PL55129B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 25.Y.1968 55129 Ki. 12 o, 3/01 MKP C07c UKD tyAO Wspóltwórcy wynalazku: Tadeusz Zdrojek, Witold Gumulka, Mieczy¬ slaw Ziólko, Danuta Sawicz, Wieslaw Stasiak Wlasciciel patentu: Instytut Przemyslu Organicznego, Warszawa (Pol¬ ska) ^iteU^^Mk Sposób ciagly wytwarzania mononitroetylobenzenu o Wysokiej czystosci z etylobenzenu W reackij nitrowania etylobenzenu powstaja glównie dwa izomery: orto i para, w których tyl¬ ko p-nitroetylobenzen ma szerokie zastosowanie do otrzymywania wielu produktów chemicznych.Izomery te rozdziela sie przez frakcjonowana de¬ stylacje pód zmniejszonym cisnieniem w wysokiej temperaturze. Szczególnie ostre warunki panuja w k6tle destylacyjnym. Jezeli surowy produkt za- Wiera pochodne dwunitrowe lub zanieczyszczenia typu nitrofenoli, zachodzi niebezpieczenstwo wy- buchu lub zapalenia pozostalosci kubowej. Znane sa wypadki wybuchu nagromadzonych zwiazków w procesie destylacji frakcjonowanej technicznego mononitroetylobenzenu.Opisane w literaturze technicznej metody otrzy¬ mywania mononitroetylobenzenu sa w przewaza¬ jacej mierze metodami namiarowymi, periodycz¬ nymi. Zastosowanie W praktyce produkcyjnej tych metod w zasadzie uniemozliwia otrzymanie mo¬ nonitroetylobenzenu o wysokiej czystosci, gdyz obok produktu glównego powstaja wieksze lub mniejsze ilosci pochodnych wielonitrowych.W tych warunkach zastosowanie w procesie ni¬ trowania ciaglego ruchu reagentów ma duze zna¬ czenie, podobnie jak opracowanie takich warun¬ ków prowadzenia reakcji nitrowania by wyklu¬ czyc powstawanie wielonitrowych pochodnych przy jednoczesnym utrzymaniu wysokiej wydaj¬ nosci procesu i wysokiej zawartosci izomeru para w produkcie.Sposób ciagly hiónonitrowanla weglowodorów aromatycznych podaje niemiecki opis patentowy nr 201.623. Proces ten prowadzi sie w kilku po¬ laczonych ze soba naczyniach, stosujac równowaz- 5 nikowe ilosci substratów. Opis nie precyzuje wa¬ runków prowadzenia procesu glównie takich jak sklad czynnika nitrujacego, temperatura i czas reakcji, najbardziej istotnych w reakcjach nitro¬ wania, nie podaje równiez wydajnosci otrzymy- l0 wanego mononitróproduktu.W sposobie ciaglym otrzymywania mononitro¬ etylobenzenu opracowanym przez O. S. Wladyr- czyka (Zurn. prikl. chimii 32,2744 1959) zastoso¬ wano temperature nitrowania etylobenzenu w gra¬ nicach 40—45° przy 5% nadmiarze kwasu azoto¬ wego. Stwierdzono doswiadczalnie, ze w tych wa¬ runkach nie mozna uniknac powstawania wieloni¬ trowych pochodnych. Jednoczesnie podwyzszona temperatura rekacji obniza zawartosc para izome¬ ru w mononitroetylobenzenie. W omawianym spo¬ sobie ciaglosc ruchu reagentów ogranicza sie je¬ dynie do procesu nitrowania.Wiadomo, ze surowe nitrozwiazki musza byc odkwaszone, to znaczy trzeba z nich usunac reszt¬ ki kwasów ponitracyjnych. "Austriacki opis paten¬ towy nr 191.398 podaje ogólny opis urzadzenia do odkwaszania surowych mononitrozwiazków oraz ogólny przebieg procesu, nie zawiera on jed- 30 nak szczególów, a mianowicie rodzaju srodków iS 20 25 5512955129 odkwaszajacych (alkalia), ich stezenia oraz czasu trwania operacji.W przypadku obecnosci w surowym mononitro- produkcie zwiazków typu nitrofenoli powstaja z alkaliami sole. Stwierdzono doswiadczalnie, ze usunac Je mozna dopiero przez wielokrotne odmy- wanie woda. Zagadnienie to nie zostalo uwzgled¬ nione w wyzej cytowanym austriackim opisie pa¬ tentowym.Wynalazek umozliwia otrzymywanie morionitro- etylobenzenu' z wydajnoscia ponad 95%, o wyso¬ kiej zawartosci para izomeru (45%), nie zawiera¬ jacego pochodnych wielonitrowych ani zwiazków typu nitrofenoli, co umozliwia bezpieczne prowa¬ dzenie procesu frakcjonowanej destylacji w celu rozdzielenia izomerów.Wedlug wynalazku etylobenzen nitruje sie w temperaturze 5—20° w dwóch ustawionych kaska¬ dowo nitratorach o dzialaniu ciaglym przez rów¬ noczesne dozowanie do pierwszego nitratora ety- lobenzenu i mieszaniny nitrujacej skladajacej sie z 18—22% kwasu azotowego, 63—67% kwasu siar¬ kowego i okolo 15% wody. Kwas azotowy uzywa sie w 2%-owym nadmiarze w stosunku do ilosci stechiometrycznej. Kwasny surowy mononitroety¬ lobenzen uwalnia sie od kwasów ponitracyjnych przez separacje, przemywanie woda, 5% roztwo¬ rem wodorotlenku sodowego w ilosci okolo 20% w stosunku do nitrozwiazku i ponownie woda równiez w sposób ciagly w zespole okolo dzie¬ wieciu pluczek i okolo dziesieciu separatorów.Przyklad. Do typowego nitratora 1, wy¬ posazonego w mieszadlo mechaniczne i wezowni- ce chlodzaca wprowadza sie w sposób ciagly ety¬ lobenzen i mieszanine nitrujaca przy zachowaniu okolo 2% nadmiaru kwasu azotowego w stosunku do ilosci stechiometrycznej. Zawartosc z pierw¬ szego nitratora przelewa sie do nitratora 2, w któ¬ rym nastepuje donitrowanie czesci etylobenzenu nieznitrowanej w nitratorze pierwszym. W obyd¬ wu nitratorach stosuje sie bardzo energczne mie¬ szanie mechaniczne z wytworzeniem emulsji oraz utrzymuje temperature w granicach 5—20° za po¬ moca wody zimnej przeplywajacej przez wezow- nice. Czas przebywania reagentów w obu tych nitratorach lacznie wynosi 60 minut.Masa reakcyjna przeplywa z nitratora 2 do se¬ paratora 3, w którym nastepuje samoczynny roz¬ dzial mononitroetylobenzenu od kwasów ponitra¬ cyjnych, kierowanych do zbiornika kwasów od¬ padkowych 24, przy zachowaniu czasu przebywa¬ nia w separatorze okolo 10 minut.Kwasny nitrozwiazek przeplywa grawitacyjnie do pierwszej pluczki 4, do której jednoczesnie po¬ daje sie zimna wode w stosunki; 1:1, przy czym ksztalt pluczki pokazano na rysunku schematycz¬ nie. Pluczka moze posiadac równiez ksztalt wy¬ dluzonego walca, kolumny lub typowego apara¬ tu chemicznego z wyoblonym dnem. -Sredni czas przebywania masy reakcyjnej zarówno w pierw- 5 szej pluczce, jak i w separatorze 5 wynosi okolo 20 minut. Cykl odkwaszania woda mononitroety- _lobenzenu jest powtórzony w pluczce 6 i separa¬ torze 7. Wstepnie stabilizowany mononitroetylo¬ benzen kiecuje sie samotokowo do aparatu 8, do 10 którego jednoczesnie wprowadza . sie okolo 5% wodny roztwór lugu sodowego w ilosci 20% w stosunku do nitrozwiazku.Reakcja zobojetniania reszty kwasów mineral¬ nych w surowym produkcie nastepuje latwo przy 15 zachowaniu temperatury okolo 60° i czas*u prze¬ bywania okolo 30 minut w pluczce 8 oraz 20 mi¬ nut w separatorze 9. Proces odmycia alkalicznego mononitroetylobenzenu przeprowadza sie w usta¬ wionych kaskadowo czterech pluczkach 10, 12, 14 20 i 16. Do kazdej z nich doprowadza sie jednoczes¬ nie ciepla wode, zachowujac czas mycia w kazdej - pluczce okolo 20 minut. Separacja nastepuje w separatorach 11, 13, 15 i 17.Koncowe przemywanie odbywa sie w dwóch 25 nastepnych pluczkach 18 i 20, do których jedno¬ czesnie wprowadza sie zimna wode w stosunku 1:1 w odniesieniu do nitrozwiazków, przy zacho¬ waniu czasu mycia zimnego okolo 30 minut w kazdej pluczce podobnie jak w separatorach 19 30 . 1 21- Oczyszczony mononitroetylobenzen kieruje sie grawitacyjnie do zbiornika 22, a stad przesyla sie rurociagiem 25 do kotla destylacji- frakcjonowanej w celu wyodrebnienia p-nitroetylobenzenu. Wo- 35 dy populczne, odstale w zbiorniku 23 odplywaja do scieków przemyslowych rurociagiem 26. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe 40 * Sposób ciagly wytwarzania mononitroetyloben¬ zenu o wysokiej czystosci na drodze nitrowania etylobenzenu mieszanina kwasu azotowego i siar¬ kowego w ustawionych kaskadowo nitratorach i usuwania z produktu nitrowania kwasów ponitra- 45 cyjnych przez przemywanie alkaliami i woda, znamienny tym, ze etylobenzen poddaje sie nitro- wanu w temperaturze 5—20° mieszanina nitruja¬ ca skladajaca sie z 18—22% kwasu azotowego, 63—67% kwasu siarkowego i okolo 15% wody, 50 przy czym zawartosc kwasu azotowego stanowi 2% nadmiar w stosunku do ilosci stechiometrycz¬ nej i otrzymany mononitroetylobenzen uwalnia sie od kwasów ponitracyjnych i zwiazków typu nitrofenoli przez przemywanie 5% wodnym roztwo- 55 rem wodorotlenku sodowego, a nastepnie woda ciepla i zimna.55129 h/IKP C 07 e l7~ AS s U/ §y 7 L/ v &7 * za &7 <3 I ^i 4Jo \\ts ^L \4e ^ ¦^ 25/C £2/ K^ 23/ T\2tf PL