PT106909A

PT106909A - Processo e equipamento para remoção de impurezas de compostos aromáticos nitrados

Info

Publication number: PT106909A
Application number: PT106909A
Authority: PT
Inventors: Dulce Cristina Martins Da Silva; Alejandro França Gomes Ribeiro; Sérgio Miguel Morgado Terras; Fernando Pinheiro Mendes
Original assignee: Cuf Quimicos Ind S A
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2014-10-27
Also published as: PT106909B; WO2014174499A1

Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO DIZ RESPEITO A UM PROCESSO DE EXTRACÇÃO DE ÁCIDOS MINERAIS E ÁCIDOS ORGÂNICOS HIDROFÍLICOS DE COMPOSTOS AROMÁTICOS, NOMEADAMENTE NITROAROMATICOS, DE PREFERÊNCIA O MONONITROBENZENO BRUTO (MNB), ATRAVÉS DE UM PROCESSO DE LAVAGEM E REFINAMENTO DESTES. ESTA INVENÇÃO DIZ AINDA RESPEITO A UM DISPOSITIVO/EQUIPAMENTO QUE COMPREENDE UM CONJUNTO DE MISTURADORES ESTÁTICOS DISPOSTOS EM SÉRIE E/OU PARALELO, SEGUIDOS DE UM SEPARADOR LÍQUIDO-LÍQUIDO E SEGUIDO POSTERIORMENTE POR UM COALESCEDOR, E AINDA, A RECICLAGEM DE PARTE DA ÁGUA ÁCIDA SEPARADA NO COALESCEDOR.

Description

DESCRIÇÃO

Processo e equipamento para remoção de impurezas de compostos aromáticos nitrados

Domínio técnico da invenção A presente invenção diz respeito a um processo de extracção de ácidos minerais e ácidos orgânicos hidrofilicos de compostos aromáticos, nomeadamente nitroaromaticos, de preferência o Mononitrobenzeno Bruto (MNB), através de um processo de lavagem e refinamento destes.

Esta invenção diz ainda respeito a um dispositivo/equipamento que compreende um conjunto de misturadores estáticos dispostos em série e/ou paralelo, seguidos de um separador líquido-líquido e seguido posteriormente por um coalescedor, e ainda, a reciclagem da água ácida separada no coalescedor.

Estado da técnica

As reacções de nitração de compostos aromáticos têm uma grande importância na indústria química. Um exemplo de produto resultante da reacção de nitração é o Mononitrobenzeno. Este composto é um intermediário químico aromático chave para a preparação de vários derivados utilizados em diferentes sectores de actividade, como no ramo automóvel, construção civil, tecnologias de informação e farmacêutica.

As actuais fábricas de produção de MNB usam ácido nítrico como agente nitrante e ácido sulfúrico como catalisador. Este último tem como função adicional absorver o calor da reacção. A mistura dos dois ácidos denomina-se comummente por ácido misto. A nitração do Benzeno envolve fenómenos de transferência de massa e de reacção química. A mistura 1 reaccional consiste num sistema heterogéneo liquido-líquido formado pela dispersão do Benzeno no ácido misto a qual é transformada de modo continuo num reactor CSTR - Continuous Stirred-Tank Reactor - convencional ou tubular, por processo isotérmico ou adiabático. Após a reacção, ocorre a separação do MNB Bruto da fase aquosa ácida num separador liquido - liquido. Normalmente, as impurezas de origem orgânica e inorgânica de natureza ácida existentes no MNB Bruto são removidas deste por extracção liquido - liquido num conjunto sequencial de lavadores: lavador ácido e lavador alcalino e algumas invenções referem a existência da lavagem neutra (como por exemplo US 7,326,816 B2, W02011/021057/A1). No lavador ácido são removidos os ácidos de natureza mineral, essencialmente ácido sulfúrico e ácido nitrico, e ácidos orgânicos hidrofilicos, nomeadamente ácidos carboxilicos de baixa massa molecular, presentes no MNB Bruto através de uma extracção com água proveniente do processo ou água fresca em condições ácidas. 0 MNB Bruto é misturado com água ácida através de um misturador estático seguido da separação das duas fases na zona de decantação do separador liquido -liquido. A concentração do ácido sulfúrico na água ácida deve ser controlada de modo a evitar a ocorrência de inversão de fases, bem como a corrosão dos materiais de construção dos equipamentos.

De seguida os subprodutos de natureza orgânica formados na reacção, os nitrofenóis, são extraídos do MNB através da lavagem com uma solução alcalina. Consoante o tipo de ácidos orgânicos presentes no MNB Bruto e o processo de tratamento do efluente resultante, assim se emprega uma solução aquosa de soda ou de amónia. A água de lavagem resultante, contendo as impurezas, tem que sofrer tratamento devido à toxicidade dos sais 2 orgânicos formados. Algumas das técnicas mais comummente usadas industrialmente no tratamento deste efluente são a incineração, tratamento térmico supercritico e a oxidação quimica seguida de tratamento biológico, entre outras (US 6,288,289 Bl). No caso da utilização da incineração, em que a corrente de efluente é directamente queimada, a presença dos ácidos minerais, nomeadamente o ácido sulfúrico, acarreta problemas nas emissões gasosas, uma vez que podem ser ultrapassados os limites legais nas emissões dos óxidos de enxofre (S02) . A presença destes acima do limite legal no efluente gasoso do incinerador deve-se à ineficiente remoção dos ácidos minerais na etapa de lavagem ácida. Assim, por razões ambientais, mais propriamente regulações legais, existe um interesse crescente em melhorar/optimizar o processo de lavagem ácida. Adicionalmente, a lavagem ácida permite a recuperação do ácido sulfúrico para a nitração, onde é usado como catalisador da reacção, reduzindo consequentemente o make-up deste composto ao processo. No entanto, como este ácido tem que ser reconcentrado, a sua recuperação conduz a um aumento no consumo de vapor. Para evitar a acumulação de certas impurezas metálicas no circuito do ácido sulfúrico, nomeadamente o Fe, procede-se a uma pequena purga da água ácida no estágio da lavagem ácida. Existem algumas invenções em que esta corrente de água ácida proveniente da lavagem não é recuperada para a nitração, sendo enviada para efluente final após a remoção dos compostos orgânicos e da sua neutralização (US 6,288,289 Bl).

Tradicionalmente a remoção dos ácidos minerais do MNB Bruto é realizada através da dispersão deste na água ácida usando um misturador estático e posteriormente, com a separação de ambas as fases num decantador. 3

No entanto a eficiência da extracção, em particular do ácido sulfúrico, fica aquém da pretendida, conduzindo ao não cumprimento dos limites legais impostos das emissões de S02 para a atmosfera na chaminé do incinerador. Uma baixa eficiência da extracção do ácido sulfúrico pode dever-se a duas razões principais: mistura deficiente do sistema liquido - liquido no misturador estático que antecede o lavador ácido e onde se dá a extracção do ácido sulfúrico para a fase aquosa e/ou arrastamento de água ácida com o MNB ácido (entrainment), enviando assim, ácido sulfúrico para a lavagem alcalina e dai para o incinerador. Para colmatar uma deficiente mistura no misturador estático, tradicionalmente utilizado no estado da arte, a presente invenção descreve um conjunto de misturadores estáticos de determinados tamanhos, dispostos em série e/ou em paralelo conforme os caudais em causa.

Nos processos tradicionais não se pretende uma mistura muito vigorosa no misturador estático para não dificultar a separação das duas fases, mas tal conduz a uma diminuição na eficiência de extracção dos ácidos minerais, nomeadamente o ácido sulfúrico. Assim usando a tecnologia descrita no estado da arte é necessário fazer um compromisso entre o grau de extracção e a eficiência na separação, traduzida pelo arrastamento da água ácida no MNB. Este problema do arrastamento de água ácida com o MNB ou seja, o entrainment, é resolvido através da introdução de um coalescedor no sistema.

No processo tradicional da lavagem ácida, a corrente de alimentação do MNB Bruto ao sistema de lavagem ácida (NBBF), com um teor de ácido sulfúrico entre 1000 a 3000ppm, é misturada com uma corrente de água ácida (AW1) no misturador estático convencional (MX) . Aqui os ácidos 4 minerais e os ácidos orgânicos hidrofilicos são removidos do MNB Bruto para a fase aquosa - água ácida. A razão dos caudais de água ácida e de MNB Bruto deve ser controlada. Em alguns processos similares, i.e., na nitração do tolueno a nitrotolueno, os ácidos minerais extraídos são recuperados através do envio de água ácida para a nitração (AWN) (US 5,756,867, US 7,470,826 B2), noutros casos aplicados à produção do MNB, a corrente de água ácida é enviada para efluente final após a remoção dos compostos orgânicos e da sua neutralização (US 6,288,289 Bl). De modo a manter constante o nivel de água ácida no lavador ácido, o separador liquido-liquido (Sl) é alimentado por uma corrente de água fresca ou do processo (WF) . Na zona de decantação deste separador Sl são separadas as duas fases liquidas: o MNB ácido e a água ácida. A corrente de MNB ácido (NBA1), com um teor de ácido sulfúrico entre 100 e 300ppm, é enviada para a lavagem alcalina, conduzindo a emissões de SO2 que ultrapassam largamente os limites legais impostos, não sendo, portanto actualmente praticável esta configuração na lavagem.

Sumário

Um aspecto da presente invenção descreve um processo, de preferência, continuo para a remoção de impurezas de uma corrente de produto que compreende um composto aromático nitrado, nomeadamente mononitrobenzeno, que inclui os seguintes passos: • misturar uma corrente que compreende um composto aromático nitrado (NBBF) com uma corrente que compreende uma solução ácida (AW1), nomeadamente solução aquosa de ácido sulfúrio, num conjunto de pelo menos dois misturadores estáticos em série e/ou em paralelo (MX1, MX2,... MXn-1, MXn) ; 5 • extrair os ácidos minerais da corrente de sarda dos misturadores que compreende um composto aromático nitrado; de preferência ácidos orgânicos hidrofilicos, ácido nítrico, ácido sulfúrico ou suas misturas; por uma extracção líquido-líquido (Sl) com uma solução ácida (AW1); • submeter a corrente resultante da extracção líquido-líquido (NBA1) a um processo de coalescência (S2).

Noutras realizações, do processo pode ainda compreender adicionalmente um passo de pré-filtração da referida corrente (NBA1) anterior à coalescência (S2) .

Noutras realizações, do processo o MNB Bruto pode ser misturado com solução ácida com uma percentagem mássica de ácido sulfúrico inferior a 8 %(p/p), de preferência 0.5-5 % (p/p), de preferência 2-4 %(p/p) .

Um outro aspecto da presente invenção o equipamento para a remoção de impurezas de uma corrente de produto que compreende um composto aromático nitrado que contém: • um conjunto de pelo menos dois misturadores estáticos em série e/ou em série e paralelo de preferência 2, 3, 4, 5, ainda mais de preferência na configuração 1+1 -dois misturadores em série, 1+2 - um misturador seguido de dois em paralelo, 1+1+2 - dois misturadores em série seguidos por dois em paralelo; • seguidos por um separador liquido-liquido e um coalescedor. 6

Noutras realizações o equipamento pode ainda compreender um pré-filtro antes do coalescedor, onde são removidas partículas sólidas, nomeadamente compostos de elevado peso molecular.

Numa outra realização as condições de operação do equipamento são as seguintes • temperatura 50-60°C; • pressão 1-3 bar; • caudal de MNB 20-40 m3/h; • caudal de água ácida 30 - 80m3/h.

Numa outra realização parte da corrente de água ácida proveniente do coalescedor ser introduzida no separador liquido-liquido (AW2) - isto é a corrente ácida será reciclada.

Breve descrição das figuras (ou desenhos)

Para uma mais fácil compreensão da invenção juntam-se em anexo as figuras, as quais, representam realizações preferenciais do invento que, contudo, não pretendem limitar o objecto da presente invenção. A Figura 1 representa um esquema do processo tradicional da lavagem ácida do MNB Bruto onde: • (MX) representa o misturador estático; • (Sl) representa o separador líquido-líquido; • (NBBF) representa a corrente de alimentação do MNB Bruto; • (WF) representa a corrente de alimentação de água fresca ou do processo; 7 • (AW1) representa a corrente de água ácida proveniente do separador (S1); • (AWN) representa a corrente de água ácida que é enviada para nitração e/ou efluente final; • (NBA1) representa a corrente de MNB ácido proveniente do SI. A Figura 2 representa um esquema do processo/dispositivo para a remoção de impurezas de uma corrente de produto como descrito na presente invenção, em que é combinado o sistema da lavagem ácida utilizado industrialmente para a remoção dos ácidos minerais, nomeadamente o ácido sulfúrico e nitrico, do MNB Bruto com o processo de refinamento final do MNB em que: • (MX1 ..., MXn-1, MXn) representa os misturadores estáticos em série e/ou paralelo; • (Sl) representa o separador líquido-líquido; • (PF) representa o pré-filtro; • (S2) representa o coalescedor; • (NBBF) representa a corrente de alimentação do MNB Bruto; • (WF) representa a corrente de alimentação de água fresca ou do processo; • (AW1) representa a corrente de água ácida proveniente do separador (Sl); • (AW2) representa a corrente de água ácida proveniente do coalescedor (S2), • (AWN) representa a corrente de água ácida que é enviada para a nitração e/ou efluente final após tratamento; 8 • (ΝΒΑ1) representa a corrente de MNB ácido proveniente do S1 ; • (NBA2) representa a corrente de MNB ácido proveniente do S2 .

Os componentes da configuração das Figuras 1 e 2 são os misturadores estáticos MX, ΜΧΙ.,.ΜΧη, o separador liquido-liquido (Sl), o pré-filtro (PF), o coalescedor (S 2), a corrente de alimentação do MNB Bruto (NBBF), a corrente de alimentação de água fresca ou do processo (WF), a corrente de água ácida do separador Sl (AW1), a corrente de água ácida proveniente do Sl que é enviada para nitração e/ou efluente final após tratamento (AWN), a corrente de água ácida proveniente do coalescedor S2 (AW2), a corrente de MNB ácido proveniente do Sl (NBA1) e a corrente de MNB ácido proveniente de S2 (NBA2).

Descrição detalhada da invenção A presente invenção refere-se a um processo para a lavagem e refinamento de compostos nitro aromáticos, preferencialmente, do MNB Bruto com uma elevada eficiência de remoção de ácidos minerais (ácido sulfúrico e nítrico) e de ácidos orgânicos hidrofílicos (ácido oxálico).

Surpreendentemente, através de vários estudos experimentais à escala piloto/industrial desenvolveu-se um equipamento de lavagem compreendido por um conjunto de misturadores estáticos dispostos em série e/ou paralelo que promovem uma mistura vigorosa numa gama alargada de operação e por um coalescedor que colmata o problema do arrastamento da água ácida, permitindo que as emissões gasosas de S02 estejam abaixo do limite legal imposto pela Directiva Europeia 2000/76/CE - os valores obtidos com a presente invenção são 9 inferiores a 50 mg/Nm3, de preferência inferiores a 40 mg/Nm3. O desempenho do equipamento/método descrito é superior à configuração tradicional, conduzindo ao refinamento do MNB Bruto em termos da presença de ácidos minerais, e consequentemente, permitindo mitigar o problema das emissões gasosas de S02 no incinerador, além de ainda reduzir o consumo de ácido sulfúrico usado no processo como catalisador e a quantidade de efluentes liquidos gerados.

Inicialmente procurou-se diminuir as emissões de SO2 pela incorporação de um coalescedor ao sistema tradicional -figura 1, contudo não se obtiveram os resultados que permitissem cumprir as exigências legais.

Surpreendentemente o processo/equipamento proposto compreende pelo menos dois misturadores em série e/ou paralelo - lavagem ácida - para uma eficiente remoção do ácido sulfúrico e nitrico do MNB Bruto e um processo de refinamento final - coalescedor.

Esta solução é surpreendente uma vez que o aumento de misturadores, aumenta a dispersão das duas fases e a separação é dificultada, contudo a sinergia entre o conjunto de misturadores e o coalescedor permite diminuir os indices de emissão gasosas de SO2 para valores inferiores aos exigidos pela legislação, isto é inferiores a 50 mg/Nm3, de preferência inferiores a 40 mg/Nm3.

Assim, o primeiro estágio compreende a remoção dos ácidos inorgânicos e orgânicos hidrofílicos do MNB Bruto através da dispersão deste na água ácida usando um conjunto de misturadores estáticos de determinados tamanhos, dispostos 10 em série e/ou em paralelo conforme os caudais em causa, ou seja, em função da perda de carga. Esta deve estar situada numa determinada gama de valores para promover uma dispersão adequada do MNB na água ácida, de preferência com perdas de carga que podem variar entre 0,2-1,4 bar, ainda de preferência 1,2 bar.

Assim, esta configuração de misturadores estáticos permite uma flexibilidade de operação para uma gama alargada de caudais, ou seja, a adição ou remoção de misturadores estáticos em paralelo a operarem depende da perda de carga no sistema, de preferência caudais de mononitrobenzeno entre 20-40 m3/h, ainda mais de preferência 28-36 m3/h e de caudais de água ácida entre 30-80 m3/h, ainda mais de preferência 40-65 m3/h.

Numa realização preferência, no segundo estágio o MNB proveniente do primeiro estágio da lavagem ácida é reencaminhado para um coalescedor. Este contém uma série de elementos internos que promovem a coalescência das goticulas de água ácida dispersas no MNB. A água ácida removida é reenviada para o lavador ácido e o MNB ácido com um teor residual de ácidos minerais, correspondente praticamente ao ácido sulfúrico, é reencaminhado para a lavagem alcalina.

Na presente invenção, o MNB Bruto (NBBF) é misturado com uma corrente de água ácida (AW1) num conjunto de misturadores estáticos (ΜΧΙ,.,ΜΧη) . Estes misturadores estáticos podem apresentar diferentes tamanhos e são dispostos numa configuração em série e/ou paralelo de modo a promover o grau de mistura desejado dentro de uma gama alargada de caudais de operação. A concentração de ácido 11 sulfúrico na fase aquosa é controlada abaixo de 8% (p/p) de modo a evitar a ocorrência de corrosão nas diferentes peças de equipamento (ΜΧ.,.ΜΧη, Sl) e tubagens associadas e a inversão das fases em Sl resultante de um aumento da densidade da fase aquosa. Verificamos que o pH da água ácida deve ser, preferencialmente, inferior ou igual a 5 e em que a percentagem mássica do ácido sulfúrico deve situar-se de preferência entre 0.5%-5.0% (p/p), ainda mais de preferência 2-4% (p/p). Adicionalmente, a acidez influencia o grau de extracção dos ácidos minerais do MNB, quanto mais baixa for a concentração de ácido sulfúrico maior é a eficiência na lavagem. De seguida, a mistura do MNB Bruto e da água ácida é separada no separador líquido-líquido (Sl). Na presente invenção a corrente de água ácida (AWN) tem dois destinos possíveis: ser adicionada a corrente de nitração e/ou efluente final. Cerca de 70-90% dos ácidos minerais são recuperados para a nitração. Paralelamente pode proceder-se a uma purga da corrente água ácida (AWN) para o efluente final para impedir a acumulação de impurezas metálicas, como o Fe, no circuito do ácido sulfúrico. Com esta configuração dos misturadores estáticos a eficiência de remoção dos ácidos minerais do MNB Bruto aumenta surpreendentemente, passando de 1500ppm de sulfatos para cerca de 20-100ppm, em vez dos 100 - 300ppm obtidos com o sistema convencional. Apesar da melhoria, os teores de ácido sulfúrico no MNB ácido (NBA1) que é enviado para a etapa de lavagem alcalina não possibilita uma folga nas emissões gasosas de S02 para a atmosfera no incinerador.

Assim, a corrente de MNB ácido (NBA1) é enviada para um coalescedor (S2), passando de preferência previamente por um pré-filtro, onde são removidas partículas sólidas, nomeadamente compostos de elevado peso molecular. Caso 12 contrário estes compostos depositar-se-iam nos elementos internos do coalescedor prejudicando o seu funcionamento. No coalescedor a água arrastada no MNB ácido é removida e reenviada para o separador líquido-liquido (AW2). Esta última etapa permite o refinamento do MNB ácido a nivel do teor de ácidos minerais presentes, obtendo-se valores inferiores a 14 ppm. A corrente de MNB ácido proveniente do coalescedor é enviada para a lavagem alcalina (NBA2), proporcionando emissões gasosas de S02 inferiores ao limite legal imposto e evita um tratamento posterior no incinerador, como por exemplo, o tratamento pelo processo Neutrec ®.

Para uma mais fácil compreensão da invenção descrevem-se de seguida algumas realizações preferenciais, as quais, representam realizações preferenciais do invento que, contudo, não pretendem limitar o objecto da presente invenção.

Realização 1

Realização convencional - sem coalescedor e sem misturadores estáticos adicionais 0 MNB Bruto proveniente da nitração adiabática do benzeno é lavado segundo a configuração da Figura 1 de modo a extrair os ácidos minerais. 0 teor de ácido sulfúrico na corrente de MNB Bruto (NBBF) proveniente da nitração é de cerca de 2000ppm. 0 caudal de água ácida à entrada do misturador estático (AW1-AWN) é de 55 m3/h, razão de MNB/água ácida de 0.66 e a composição mássica máxima desta corrente é de 5% em ácido sulfúrico. A temperatura no lavador ácido (Sl) é 13 controlada entre os 50°C e os 60°C. A corrente de MNB ácido (NBA1) à saída do lavador tem um teor de ácido sulfúrico de 200ppm. Embora se obtenha uma eficiência de 90,0% na extracção, este teor é responsável por elevados teores de óxidos de enxofre no incinerador.

Realização 2

Realização 2 - sem coalescedor e com um misturador estático adicional - configuração 1+1 O ácido sulfúrico é extraído do MNB Bruto proveniente da nitração adiabática do benzeno na lavagem ácida segundo a configuração da Figura 1. O teor de ácido sulfúrico na corrente de MNB Bruto (NBBF) proveniente da nitração e a temperatura de operação são semelhantes à da Realização 1. O caudal de MNB Bruto à entrada do misturador estático (NBBF) é de 28 m3/h, razão de MNB/água ácida de 0,5 e a composição mássica máxima de ácido sulfúrico na água ácida é de 4%. No entanto, neste exemplo foi colocado ao serviço um misturador estático adicional, segundo uma configuração em série como a apresentada na Figura 2 - configuração 1+1. A perda de carga nos misturadores aumentou substancialmente quando comparada com perda de carga obtida na Realização 1, passou de 0,2bar para 1,5 bar. Com esta configuração a corrente de MNB ácido (NBA1) à saída do separador líquido-líquido apresenta um teor de sulfatos de cerca de 45 ppm. A eficiência global de remoção dos sulfatos neste estágio de lavagem ácida é de 97,7%.

Realização 3

Realização 3 - sem coalescedor e com misturadores estáticos adicionais - configuração 1+2 14 0 ácido sulfúrico é extraído do MNB Bruto proveniente da nitração adiabática do benzeno na lavagem ácida segundo a configuração da Figura 1, mantendo as condições operatórias da realização 1. No entanto, neste exemplo foram colocados ao serviço os misturadores estáticos adicionais da presente invenção segundo uma configuração em paralelo e série como a apresentada na Figura 2-1 misturador, seguido de dois misturadores em paralelo configuração 1+2. Com esta configuração a corrente de MNB ácido (NBA1) à saída do lavador apresenta um teor de sulfatos de cerca de 52 ppm ( um guarto do valor obtido na Realização 1). Relativamente à realização convencional anteriormente descrita obtiveram-se reduções de cerca de 74% no teor de ácido sulfúrico no MNB. Assim sendo, eficiência global de remoção dos sulfatos neste estágio de lavagem ácida de 97,4%.

Realização 4

Realização 4 compreende um coalescedor e com misturadores estáticos adicionais - configuração 1+2 - e elevada densidade - i.e., percentagem mássica de ácido sulfúrico na água ácida 5%. A presente realização, de acordo com a Figura 2, é aplicada na lavagem do MNB Bruto proveniente da nitração do benzeno. A segunda etapa da lavagem ácida, refinamento do MNB ácido, é feita num coalescedor. Este é alimentado com o MNB ácido (NBA1) proveniente do separador líguido - líguido (Sl). Os misturadores estáticos apresentam uma configuração igual à considerada na realização 3. A percentagem mássica de ácido sulfúrico na água ácida é de 5%. As restantes condições operatórias mantêm-se inalteradas (condições da realização 15 1). Os resultados mostram que é possível remover gotículas dispersas de água ácida arrastadas no MNB ácido e deste modo reduzir ainda mais o teor de sulfatos no MNB ácido (NBA2). A corrente de MNB ácido (NBA2) apresenta um teor de ácido sulfúrico de 14ppm. Relativamente à configuração anterior (da realização 3) obteve-se uma redução de cerca de 73% no teor de sulfatos presentes no MNB e relativamente à configuração tradicional (Realização 1) consegue-se na presente realização obter uma redução de 93%. A eficiência global de remoção dos sulfatos na lavagem ácida é de 99,3%. Este teor de ácido sulfúrico não compromete os limites legais de emissões de óxidos de enxofre para a atmosfera na chaminé do incinerador.

Realização 5

Realização com coalescedor e com misturadores estáticos adicionais - configuração 1+2 - e baixa densidade - i.e., percentagem mássica de ácido sulfúrico na água ácida 2% 0 MNB Bruto proveniente da nitração adiabática do benzeno é lavado com o objectivo de remover os ácidos minerais, nomeadamente o ácido sulfúrico, de acordo com a presente invenção (Figura 2) . Relativamente ao exemplo anterior a única diferença nas condições operatórias reside na concentração de ácido sulfúrico na água ácida (AW1), de modo a estudar a influência desta na lavagem do MNB Bruto. A percentagem mássica de ácido sulfúrico na água ácida é de 2%. Assim, verificou-se que operando com baixa acidez na água ácida (AW1) é possível aumentar ainda mais a eficiência da extracção do ácido sulfúrico do MNB Bruto. A corrente de MNB ácido (NBA2) apresenta um teor de sulfatos 16 de 9 ppm, ou seja, relativamente à Realização 4 há uma redução do teor de sulfatos de cerca de 36%. A eficiência global na extracção do ácido sulfúrico do MNB Bruto na lavagem ácida é de 99,6%.

Apresentam-se dados comparativos para as remoções de sulfatos para as várias configurações dos misturadores, caudais, % mássicas inicias de H2S04, na presença e ausência de coalescedor.

Tabela 1 - Remoção de sulfatos para as diversas configurações, sendo que em todos os casos a quantidade de sulfatos na corrente NBBF é de 2000 ppm.

Real. Caudal NBBF (m3/h) o "Ç mássica h2so4 Conf. Perda de carga nos misturadores (bar) Coalesce dor Sulfatos na corrente saida de MNB (ppm) 1 36 5 1 0,2 Não 200 2 28 4 1 + 1 1,5 Não 45 3 36 5 1+2 1,4 Não 52 4 36 5 1 + 2 1,4 Sim 14 5 36 2 1 + 2 1,4 Sim 9 A presente invenção não é, naturalmente, de modo algum restrito às realizações descritas neste documento e uma pessoa com conhecimentos médios da área poderá prever muitas possibilidades de modificação da mesma sem se afastar da ideia geral da invenção, tal como definido nas reivindicações.

As realizações preferenciais acima descritas são obviamente combináveis entre si. As seguintes reivindicações definem 17 adicionalmente realizações preferenciais da presente invenção.

Lisboa, 26 de Abril de 2013 18

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Processo para a remoção de impurezas de uma corrente de produto que compreende um composto aromático nitrado caracterizado por compreender os seguintes passos: • misturar uma corrente que compreende um composto aromático nitrado (NBBF) com uma corrente que compreende uma solução ácida (AW1) num conjunto de pelo menos dois misturadores estáticos em série e/ou em paralelo (MXi, MX2,... MXn-i, MXn) ; • extrair os ácidos minerais da corrente de saída dos misturadores que compreende um composto aromático nitrado, de preferência ácidos orgânicos hidrofílicos, ácido nítrico, ácido sulfúrico, ou suas misturas, por uma extracção líquido-líquido (Sl) com uma solução ácida (AWl); • submeter a corrente resultante da extração líquido-líquido (NBA1) a um processo de coalescência (S2) .
2. Processo de acordo com a reivindicação anterior caracterizado por compreender adicionalmente um passo de pré-filtração da referida corrente (NBA1) anterior à coalescência (S2) .
3. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores caracterizado por o composto aromático nitrado ser o mononitrobenzeno.
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores caracterizado por a solução ácida ser uma solução aquosa de ácido sulfúrico. 1
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores caracterizado por o Mononitrobenzeno Bruto (MNB) ser misturado com solução ácida com uma percentagem mássica de ácido sulfúrico inferior a 8% (p/p).
6. Processo de acordo com a reivindicação anterior caracterizado por a percentagem mássica de ácido sulfúrico variar entre 0,5%-5% (p/p), de preferência 2-4% (p/p) .
7. Equipamento para a remoção de impurezas de uma corrente de produto que compreende um composto aromático nitrado caracterizado por compreender: • um conjunto de pelo menos dois misturadores estáticos em série e/ou paralelo; • seguidos por um separador liquido-liquido; • coalescedor.
8. Equipamento de acordo a reivindicação 7, caracterizado por ter adicionalmente um pré-filtro antes do coalescedor, onde são removidas partículas sólidas.
9. Equipamento de acordo com qualquer uma das revindicações 7-8, caracterizado por o referido conjunto de misturadores estáticos serem 2,3, 4 ou 5 misturadores.
10. Equipamento de acordo com qualquer uma das revindicações 7-8, caracterizado por a referido conjunto de misturadores apresentar a referida configuração: dois misturadores em série ou, um misturador seguido por dois em paralelo ou, dois misturadores em série seguidos por dois em paralelo. 2
11. Equipamento de revindicações 7-10, caracterizado por as operação serem as seguintes: • temperatura 50-60°C; • pressão 1-3 bar; • caudal de MNB 20-40 m3/h; • caudal de água ácida 30-80 m3/h. acordo com qualquer uma das condições de
12. Equipamento de acordo com revindicações 7-11 caracterizado por água ácida proveniente do coalescedor no separador liquido-liquido. qualquer uma das parte da corrente de (AW2) ser introduzida Lisboa, 12 de Junho de 2013 3