zuur-mengsel door centrifugeren of decanteren.

34. Werkwijze volgens conclusie 31, m e t het 5 kenmerk, dat de temperatuur in de eerste van de twee stappen gelegen is bij ongeveer 40-70°C.

35. Werkwijze volgens conclusie 31, m e t het kenmerk , dat de temperatuur in de tweede van de 10 twee stappen gelegen is bij ongeveer 35-55°C.

36. Werkwijze volgens conclusie 34,met het kenmerk , dat de eerste van de twee stappen wordt uitgevoerd in twee stappen in een hoofdreactor en een hulp- 15 reactor, en de temperatuur in de hoofdreactor gelegen is bij ongeveer 40-65°C en de temperatuur in de hulpreactor gelegen is bij ongeveer 45 tot ongeveer 70°C.

37. Continue werkwijze voor de gecombineerde berei-20 ding van aniline en m-fenyleendiamine uit een mengsel van ongeveer 60% tot ongeveer 80% mononitrobenzeen en 40% tot 20% dinitrobenzeen, met het kenmerk, dat het mengsel van mononitrobenzeen en dinitrobenzeen wordt onderworpen aan een gasfasehydrogeneringsreactie omvattende 25 het in aanraking brengen van het mengsel in de gasfase, met waterstof in de aanwezigheid van een katalysator ter verkrijging van een mengsel bevattende ongeveer 60% tot ongeveer 80% aniline en ongeveer 40% tot ongeveer 20% m-fenyleendiamine, en het afscheiden van de aniline en m-30 fenyleendiamine uit het mengsel.

38. Werkwijze volgens conclusie 37,met het kenmerk , dat de hydrogenering wordt uitgevoerd door het mengsel van mononitrobenzeen en dinitrobenzeen, wanneer 35 dat in de gasvorm is, in de aanwezigheid van waterstofgas te leiden door een katalysatorbed.

39. Werkwijze volgens conclusie 38, met het kenmerk , dat het katalysatorbed in twee delen is yer- 40 deeld die in serie zijn verbonden, waarbij ongeveer 50% 36027 1 1 ! _ ~£r- -25- van het monodinitrobenzeen en dinitrobenzeen wordt gevoed naar elk van de twee delen van het katalysatorbed.

40. Werkwijze volgens conclusie 37, m e t het 5 kenmerk, dat aniline wordt gebruikt als verdunnings-middel in het hydrogeneringsprodukt.

41. Werkwijze volgens conclusie 37, m e t het kenmerk , dat de temperatuur van de hydrogenerings- 10 reactie gelegen is bij ongeveer 350 tot ongeveer 650°F (176°C-343°C). « 8602711