PT2705020E - Método e dispositivo para a purificação de produtos nitrados - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

MÉTODO E DISPOSITIVO PARA A PURIFICAÇÃO DE PRODUTOS

NITRADOS A presente invenção refere-se à área técnica da nitração, em particular ao fabrico de compostos orgânicos aromáticos nitrados (sinonimamente também referidos como "compostos nitroaromáticos", "produtos de nitração" ou semelhantes) e a sua purificação, após a sua preparação.

Em particular, a presente invenção refere-se a um método para a remoção de impurezas (tais como p. ex., em particular, reagentes não convertidos, produtos de reação secundários, ácido nítrico e seus produtos de aplicação, tais como os óxidos de azoto ou ácido nitroso, etc.) presentes na nitração de compostos aromáticos nitráveis, após separação do ácido nítrico efetuada em produtos brutos nitrados por meio de tratamento com um meio de lavagem. Por outras palavras, a presente invenção refere-se assim a um método para a purificação de nitração de compostos aromáticos nitráveis, após a separação do ácido de nitração dos produtos brutos nitrados.

Por fim a presente invenção refere-se a uma instalação de linha de produção para a nitração dos compostos aromáticos nitráveis com purificação subsequente dos produtos nitrados.

Os compostos nitroaromáticos, tais como p.ex. nitrobenzeno (MNB), mononitrotolueno (MNT), dinitrotolueno (DNT), trinitrotolueno (TNT), nitroclorobenzeno (MNCB) etc., obtidos por reação de um correspondente aromático, tal como p. ex. benzeno, tolueno, xileno, clorobenzeno, diclorobenzeno, etc., com ácido nítrico - diretamente ou na presença de ácido sulfúrico como catalisador e meio de ligação de água, devem ser submetidos antes da sua transformação a uma lavagem em várias fases e vários passos de purificação adicionais, para que os nitroaromáticos em bruto ainda dissolvidos ou com contaminantes suspensos, tais como ácido sulfúrico, ácido nítrico, nitroso, nitrofenóis, nitrocresóis etc., que por exemplo, estejam presentes como mono-, dinitro trinitrocompostos, e outros produtos de oxidação, tais como p. ex., ácidos nitrobenzóicos e produtos de degradação resultantes da decomposição dos nitrofenóis, ou dos compostos aromáticos não reagidos ou isómeros não desejados, tais como, por exemplo, na produção de TNT, para remover os compostos nitroaromáticos na mistura em bruto.

Normalmente, a lavagem do nitroaromático em bruto para remover os ácidos dissolvidos e suspensos de compostos nitrados, os nitrofenóis e outros materiais ácidos e afins, a extração de contaminantes processa-se em três passos (ver, por exemplo, BF Meissner et al., Industrial and Engeneering Chemistry, vol. 46, páginas 718 a 724 (1954);

Ullmanns Enzyklopádie der Technischen Chemie, 4. Edição, Vol. 17, páginas 384 a 386; H. Hermann et al," Industrial Nitration of Toluene to Dinitrotoluene", ACS Symposium Series 623 (1996), páginas 234 a 249, editoras: L. F. Albright, R. V. C. Carr, R. J. Schmitt; US 6.288.289 BI; EP I 816 117 Bl). Como meio de lavagem a água é habitualmente utilizada, em que a lavagem é normalmente levada a cabo como uma lavagem fluida/líquida (isto é, a temperaturas em que os nitroaromáticos a ser lavados estejam presentes no estado líquido).

Esta lavagem tripla, envolve tipicamente as seguintes etapas: 1. Uma lavagem ácida com água para remover os ácidos minerais dissolvidos e suspensos, tais como ácido sulfúrico, ácido nítrico e nitroso ("lavagem ácida"). 2. Uma lavagem básica ou alcalina na presença de uma base ("lavagem alcalina"), tal como por exemplo, carbonato de sódio (soda), bicarbonato de sódio, sulfito de sódio, hidrogenossulfito de sódio, amónia, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, etc. (ver, por. ex. US 4.482.769 A, US 4.597.875 ou US 6.288.289 Bi), para a remoção de impurezas de ácidos fracos dissolvidos nem nitroaromáticos em bruto, tais como nitrofenóis nitrocresóis, nitrobenzóicos, produtos de degradação resultantes da decomposição oxidativa de fenóis ou de hidrocarbonetos alifáticos ou hidrocarbonetos cíclicos etc., como o ácido oxálico etc., ou os isómeros assimétricos no TNT ("lavagem de base"). 3. Uma lavagem neutra para remover os vestígios residuais de alcalino e uma maior redução dos vestígios de impurezas no produto ("lavagem neutra"). 0 objetivo desta etapa de lavagem é que, paralelamente a um produto puro possibilita a obtenção de um mínimo de água residual por tonelada de produto, e em que a lavagem das impurezas seja realizada de modo que a sua eliminação se processe de forma barata. A fim de minimizar o tempo necessário para a quantidade de água a lavagem pode por exemplo decorrer em contracorrente, de modo a que esta água de lavagem de utilização na lavagem neutra, após adição de bases na lavagem alcalina (ver por ex. B.A.B. Quakenbush et. al., The Olin Dinitrotoluene (DNT) Process, Congresso Mundial de Poliuretanos 1993 Publ. Technomic Lancaster, páginas 484 a 488) ou em que na lavagem ácida com uma quantidade mínima de água se processe uma lavagem, um ácido concentrado seja obtido, o qual pode ser adicionado diretamente ou após concentração na nitração.

Assim, são descritos métodos p. ex. na EP 0279 312 Bl, na EP 0 736 514 Bl e EP 1 780 195 Bl, com os quais os ácidos minerais dissolvidos após a nitração são ainda suspensos em nitroaromáticos, tais como ácido sulfúrico, ácido nítrico e nitroso, lavados seletivamente e em várias fases e novamente conduzidos para a nitração, de modo que não seja obtida água residual da lavagem ácida a ser descartada. Há igualmente métodos conhecidos nos quais - para minimizar a quantidade de água residual - não é levada a cabo uma lavagem ácida, mas apenas uma lavagem alcalina e neutra, como por exemplo, em Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 4. Ed., Vol. 17, páginas 136 a 138, ou descrito na US 4 091 042 A.

Paralelamente à minimização de fluxos de resíduos, é também objetivo a redução da necessidade de dispêndio de lavagem (p. ex. o facto de na tecnologia de lavagens, não só para a fase de lavagem, mas também para os produtos a serem lavados se proceda a adaptação específica).

Para a lavagem dos nitroaromáticos nas etapas individuais de lavagem, são geralmente utilizados como aparelhos os chamados Mixer-Settler (Separadores de mistura) (ver p.ex. EP 1 593 654 AI), em que a parte de mistura, tipicamente, um tanque de agitação (cf. p. ex. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5. Ed., Vol. B 3, páginas 6.19 a 6.21; M. Baerns et al., Technische Chemie, Editora Wiley-VCH 2006, páginas 352/352). Assim, um arranjo de misturadores e separadores está já descrito na Patente alemã DE 1 135 425, a qual permite que mesmo à temperatura ambiente, nitroaromáticos cristalinos tais como p. ex. DNT, TNT ou NBC, possam ser lavados em forma líquida a temperaturas elevadas, para minimizar as despesas de aquecimento. No entanto, as bombas centrífugas e misturadores estáticos têm sido utilizados como misturador (ver p. ex. os documentos US 3 221 064 A ou EP 1 816 117 Bl) . A utilização da tecnologia do misturador / separador (Tecnologia do misturador/separador) (ver p.ex. Fig. 1) é contudo complicada e cara. Devido ao deslizamento inevitável em tanques com agitação contínua como mixer ou misturador, especialmente na remoção de nitrofenóis ou nitrocresóis ou quando estes estão presentes em concentrações elevadas no nitroaromático em bruto, são necessárias mais etapas de trabalho, possivelmente em contracorrente para o processamento adicional dos nitroaromáticos de modo a obter o desejado baixo teor de impurezas (p. ex. um teor de nitro fenóis menor que 10 ppm. de preferência de 2 a 3 ppm) . Igualmente uma lavagem em colunas de extração de várias fases é tecnicamente complicada e dispendiosa e pouco eficaz. Além disso, a geração de superfícies de permuta maiores para uma mistura de duas fases num período mais curto de tempo para uma transferência de massa efetiva ("mass transfer"), seguida por uma reação química rápida, ou num tanque de agitação pode ser realizada em colunas de extração.

Em J. M. Coulson, F. E. Warner "A Problem in Chemical Engineering Design: The Manufacture of Mononitro- toluene", uma publicação de "The Institution of Chemical Engineers", 56, Victoria Street, London, S.W. I, 1949, páginas 25/26, é descrita uma lavagem em três fases do MNT com um purificador do tipo Holley-Mott (Mixer/Settler) , em que a lavagem ácida e alcalina é realizada em pelo menos duas fases em contracorrente, para obter uma suficiente remoção dos ácidos e nitrocresóis dissolvidos ou suspensos no MNT.

Na patente Canadiana CA 1 034 603 foi proposta uma lavagem ácida de quatro etapas em contracorrente, para lavar o ácido nítrico e ácido sulfúrico dissolvidos e suspensos no DNT em bruto.

Na US 4 091 042 A, é descrita uma lavagem em quatro estágios com soda em contracorrente, para remover do nitrobenzeno em bruto e com a pureza desejada, quaisquer componentes ácidos tais como o ácido sulfúrico e nitroaromáticos dissolvidos como dinitrofenóis e ácido pícrico até 2000 ppm.

Na EP 1 816 117 AI é descrita uma lavagem neutra em contracorrente em quatro fases, com utilização de quatro tanques de agitação e os respetivos aparelhos de separação (a chamada "Mixer/Settler-Technologie") para reduzir os níveis ainda elevados de nitrofenóis após a lavagem alcalina de cerca de 50 ppm a uma quantidade residual de 2 ppm. Mas mesmo com substituição do tanque de agitação por bombas centrífugas como órgãos de mistura são ainda necessárias três fases, a fim de obter uma quantidade residual de nitrofenóis de 3 ppm. no nitrobenzeno. A US 4 994 242 A divulga que os misturadores em escala técnica não são adequados por si só como órgãos de mistura em sistemas de duas fases para produzir uma ótima Dispersão das duas fases imiscíveis uma com a outra. Assim, a EP 1 816 117 Bl descreve a utilização de um misturador estático para a lavagem alcalina; o nitrobenzeno assim tratado contém acima de 50 ppm de nitrofenóis, que devem ser reduzidos para cerca de 2 ppm. numa lavagem neutra complexa em varias etapas.

Tal como explicado na EP 1 780 195 Bl numa lavagem ácida, a lavagem de nitroaromáticos é um processo complexo. Além de gerar uma superfície de troca suficientemente grande entre a fase orgânica e a fase de lavagem (normalmente com água), a fim de alcançar uma transição ótima dos contaminantes a ser removidos da fase orgânica, a eficácia de um passo de lavagem depende dos equilíbrios de distribuição de contaminantes entre a fase orgânica e o meio de lavagem dependendo também do facto de, as impurezas contaminantes extraídas na fase orgânica e como tal no meio de lavagem serem estáveis ou serem removidas a partir do equilíbrio de repartição através de uma reação subsequente.

Assim reage o nitroso depois da transição da fase orgânica para a fase aquosa com água numa desproporcionação em relação ao ácido nítrico e NO de acordo com a equação (D :

(1) 3 N02 (= 3/2 N204) + H20 -> 2 HN03 + NO

Tanto na transição de Azoto a partir da fase orgânica, provavelmente como um dimero, como na aplicação de Azoto (como N2O4) com a água, são relativamente lentas as reações que ocorrem em relação a uma neutralização, de modo que é necessário tempo para a remoção de azoto a partir da fase orgânica por lavagem com a reação química subsequente.

Em ácidos no entanto, como o ácido sulfúrico, ácido nítrico ou nitrofenóis levemente ácidos, a entrada da dissociação dos ácidos presentes na água de lavagem em hidroniões e aniões correspondentes (equação 2) ou que é feita na presença de neutralização alcalina subsequente (equação 3) representa um processo muito mais rápido, através do qual as impurezas lavadas do equilíbrio de repartição entre a água de lavagem e nitroaromático são removidas permanecendo em forma aniónica na água de lavagem. (2) H2S04 + H20 -> H30+ + HSO4- (3) N02Ar-0H + NaOH -> N02Ar-0- Na++ H20 Por meio desta rápida neutralização de aniões que formam substâncias no meio de lavagem alcalina é de esperar, que a extração destas a partir da fase orgânica seja efetivamente realizado por transferência de massa controlada e a lavagem prossiga substancialmente com as mesmas definições cinéticas como uma mononitração, p. ex. tal como a nitração do benzeno para nitrobenzeno. 0 documento DE 1 222 904 A refere-se a um método para a purificação de nitrofenol contendo nitrocompostos aromáticos, em que os nitrocompostos aromáticos a ser purificados são submetidos a uma lavagem com água e imediatamente a seguir ou após a mistura com o mesmo volume de 0,1 a 2 em peso percentual numa solução aquosa de hidróxido de sódio sendo em seguida passados através de uma resina alcalina de permuta aniónica.

Além disso, o documento US 3 221 064 A refere-se a um processo para purificar dinitrotoluenos, os dinitrotoluenos são emulsionados numa bomba centrífuga com água e uma solução de hidróxido de sódio aquoso e depois de cada etapa de lavagem segue-se a separação do respetivo meio de lavagem.

Além disso, o documento EP 0 279 312 A2 descreve um método para a separação de ácido sulfúrico e ácido nítrico na nitração da mistura de tolueno de dinitrotolueno obtida, em que o dinitrotolueno é misturado com água e em seguida numa fase aquosa o ácido sulfúrico e o ácido nítrico são separados.

Além disso, o documento US 4 597 875 A descreve um método para a remoção de impurezas de nitrocresol e ácido pícrico resultantes da produção de nitroaromáticos de água residual, em que as impurezas ao longo de vários passos de lavagem cumuladas, são tratadas com ácido e em seguida queimados os resíduos orgânicos daí resultantes.

Além disso, o documento US 4 482 769 A descreve um método para a purificação de dinitrotolueno, em que o dinitrotolueno é lavado numa fase aquosa básica para remover os compostos de trinitroortocresol, em que o dinitroortocresol no entanto sai na fase orgânica.

Por fim, o documento DE 2 151 206 A refere-se a um método e aparelho para misturar líquidos, em que a mistura de líquidos é levada a cabo usando bicos de pulverização, que se projetam num reator de mistura.

Os processos conhecidos a partir dos métodos da técnica anterior e sistemas para a purificação dos produtos brutos nitrados muitas vezes não funcionam satisfatoriamente ou com eficiência elevada. Métodos ou operações relacionadas com o processo referido, são por vezes, excessivamente complexas, e as purificações pretendidas não são atingidas com frequência, pelo menos não a um custo razoável. A presente invenção tem por objetivo, um método de preparação para a remoção de impurezas a partir da nitração de produtos brutos nitrados de compostos aromáticos nitráveis, após a separação do ácido de nitração, em que o acima descrito, em relação ao estado da técnica anterior evita ou pelo menos mitiga problemas e desvantagens pelo menos em grande parte.

Em particular é um objetivo da presente invenção proporcionar um método pelo qual seja possível uma purificação eficiente dos produtos brutos nitrados, quando emergem a partir da nitração de compostos aromáticos nitráveis após a separação dos assim chamados ácidos de nitração. É, para além disso, objetivo da presente invenção, a lavagem dos nitroaromáticos em bruto resultantes após a separação de ácidos de nitração, onde quantidades significativas de impurezas podem estar presentes, tais como vestígios de ácido de nitração, ácido sulfúrico diluído, ácido nítrico, nitroso, nitrofenóis, ácidos nitrobenzóicos, produtos de degradação provenientes da degradação oxidativa de nitrofenóis etc., em quase uma fase em cada passo de lavagem realizado de tal maneira que no lavado nitroaromático o conteúdo de nitrofenol é tão baixa quanto possível (p. ex. como em nitrobenzeno de uma nitração adiabática com originalmente 2.000 ppm de di- e trinitrofenóis o conteúdo de nitrofenóis após a lavagem alcalina é inferior a 50 ppm, de preferência abaixo de 10 ppm, e após a lavagem até à neutralidade é inferior a 2 ppm) e a complexidade e os custos do processo são significativamente mais baixos do que com o processo utilizado anteriormente no anterior estado da técnica. O objetivo acima descrito é atingido por um método de acordo com a reivindicação 1; além disso, os desenvolvimentos e aperfeiçoamentos vantajosos do método de acordo com a invenção são o assunto das respetivas reivindicações dependentes.

Além disso, é objetivo da presente invenção um sistema de produção de acordo com a reivindicação 12; adicionalmente as caraterísticas vantajosas e o aperfeiçoamento deste aspeto são objeto das respetivas reivindicações dependentes. É evidente que as configurações, formas de realização, vantagens, e outras semelhantes, as quais - com a finalidade de evitar a repetição desnecessária - só podem ser realizadas com um aspeto da invenção, é claro que também se aplicam em conformidade, relativamente a outros aspetos da invenção. É claro que, com os seguintes detalhes de valores, números e áreas a este respeito de valores, números e áreas não se destinam a ser um fator limitante; tal como será óbvio para o perito na arte, que casos individuais ou aplicações condicionantes de aplicação aqui relacionada podem ser dispensadas, sem prejuízo de desvio do âmbito da presente invenção.

Além disso, todos os valores ou parâmetros de informação referidos em seguida, poderão geralmente ser calculados ou determinados com métodos normalizados ou métodos padrão ou explicitamente indicados de determinação, ou métodos de determinação comuns, escolhidos pelo perito na área.

Posto isto, segue abaixo descrita em mais detalhe a presente invenção.

Objetivo da presente invenção - de acordo com um primeiro aspeto da presente invenção - é proporcionar um método para a remoção de impurezas de produtos brutos nitrados a partir da nitração de compostos aromáticos nitráveis, após a separação do ácido de nitração resultante por tratamento com um meio de lavagem, em que o método da invenção inclui os seguintes passos de processo:

Num primeiro passo de processo (a) os produtos brutos nitrados são primeiramente postos em contacto com um meio de lavagem e os produtos brutos nitrados e o meio de lavagem são distribuídos um pelo outro de tal forma que uma dispersão, em particular uma emulsão, daí resulte (por outras palavras, nesta primeira etapa do método (a) é realizada uma dispersão ou emulsão de produtos brutos nitrados por um lado, e um meio de lavagem, por outro lado), e num segundo passo de processo (b) a dispersão resultante, em especial a emulsão, é introduzida num reator de tubo, de modo que através do reator de tubo as impurezas inicialmente presentes nos produtos brutos nitrados durante a passagem da emulsão, sejam removidas e/ou de modo que durante a passagem da emulsão pelo reator as impurezas inicialmente presentes nos produtos brutos nitrados sejam inseridas no meio de lavagem e por ele neutralizadas. 0 método da presente invenção é assim adequadamente excelente para a purificação em nitração de compostos aromáticos nitráveis, após a separação do ácido de nitração dos produtos brutos nitrados. 0 principio do método de acordo com a invenção, importa em que as quantidades de impurezas ainda significativas após a nitração contendo compostos nitroaromáticos - após a remoção do ácido de nitração (por exemplo, num separador) - são adicionalmente processadas em contacto com um meio de lavagem e a mistura de compostos nitroaromáticos e o meio de lavagem numa emulsão ou dispersão e, em seguida a emulsão ou dispersão resultante, é inserida num reator de tubo, de modo que as impurezas nitroaromáticas inicialmente presentes sejam purificadas e transferidas para o meio de lavagem ou por ele neutralizadas surgindo desse modo um nitroaromático purificado.

Então, tal como inventado pela Requerente de forma verdadeiramente surpreendente, a utilização de um reator de tubo - em combinação com um dispositivo dispersante ou emulsionante disposto a montante - para o facto de ter lugar uma particularmente boa mistura e distribuição particularmente intima e fina do meio de lavagem por um lado, e por outro lado os compostos nitroaromáticos a ser purificados, de modo que desta forma as impurezas a bem dizer num único passo de processo (isto é, no tratamento do reator de tubo) possam ser completamente ou, pelo menos, essencialmente completamente removidas.

Em contraste com a técnica anterior, as etapas complexas de processo para a purificação de nitroaromáticos em bruto são evitadas de uma forma eficiente, sem prejuízo da qualidade da purificação do nitroaromático em bruto.

Surpreendentemente foi verificado de acordo com a invenção para o tratamento de nitroaromáticos em bruto em combinação com o meio de lavagem num reator de tubo permite uma distribuição tão íntima e fina de nitroaromáticos em bruto por um lado, e meio de lavagem por outro lado, que como parte da etapa de tratamento com o reator de tubo de acordo com a etapa (b) do método a totalidade ou pelo menos substancialmente todas as impurezas são transferidas para o meio de lavagem ou por ele neutralizadas, de modo que as mesmas (isto é, após a conclusão da etapa (b) ) podem em seguida ser separadas dos nitroaromáticos purificados em conjunto com o meio de lavagem.

Verificou-se nomeadamente de modo surpreendente, que é possível no âmbito da presente invenção, efetuar uma lavagem de nitroaromáticos com sucesso em quase uma única fase - mesmo perante cargas elevadas de impurezas, como os ácidos sulfonítricos, nitrofenóis e Nitrocresóis - através de uma simples combinação de baixo custo de misturadores de jato, mas também outros órgãos dispersores tais como p. ex. bombas centrífugas, com instalações adicionais, tais como misturadores estáticos, coberturas, etc., em reatores de tubos isoladamente ou até mesmo em combinação com tanques de agitação, que lhe permitem, uma energia de mistura bem definida em fases imisciveis. As emulsões assim produzidas sejam na fase orgânica a ser purificada no meio de lavagem (tipo 0/W) ou no meio de lavagem na fase orgânica (tipo W/0) fornecem o necessário limite de superfície de transferência de massa eficaz e ótimo entre o nitroaromático a ser purificado e o meio de lavagem.

No que respeita à preparação da emulsão ou dispersão na etapa do método (a) , esta é efetuada em geral por meio de um dispositivo de dispersão ou dispositivo emulsionante, em particular por meio de um elemento de mistura adequado.

No âmbito da presente invenção podem ser utilizados como dispositivo de dispersão ou dispositivo de emulsão (ou seja, de um modo particularmente preferido, primeiro dispositivo dispersante ou emulsionante), em particular, como um elemento de mistura, por exemplo um tanque de agitação, um misturador de jato (Jet-Mixer ou Jet-Mixing-Device) ou uma bomba, particularmente uma bomba centrífuga.

De acordo com uma forma de realização da invenção é utilizado como dispositivo de dispersão ou de emulsão, particularmente como elemento de mistura, uma bomba, em particular uma bomba centrífuga, no âmbito da etapa (a) do método.

Segundo uma alternativa de uma forma de realização preferida de acordo com a invenção, no âmbito da etapa de processo (a) é usado um dispositivo de dispersão ou dispositivo de emulsão, em particular como elemento de mistura, um chamado misturador de jato (sinónimo também "Jet Mixer" ou como " Jet-Mixing-Device" referido) . 0 misturador de jato utilizado na presente invenção é em particular um dispositivo que produz um (central) jato condutor (central) num meio circundante do jato condutor (p. ex. jato anular).

Como misturador de jato, podem ser usados todo o tipo de misturadores de jato, que permitam, por meio de um jato condutor central como jato livre, que pode consistir no meio de lavagem e também de nitroaromáticos a ser lavados, para injetar os nitroaromáticos a ser lavados ou o meio de lavagem com uma velocidade relativamente elevada, por forma a que os nitroaromáticos no meio de lavagem ou o meio de lavagem para os nitroaromáticos seja distribuída como emulsão com um limite de superfície maior. Dispositivos deste tipo são por exemplos mencionados em Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2003,5 de Ullmann. Ed., Vol. B 4, páginas 87/88 e 565 a 571, ou também no Perry's Chemical Engineers' Handbook, McGraw-Hill Book Company, 1984, 6a edição, páginas 5-21 a 5-23, ou descrita no pedido de patente alemã DE 2 151 206.

Desse modo, o jato condutor (central) pode estar no jato misturador no meio de lavagem ou no meio circundante dos nitrados aromáticos em bruto a ser purificados; alternativamente o jato condutor (central) pode ser instalado no misturador de jato; mas, alternativamente, pode ser formado (central) através do produto em bruto nitrado a ser purificado e o meio circundante em volta do jato condutor (central) . Ambas as formas de realização alternativas conduzem ao resultado desejado.

Particularmente bons resultados no que respeita à purificação dos aromáticos em bruto a ser purificados (independentemente de o jato condutor central ser formado pelo meio de lavagem ou pelo produto em bruto nitrado a ser purificado) são obtidos, quando a relação de velocidades entre o jato condutor central, por um lado, e o meio circundante do jato condutor central (por exemplo jato anular) no misturador de jato, se situa numa gama de 1: 5a 30:1, de preferência na gama de 1:2 a 20:1, com maior preferência para 1:1 a 10:1. Deste modo, uma distribuição particularmente íntima e fina do meio de lavagem por um lado e por outro lado, o produto bruto consequentemente, obtém-se uma purificação particularmente eficaz. A taxa de fluxo da emulsão de lavagem após o misturador de jato no subsequente reator de tubo, anda em particular numa gama de 0,1 a 15,0 m /s, de preferência na gama de 0,5 a 10 m/s.

De acordo com uma forma de realização da presente invenção, pode prever-se que na etapa (a) do processo utilizado de dispersão, em particular o elemento de mistura, está disposto a montante do reator de tubo, em particular, imediatamente a montante. De acordo com um aspeto particular desta forma de realização, pode prever-se que o dispositivo dispersante ou emulsionante, em particular, o elemento de mistura, entra dentro do reator de tubo.

De igual modo, é também possível o dispositivo dispersor, em particular, o elemento de mistura, estar integrado no reator de tubo e/ou ser parte integrante do reator de tubo. Para esta finalidade, pode ser disposto na parte superior ou a montante do reator de tubo, por exemplo, o dispositivo de dispersão. Numa tal forma de realização é em particular possível, que o dispositivo de dispersão, em particular o elemento de mistura, seja formado como um chamado misturador de jato.

De acordo com uma forma de realização particularmente preferida segundo a invenção, pode prever-se que o reator de tubo para efetuar o passo de processo (b), seja realizado com elementos de mistura, em particular para a entrada de fornecimento de energia de mistura adicional; deste modo podem ser obtidos particularmente bons resultados de limpeza uma vez que, devido aos elementos de mistura adicionais particularmente é possível obter-se uma particularmente íntima distribuição do meio de lavagem, por um lado e por outro lado dos aromáticos em bruto a ser purificados. Nos elementos de mistura pode nomeadamente tratar-se de chapas, em particular chapas defletoras ou chapas duplas defletoras, coberturas, misturadores estáticos, divisores de tensão, ou outros semelhantes. De acordo com a invenção é preferível, que estejam presentes 1 a 15, em particular 2 a 15, de preferência 2 a 10, e com maior preferência 2 a 5, elementos de mistura no reator de tubo.

De acordo com esta forma de realização é preferível, que o elemento de mistura fornecido no reator de tubo registe uma energia de mistura (isto é, uma energia de mistura com base em volume) numa mistura de 10 a 1000 Joules/litro, de preferência 10 a 500 Joules/litro, particularmente preferível de 20 a 200 Joules/litro. Por outras palavras de acordo com esta forma de realização preferida, um total de energia de mistura registado (isto é, uma energia de mistura com base em volume) de 10 a 1000 Joules/litro, de preferência de 10 a 500 Joules/litro, especialmente preferida de 20 a 200 Joules/litro.

Particularmente bons resultados são em particular obtidos quando os elementos de mistura são concebidos de tal modo que a queda de pressão por elemento de mistura seja de 0,1 bar a 3,0 bar, de preferência 0,3 a 1,5 bar, com maior preferência de 0,3 a 0,8 bar. O tempo de permanência da emulsão no meio de lavagem por um lado e os aromáticos em bruto por outro lado no reator de tubo no âmbito da etapa de processo (b) pode variar dentro de amplas gamas. Particularmente preferido é que o tempo de permanência no reator de tubo seja entre 0,1 e 120 segundos, de preferência de 0,1 a 60 segundos, com maior preferência de 1 a 30 segundos. Deste modo, particularmente bons resultados de lavagem são alcançados, por um lado um tempo de permanência mínimo adequado, mas por outro lado também é garantido um rendimento económico.

No âmbito da purificação as relações entre massa e fase entre os produtos brutos nitrados a ser purificados por um lado e o meio de lavagem por outro lado têm uma importância que pode variar respetivamente em ampla gama.

Em particular são obtidos bons resultados quando a razão em massa de produtos nitrados em bruto a ser purificados, por um lado e o meio de lavagem (isto é, meio de lavagem recém-medido) por outro lado se situa na gama de 200: 1 a 1:10, de preferência de 100:1 a 1:5, com especial preferência na gama de 10:1 a 1:2.

Do mesmo modo, são obtidos resultados particularmente bons quando a relação de fase (isto é, em particular, a relação de fase no aparelho de lavagem) entre os produtos nitrados em bruto a ser purificados, por um lado e por outro lado o meio de lavagem se situam na gama de 25: la 1: 5, particularmente na gama de 10: 1 a 1: 2 de preferência na gama de 5: 1 a 1: 1.0 ajuste da relação de fase pode ser obtido em particular por uma guia circular no meio de lavagem por separação de fases. Isto não só assegura por um lado uma superfície de permuta ótima entre a fase orgânica e o meio de lavagem e por outro lado, o tempo mais curto possível para a separação de fases no aparelho de separação de fases. A lavagem de nitroaromáticos é geralmente referida como lavagem de fluido/ liquido (isto é, a temperaturas em que os nitroaromáticos a ser lavados ou a ser purificados -estejam em estado líquido - bem como o meio de lavagem).

No que respeita ao meio de lavagem utilizado na presente invenção, este está sob condições do processo, em particular a temperaturas a partir de 5°C, em particular a temperaturas a partir de 25°C e à pressão atmosférica, formada em estado líquido. De acordo com a invenção na utilização de um meio de lavagem com base aquosa, é usada de preferência a água.

Dependendo da relação de fase no aparelho de lavagem neste caso o nitroaromático a ser lavado é processado num meio de lavagem como emulsão dispersa de óleo-em-água (emulsão O/W) ou o meio de lavagem dos aromáticos a ser lavados como emulsão água-em-óleo (emulsão W/O emulsão). A eficiência do meio de lavagem pode ser aumentada ainda mais pelo facto de o meio de lavagem poder ter pelo menos uma base adicionada. A base pode em particular ser selecionada de entre o grupo que consiste em hidróxidos inorgânicos, carbonatos, bicarbonatos, sulfitos, sulfitos de hidrogénio e amónia e suas misturas ou combinações, de um modo preferido a partir do grupo de hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, carbonato de sódio, carbonato de potássio, hidrogenocarbonato de sódio, hidrogenocarbonato de potássio, amónia, carbonato de amónia, sulfito de sódio e sulfito de hidrogénio e sódio, e suas misturas ou suas combinações. A quantidade de agente alcalino utilizado numa lavagem alcalina deve ser tão elevada, em especial que não apenas todos os ácidos possam ser quantitativamente convertidos nos seus sais, mas deverá nomeadamente ser utilizado um excesso de base, de modo que o valor de pH na água de lavagem seja tão elevado que mesmo ácidos fracos, tais como mononitrofenóis possam ser quantitativamente lavados para fora. 0 teor de alcalino pode ser de preferência de 0,01 mol/1 a 0,4 mol/1, de preferência de 0,02 mol/1 a 0,2 mol/ 1, mas pelo menos de respetivamente o dobro da quantidade necessária para a neutralização de todos os nitrofenóis

Particularmente bons resultados são obtidos quando o conteúdo de uma base no meio de lavagem é de 0,01 a 0,4 mol 1, de preferência de 0,02 a 0,2 mol/1.

Em particular, o teor de base no meio de lavagem deve ser de pelo menos o dobro do contido na quantidade de alcalino teoricamente necessária para a neutralização de todas as impurezas como nitrofenóis.

Tal como atrás estabelecido, a relação de fase do nitroaromático a ser lavado e meio de lavagem recém-doseado deverá ser vantajosamente de 200: 1 a 1: 10, de preferência 100: 1 a 1: 5, com maior preferência para 10: 1 a 1: 2. Assim, através de uma circulação do meio de lavagem por separação de fases, é possível ter uma relação de fase entre o nitroaromático a ser lavado e o meio de lavagem de 25: 1 a 1: 5, particularmente de 10: 1 a 1: 2, com maior preferência para 5: 1 a 1: 1, por um lado para produzir uma superfície de permuta ótima entre a fase orgânica e o meio de lavagem e por outro lado para manter o tempo para a separação de fases no aparelho de separação de fases tão curto quanto possível.

Dependendo da relação de fase no aparelho de lavagem neste caso o nitroaromát ico a ser lavado é processado num meio de lavagem como emulsão dispersa de óleo-em-água (emulsão O/W) ou o meio de lavagem dos aromáticos a ser lavados como emulsão água-em-óleo (emulsão W/O emulsão) (ver anteriores realizações) .

Como jato condutor aqui, é possível ajustar o tipo de emulsão desejado dependendo da relação de fase selecionada, ou de aromáticos a ser lavados ou do meio de lavagem. A velocidade de fluxo da emulsão de lavagem após o misturador de jato no subsequente reator de tubo, anda em particular numa gama de 0,1 a 15,0 m/s, de preferência na gama de 0,5 a 10 m/s. A relação da velocidade entre o jato central e o meio envolvente move-se desse modo - tal como anteriormente observado entre 1:5 a 30:1, preferivelmente 1:2 a 20:1 e com especial preferência de 1: 1, a 10:1. A fim de remover a coalescência da emulsão de lavagem após um curto período de tempo e assim, uma extração não-exaustiva de remoção de contaminantes nitroaromáticos a ser lavados, é vantajoso manter por introdução adicional de energia de mistura, a emulsão estável, até que todas as impurezas dos nitroaromáticos possam ser lavados e por meio de outras reações no meio de lavagem da extração de retorno dos nitroaromáticos a ser lavados. Esta energia de mistura adicional pode, na mistura de duas fases imiscíveis, através da introdução num reator com dispositivos de mistura adicionais, ser preferencialmente introduzida num reator de tubo sem retro mistura, em que no reator de tubo por meio de elementos de mistura adicionais, distribuídas ao longo do reator de tubo, tais como coberturas, chapas duplas defletoras, interrutores de corrente, misturadores estáticos ou outros elementos de mistura estáticos, é mantida a emulsão do tipo 0/W ou W/0. De um modo preferido, 1 a 15, em especial 2 a 15, de preferência 2 a 10 e com especial preferência 2 a 5 elementos de mistura estão presentes no reator de tubo, no qual o misturador de jato conta como elemento de mistura. A energia total de mistura deve ser introduzida, em relação de volume, de 10 a 1000 J/l, de preferência de 10 a 500 J/l, e de um modo particularmente preferido 20 a 200 J/l. A perda de pressão por elemento de mistura deve andar entre 0,1 e 3,0 bar, de preferência 0,2 a 1,5 bar e com maior preferência 0,2 a 0,8 bar para o número requerido de elementos de mistura adicionais no reator de tubo ser assim tão baixo quanto possível e para manter o tempo de permanência no dispositivo de separação de fases o mais curto possível. O tempo de permanência no reator de tubo para a separação de ácidos, seguido de uma reação adicional mais rápida, como p. ex. uma neutralização a partir dos nitroaromáticos a ser lavados, tais como ácido nítrico, ácido sulfúrico, mono-, di- e trinitrofenóis e cresóis, ácido nitrobenzóico etc., numa lavagem com um agente alcalino, como p. ex. hidróxido de sódio, carbonato de sódio, bicarbonato, amoníaco, hidróxido de potássio etc., que não deve ser superior a uma gama de 0,1 a 120 segundos, de preferência 0,1 a 60 segundos, e com maior preferência de 1 a 30 segundos, respetivamente. A fim de eliminar contaminantes dos nitroaromáticos a ser lavados com elevado coeficiente de distribuição em favor dos nitroaromáticos a ser lavados, uma elevada resistência à transferência de massa na fase orgânica e diminuir as reações lentas posteriores da impureza extraída no meio de lavagem, tal como nitrose ou dióxido de azoto, o tempo de permanência no reator subsequente deverá ser adaptado a essas condições (p. ex. através de uma combinação de meios para gerar um emulsão de lavagem ótima com os tanques de agitação, tal como atrás descrito para determinar o tempo de permanência necessário). De acordo com uma forma de realização particular do método, tal deve ser conseguido através de uma combinação dos dispositivos descritos para gerar uma emulsão de lavagem ótima com tanques de agitação, para garantir o tempo de permanência necessário para a transferência de fase e reação subsequente.

Conforme já foi dito, a quantidade de agente alcalino utilizado numa lavagem alcalina deve ser tão elevada, que não apenas todos os ácidos possam ser quantitativamente convertidos nos seus sais, mas deverá ser utilizado um excesso de base, de modo que o valor de pH na água de lavagem seja tão elevado que mesmo ácidos fracos, tais como mononitrofenóis possam ser quantitativamente lavados para fora. Conforme atrás referido, o teor de alcalino deve ser de preferência de 0,01 mol/1 a 0,4 mol/1, de preferência de 0,02 mol/1 a 0,2 mol/ 1, mas pelo menos de respetivamente o dobro da quantidade necessária para a neutralização de todos os nitrofenóis A emulsão presente no final da secção de mistura pode por exemplo ser novamente separada em fases individuais num dispositivo de separação de fases (p. ex.um separador ou decantador). O meio de lavagem com as impurezas nele contidas pode ser tratado como água residual sujeito a um tratamento de água residual ou introduzido a montante em contracorrente na etapa de lavagem. O nitroaromático lavado pode ser inserido quer na etapa de lavagem subsequente ou no final da lavagem diretamente transferido para posterior processamento ou para um armazenamento intermédio.

Como aparelho de separação de fase podem ser aplicados todos os tipos de separadores estáticos, mas também separadores dinâmicos como os separadores centrífugos. 0 tempo de separação da emulsão nitroaromática/ meio de lavagem depende não só do tipo de emulsão (W/0 ou 0/W) e da energia de mistura adicional utilizada mas também do excesso de base no meio de lavagem, que não é necessário para a neutralização. Após a entrada de igual energia de mistura reduz o tempo de separação significativamente com o aumento da concentração de base, no meio de lavagem. A fim de acelerar a separação de fases, podem também ser utilizados agentes tensioativos ou auxiliares de separação mecânica, tais como embalagens, placas separadoras etc. A separação de fases pode também ser acelerada por meio de um espaçamento entre nitroaromáticos e emulsão tipo entre os elementos de mistura individuais.

No que se refere aos produtos brutos nitrados a ser lavados, estes estão geralmente sob as condições do processo, em particular a temperaturas a partir de 5°C, em particular a temperaturas a partir de 25° C e à pressão atmosférica, formada em estado líquido. Em particular, os produtos brutos nitrados a ser purificados provêm da nitração de compostos aromáticos mononucleares ou polinucleares, em particular a partir da nitração de benzeno, tolueno, xileno, ou aromáticos halogenados, como os benzenos clorados em particular.

Nos produtos nitrados em bruto a ser purificados trata-se em particular opcionalmente de halogenado mono-, di- e trinitroaromáticos, como p. ex. nitrobenzeno (MNB), mononitrotolueno (MNT), dinitrotolueno (DNT), trinitrotolueno (TNT), nitroclorobenzeno (MNCB) ou semelhantes.

Em geral, o passo de processo (b) é seguido por uma separação das impurezas dos produtos nitrados libertos pelo meio de lavagem. Esta separação é geralmente realizada por meio de um dispositivo de separação adequado (separador ou decantador).

Além disso é possível de acordo com uma forma de realização particular do método da invenção que a mistura que emerge a partir do reator de tubo dos produtos nitrados purificados e meio de lavagem, particularmente antes da separação dos produtos nitrados libertos das impurezas a partir do meio de lavagem, seja, primeiro, transferida para um tanque de agitação. Desta forma, o tempo de contacto e/ou de permanência entre os produtos nitrados a ser purificados por um lado e por outro o meio de lavagem é prolongado de forma eficiente, de modo que, as impurezas ainda não lavadas são transferidas para o meio de lavagem sendo assim neutralizadas.

De acordo com uma forma de realização vantajosa do método segundo a invenção está previsto que o meio de lavagem, particularmente após a separação de impurezas libertadas a partir dos produtos nitrados do meio de lavagem, é reciclado. Desta forma é possível uma lavagem eficiente e condução circular e reduz a um mínimo a quantidade no meio de lavagem.

Opcionalmente após a lavagem ou após a separação do meio de lavagem (p. ex. por separação da emulsão de lavagem em um separador estático ou num separador centrífugo) se for o caso quaisquer valores residuais ou vestígios de água, em particular, água suspensa e/ou dissolvida pode ser removida por secagem do nitroaromático purificado. 0 método de acordo com a invenção adequa-se à realização de lavagem com ácido e/ou de lavagem básica e/ou de lavagem neutra dos produtos nitrados em bruto. 0 método da invenção pode portanto ser utilizado em todos os três passos de lavagem mencionados anteriormente. De igual modo é contudo também possível, utilizar o método da invenção apenas para uma ou duas fases de lavagem, por exemplo apenas para a lavagem ácida ou apenas para a lavagem básica ou apenas para a lavagem neutra. Neste âmbito, o método da invenção pode ser utilizado de forma flexível.

Tal como descrito anteriormente, o processo da invenção está ligado a uma pluralidade de vantagens e particularidades, a partir das quais algumas vantagens e particularidades - devem ser enumeradas - mas não de forma exaustiva ou limitativa:

Em particular, o método da invenção permite uma purificação eficiente desde a nitração de compostos aromáticos nitráveis, após a separação do ácido de nitração dos produtos brutos nitrados que ocorrem com pouca complexidade e com maior economia no processo, como a eficiência do processo. 0 reator de tubo utilizado na presente invenção permite a distribuição eficiente e íntima do meio de lavagem por um lado e por outro lado dos aromáticos em bruto nitrados uns nos outros, de modo que não haja necessidade de mais passos de lavagem ou de outras etapas de tratamento. A eficiência de lavagem ou de tratamento pode ser ainda aumentada pelo facto de, no reator de tubo serem fornecidos elementos de mistura adicionais, tal como anteriormente referido, os quais melhoram ainda mais o processo de mistura.

Na presente invenção a utilização de um reator de tubo na purificação pode ser igualmente utilizado na reação de nitração anterior como recipiente de reação, de modo a que nenhum equipamento adicional seja necessário para a purificação dos produtos brutos nitrados. A presente invenção para a purificação dos produtos de nitração em bruto de utilização no reator de tubo, permite a geração de maiores superfícies de permuta para uma mistura em duas fases do meio de lavagem por um lado e dos produtos aromáticos em bruto nitrados por outro lado, de modo que, desta forma, é garantida uma transferência de massa efetiva e uma rápida transferência das impurezas no meio de lavagem ou, no caso de compostos acidicos, é garantida uma rápida neutralização.

Além disso, o procedimento do processo de acordo com a invenção permite a remoção rápida e mais eficiente das impurezas provenientes da nitração dos produtos brutos nitrados, em que o meio de lavagem pode ser reciclado facilmente após o tratamento dos aromáticos em bruto nitrados ou pode ser conduzido em circulo.

Para a implementação do método anteriormente descrito é necessário um dispositivo (instalação) para a remoção de impurezas a partir da nitração de compostos aromáticos nitráveis, após a separação do ácido de nitração de produtos brutos nitrados, obtidos por tratamento com um meio de lavagem, o referido dispositivo compreende as seguintes equipamentos: (a) pelo menos um dispositivo de dispersão, particularmente pelo menos um elemento de mistura, para pôr em contacto e emulsionar os produtos brutos nitrados a ser purificados por um lado, e para o meio de lavagem por outro lado, e (b) disposto a jusante do dispositivo de dispersão, um reator de tubo para a introdução da emulsão proveniente da dispersão dos produtos nitrados em bruto a ser purificados, por um lado e do meio de lavagem por outro lado, em que o reator de tubo é configurado de tal modo que durante a passagem da emulsão através do reator de tubo possibilita a separação dos contaminantes inicialmente presentes nos produtos brutos nitrados e/ou que, durante a passagem da emulsão através do reator de tubo, os contaminantes inicialmente presentes nos produtos brutos nitrados são transferidos para o meio de lavagem e/ou através do mesmo neutralizados.

No âmbito do método da invenção anteriormente descrito, o dispositivo de dispersão, pode ser em particular o elemento de mistura, um tanque de agitação, um misturador de jato (Jet-Mixer) ou uma bomba, especialmente uma bomba centrífuga, de preferência, uma bomba, em particular uma bomba centrífuga, ou um misturador de jato (Jet-Mixer) com maior preferência um misturador de jato (Jet-Mixer) .

No âmbito do atrás descrito segundo o método de acordo com a invenção, o dispositivo de dispersão, em particular, o elemento de mistura, pode estar disposto a montante do reator, em particular imediatamente a montante do mesmo. Em particular neste âmbito pode ser previsto que, o dispositivo de dispersão, particularmente o elemento de mistura, entra para dentro do reator de tubo.

Segundo uma forma de realização alternativa é possível o dispositivo dispersor, em particular o elemento de mistura, estar integrado no reator de tubo e/ou ser parte integrante do reator de tubo. A este respeito, pode ser feita referência às afirmações acima, através do método da invenção.

Conforme atrás referido, na descrição do método da invenção, o reator de tubo pode ser equipado com elementos de mistura, em particular para a entrada de energia de mistura adicional. Tal como descrito acima, os elementos de mistura podem ser formados como chapas, em particular deflectores ou deflectores duplos, como coberturas, como misturador estático ou como divisor de corrente.

No âmbito do dispositivo utilizado na presente invenção pode ser levada a cabo uma lavagem do produto em bruto nitrado (isto é, uma lavagem de ácido e/ou lavagem de base e/ou lavagem neutra).

Além disso, pode prever-se, que - a jusante do reator de tubos - esteja disposto um dispositivo de separação, particularmente uma unidade de separação (separador ou decantador e/ou separador dinâmico ou de separação centrífuga) para a separação de impurezas libertadas dos produtos nitrados do meio de lavagem.

Além disso, no âmbito do dispositivo utilizado segundo a presente invenção há a possibilidade que - esteja disposto um tanque de agitação e/ou reator de agitação - a jusante do reator de tubo e a montante do dispositivo de separação (por outras palavras, entre o reator de tubo e o dispositivo de separação). Em particular, o contacto e/ou o tempo de permanência entre os produtos nitrados, por um lado e por outro lado o meio de lavagem é prolongado deste modo.

Para mais detalhes sobre o dispositivo ou instalação usada na presente invenção direcionamos para as afirmações feitas acima relativas ao método da invenção, que se aplicam de modo correspondente em relação à aplicação do dispositivo ou instalação de acordo com a invenção.

Por fim, um outro objetivo da presente invenção - de acordo com um segundo aspeto da presente invenção - é uma instalação de linha de produção para a nitração dos compostos aromáticos nitráveis com purificação subsequente do produto em bruto nitrado produzido durante a nitração, em que a instalação de linha de produção compreende as seguintes unidades: (a) uma unidade de nitração para a nitração de compostos aromáticos, em particular com um ou mais recipientes de reação apropriados para a realização da reação(ões) de nitração; (b) se for caso disso, na linha de produção disposto a jusante da unidade de nitração, tem pelo menos um dispositivo de divisão, em particular, um dispositivo de separação (separador), para separar o ácido de nitração dos produtos brutos nitrados; (c) ter disposto a jusante na linha de produção relativamente à unidade de nitração e ao opcionalmente presente dispositivo de separação, pelo menos um dispositivo de lavagem para a realização de uma lavagem dos produtos brutos nitrados, em que o dispositivo de lavagem compreende: pelo menos um dispositivo de dispersão, particularmente pelo menos um elemento de mistura, para pôr em contacto e emulsionar os produtos brutos nitrados a ser purificados por um lado, e para o meio de lavagem por outro lado, disposto a jusante do dispositivo de dispersão, um reator de tubo para a introdução da emulsão proveniente da dispersão dos produtos brutos nitrados a ser purificados, por um lado e do meio de lavagem por outro lado, em que o reator de tubo é configurado de tal modo que durante a passagem da emulsão através do reator de tubo possibilita a separação dos contaminantes inicialmente presentes nos produtos brutos nitrados e/ou que durante a passagem da emulsão através do reator de tubo, os contaminantes inicialmente presentes nos produtos brutos nitrados são transferidos para o meio de lavagem e/ou através do mesmo neutralizados. (d) eventualmente, na linha de produção é disposto a jusante em relação ao dispositivo de lavagem, um tanque de agitação, em particular para aumentar o tempo de contacto e/ou de permanência entre os produtos nitrados por um lado, e o meio de lavagem por outro lado; (e) disposto a jusante na linha de produção para a unidade de lavagem e para o opcionalmente presente tanque de agitação, está um dispositivo de divisão, em particular, um dispositivo de separação (separador), para remover os produtos nitrados libertos das impurezas a partir do meio de lavagem.

Por outras palavras, na instalação de produção de acordo com a invenção o dispositivo ou sistema para a purificação tal como descrito acima, isto é, para a remoção de impurezas, constitui uma parte desta instalação de produção, nomeadamente sob a forma de unidade de lavagem ou dispositivo de lavagem (c).

No âmbito do método da invenção anteriormente descrito, a instalação de produção de acordo com a invenção pode ser o dispositivo de dispersão, em particular o elemento de mistura, um tanque de agitação, um misturador de jato (Jet-Mixer) ou uma bomba, especialmente uma bomba centrífuga, de preferência, uma bomba, em particular uma bomba centrífuga, ou um misturador de jato (Jet-Mixer) com maior preferência um misturador de jato (Jet-Mixer) .

De acordo com uma forma de realização particular da instalação de produção, tal como anteriormente descrito, o dispositivo de dispersão, em particular, o elemento de mistura, pode estar disposto a montante do reator, em particular imediatamente a montante do mesmo. Em particular nesta forma de realização o dispositivo de dispersão, particularmente o elemento de mistura, entra para dentro do reator de tubo.

De igual modo, é também possível estar previsto que o dispositivo dispersor, em particular, o elemento de mistura, esteja integrado no reator de tubo e/ou seja parte integrante do reator de tubo. No que diz respeito a esta forma de realização - para evitar a repetição desnecessária - são referidas explicações nas formas de realização atrás descritas.

Tal como no âmbito do previamente descrito o método de acordo com a invenção relativamente ao dispositivo ou instalação utilizada na presente invenção para a purificação, o reator de tubo pode ser equipado com elementos de mistura, em particular para a entrada de energia de mistura adicional. Particularmente nesta forma de realização, os elementos de mistura podem ser formados como chapas, em particular deflectores ou deflectores duplos, como coberturas, como misturador estático ou como divisor de corrente. 0 método de acordo com a invenção adequa-se particularmente à realização de uma lavagem com ácido e/ou de uma lavagem básica e/ou de uma lavagem neutra dos produtos nitrados em bruto. 0 método da invenção pode portanto ser utilizado em todos os três passos de lavagem mencionados anteriormente, podendo ser instalado um dispositivo de lavagem De igual modo é contudo também possível, utilizar o método da invenção apenas para uma ou dois passos de lavagem, por exemplo apenas para uma lavagem ácida ou apenas para uma lavagem básica ou apenas para uma lavagem neutra. Neste âmbito, o método da invenção pode ser utilizado de forma flexível.

Para mais detalhes relativos às instalações de produção da invenção pode remeter-se para as afirmações das formas de realização anteriores de acordo com o método da invenção e com o dispositivo ou instalação usada na presente invenção, que se aplicam de modo correspondente em relação à instalação de produção da invenção. 0 método e o dispositivo ou unidade para a purificação utilizados na invenção bem como a instalação de produção de acordo com a invenção para a nitração são exemplificados nas ilustrações das figuras anexas e de um modo não limitativo.

Outras vantagens, caraterísticas, aspetos e particularidades da presente invenção serão evidentes a partir da seguinte descrição ilustrada nos desenhos, de formas de realização preferidas de acordo com a invenção. Nos desenhos: A Fig. 1 é uma representação esquemática de uma lavagem de nitroaromáticos de acordo com a técnica anterior usando a tecnologia misturador/decantador para as habituais três fases de lavagem de uma lavagem de nitroaromáticos . A Fig. 2 é uma representação esquemática de uma lavagem de nitroaromáticos de fase única pelo método ou dispositivo ou instalação de acordo com a invenção; A Fig. 3 é uma representação esquemática de uma sequência do método de acordo com a invenção e uma representação esquemática do dispositivo ou instalação utilizado na invenção de acordo com uma forma de realização preferida da invenção para as habituais três fases de lavagem de uma lavagem de nitroaromáticos. A Fig. 4 é uma representação esquemática de uma instalação de linha de produção de acordo com a invenção para a nitração de compostos aromáticos nitráveis com subsequente lavagem dos nitroaromáticos dai resultantes de acordo com uma forma de realização preferida da invenção. A Fig. 1 representa um exemplo de uma lavagem de nitroaromáticos em três passos de acordo com o anterior estado da técnica. a) Na etapa 1, é levada a cabo uma lavagem ácida continua em vários passos (WS) em que é lavado e dissolvido o ácido sulfúrico e ácido nítrico suspenso no nitroaromático em bruto (NA 10) por meio de lavagem com água fresca (WW10). Os nitroaromáticos (NA 10) a ser lavados e a água de lavagem (WW 10) permanecem num dispositivo de mistura, tipicamente, um tanque de agitação, com um tempo de permanência de cerca de 10 minutos. A emulsão de lavagem formada é então separada num separador (S) . Para a remoção completa de ácidos minerais dissolvidos e suspensos é possível utilizar até 4 unidades de misturador/decantador (n = 3), pelo em que o meio de lavagem e os nitroaromáticos a ser lavados em contracorrente são realizados. 0 meio de lavagem é, após a separação de fases, então imediatamente entregue de imediato como água residual (WW 11), ou uma parte também é posta a circular para definir uma relação de fase e com isso um tipo definido de emulsão e para minimizar o tempo de separação das fases. 0 nitroaromático libertado dos ácidos minerais (NA 11) é passado na fase de lavagem 2, a lavagem alcalina (WA). b) Na etapa 2, num contínuo de várias fases de lavagem alcalina (WA) são removidos todos os nitrofenóis, ácidos nitrobenzóicos e outras substâncias ácidas dissolvidas da degradação oxidativa de impurezas e isómeros nitroaromáticos dos nitroaromáticos (p.ex. TNT). Os nitroaromático (NA 11) a ser lavados e a água de lavagem (WW10 ou WW13) são passados juntamente com uma base, num tanque de agitação, com um tempo de permanência de cerca de 10 minutos. A emulsão de lavagem formada é então separada num separador (S) . Para a remoção completa de nitrofenóis, ácidos nitrobenzóicos e outras substâncias ácidas da degradação oxidativa das impurezas e isómeros nitroaromáticos é possível utilizar até 4 unidades de misturador/decantador (n = 3), pelo em que o meio de lavagem e os nitroaromáticos a ser lavados em contracorrente são realizados. O meio de lavagem é, após a separação de fases, então imediatamente entregue ou de imediato tratado como água residual (WW 12), ou uma parte também é posta a circular em círculo para definir uma relação de fase e com isso um tipo definido de emulsão e para minimizar o tempo de separação das fases. Os nitroaromáticos (NA 12) libertados dos ácidos minerais, nitrofenóis, ácidos nitrobenzóicos e outras substâncias ácidas a partir da degradação oxidativa de impurezas e isómeros é passado na fase de lavagem 3, na lavagem neutra (WN). c) Na etapa 3 numa lavagem neutra (WN) processada em várias fases são removidos vestígios arrastados de meio de lavagem da lavagem alcalina (WA) . Os nitroaromát icos (NA 12) a ser lavados e a água de lavagem (WW 10) permanecem num tanque de agitação, com um tempo de permanência de cerca de 10 minutos. A emulsão de lavagem formada é então separada num separador (S) . Para a remoção completa dos vestígios de base ainda suspensos ou dissolvidos no nitroaromático é possível utilizar até 4 unidades de misturador/decantador (n = 3), pelo em que o meio de lavagem e os nitroaromáticos a ser lavados em contracorrente são realizados. A fase de lavagem é tratada como meio de lavagem (WW 13) e então imediatamente entregue inserida na água alcalina (WA), ou sendo uma parte também posta a circular em círculo, para definir uma relação de fase e com isso um tipo definido de emulsão e para minimizar o tempo de separação das fases.

Os isómeros nitroaromático e vestígios alcalinos do nitroaromático (NA 13) libertado de ácidos minerais, nitrofenóis, ácidos nitrobenzóicos e outras substâncias ácidas da degradação por oxidação das impurezas, são descarregados diretamente para posterior processamento ou para um armazenamento intermédio. A Fig. 2 ilustra uma forma de realização para uma fase de processo de lavagem de acordo com a invenção ou de acordo com o dispositivo ou instalação utilizada de acordo com a invenção para a lavagem de nitroaromát icos com um meio de lavagem como jato condutor. O composto nitro aromático a ser lavado, após a separação do ácido de nitração (NA1 (n-1) com n = 1)) ou após a remoção de uma mico emulsão de ácido nitroso ainda suspensa ou nos nitroaromáticos ainda dissolvidos como ácido sulfúrico, ácido nítrico e nitroso numa lavagem ácida (WS com n = 2) ou após a remoção de todos os nitrofenóis dissolvidos nos nitroaromáticos, ácidos nitrobenzóicos e outras substâncias ácidas a partir da degradação oxidativa de contaminantes e isómeros nitroaromáticos dos nitroaromáticos (por exemplo TNT) na presença de bases numa lavagem alcalina (WA com n = 3) num misturador de jato (SM) com meio de lavagem WW1 (n-1), que no caso ilustrado serve como um jato de condução, conjuntamente e diretamente introduzidos num reator de tubo (C) contendo elementos de mistura adicionais (Mm). A fim de definir um tempo de permanência prolongado para permitir reações lentas provenientes das impurezas a ser lavadas no meio de lavagem, como nitroso, a emulsão de lavagem do reator de tubo pode ser introduzida num tanque de agitação (R) . A emulsão de lavagem do reator de tubo é separada num dispositivo separador de fases diretamente ou depois de um prolongamento de permanência. 0 nitroaromático lavado (ΝΑΙ n com n = 1 a 3) , pode ser entregue quer na fase de lavagem e subsequente ou no produto já lavado (NA13) para processamento adicional. 0 meio de lavagem carregado (WW1 n com n = 1 a 3) ou é libertado diretamente como água residual ou novamente reciclado como parte de circulação numa relação de fase definida entre o nitroaromático e meio de lavagem. Esta corrente parcial reutilizada pode ser inserida em conjunto com nova água de lavagem adicionada como jato de condução ou como circulação de fluxo diretamente dentro do reator de tubo. A Fig. 3 mostra um exemplo do método de acordo com a invenção, em três etapas para a remoção separada de ácidos minerais por meio de lavagem ácida (WS), a remoção de todos os nitrofenóis dissolvidos, ácidos nitrobenzóicos e outras substâncias ácidas provenientes da decomposição oxidativa de impurezas e isómeros nitroaromáticos, na presença de bases na gama alcalina por meio de lavagem alcalina (WA) e uma lavagem neutra (WN). a) Na etapa 1 numa lavagem ácida continua de fase única (WS) são removidos dos nitroaromáticos em bruto (NA 10) o ácido sulfúrico e ácido nítrico suspensos ou dissolvidos- e ácido nítrico por meio de lavagem com água fresca (WW10) . Os nitroaromát icos (NA 10) a ser lavados e a água de lavagem (WW 10) são por meio de bombas (P) através de um misturador de jato ou

diretamente inseridas num reator de tubo que contém elementos de mistura adicionais (Mn). Depois de passar através do reator de tubo, a emulsão por meio de um separador (S) é separada. O meio de lavagem é, após a separação de fases imediatamente entregue como água residual (WW 11), ou uma parte também é posta em circulação em círculo, para definir uma relação de fase e com isso um tipo definido de emulsão e para minimizar o tempo de separação das fases. O nitroaromático libertado dos ácidos minerais (NA 11) é passado na fase de lavagem 2, em lavagem alcalina (WA) . b) Na etapa 2, num único estágio de lavagem alcalina (WA) são removidos todos os nitrofenóis, ácidos nitrobenzóicos e outras substâncias ácidas dissolvidas da degradação oxidativa de impurezas e isómeros nitroaromáticos dos nitroaromáticos. Os nitroaromát icos (NA 11) a ser lavados após a lavagem ácida (WS) e a água de lavagem (WW 10 ou WW 13 da lavagem neutra) e uma base são por meio de bombas (P) através de um misturador de jato ou diretamente inseridas num reator de tubo que contém elementos de mistura adicionais (Mn) . Depois de passar através do reator de tubo, a emulsão assim formada é separada por meio de um separador. 0 meio de lavagem que contém todos os nitrofenóis dissolvidos, ácidos nitrobenzóicos e outras substâncias ácidas a partir da degradação oxidativa de impurezas e isómeros nitroaromáticos extraídos (dissolvidos na forma de sais) é libertado imediatamente após a separação de fases, quer como água residual (WW 12), ou uma sua parte é colocada em circulação em circulo para definir uma relação de fase determinada e assim um tipo definido de emulsão para reduzir o tempo de separação das fases. Daí, os ácidos minerais, nitrofenóis, ácidos nitrobenzóicos e outras substâncias ácidas a partir da degradação oxidativa de impurezas e isómeros nitroaromáticos do nitroaromático libertado (NA 12) é introduzido na fase de lavagem neutra 3 (WN). c) Na etapa 3 numa fase única de lavagem neutra (WN) são removidos vestígios arrastados de meio de lavagem da lavagem alcalina (WA). Os nitroaromáticos (NA 12) a ser lavados e a água de lavagem (WW 10) são por meio de bombas (P) através de um misturador de jato ou diretamente inseridas num reator de tubo que contém elementos de mistura adicionais (Mn) . Depois de passar através do reator de tubo, a emulsão por meio de um separador (S) é separada. O meio de lavagem contendo os vestígios residuais alcalinos e impurezas, é introduzido de imediato como água residual (WW 13) diretamente na fase de lavagem 2 (WA) , ou uma sua parte também é reciclada e conduzida em círculo para o estabelecimento de uma relação de fase predeterminada e portanto um tipo definido de emulsão e para minimizar o tempo de separação das fases. O conjunto de ácidos minerais, nitrofenóis, ácidos nitrobenzóicos e outras substâncias ácidas da degradação por oxidação das impurezas, presentes nos isómeros nitroaromáticos e vestígios alcalinos do nitroaromático (ΝΑ 13) é descarregado diretamente para posterior processamento ou para um armazenamento intermédio. A Fig. 4 mostra um exemplo de uma instalação de produção para a produção de nitroaromáticos com integração de lavagem dos nitroaromáticos em bruto de acordo com a invenção a partir de uma nitração isotérmica ou nitração adiabática. 0 nitroaromático em bruto (NA 10) formado na unidade de nitração (N) pela reação de compostos aromáticos com ácido nítrico é lavado com água (WW 10) após separação da nitração no separador (S) na lavagem ácida (WS) segundo a invenção. Após a separação de fases, a água residual resultante (WW 11), que contém ácido sulfúrico e ácido nítrico lavados, juntamente com o tratamento de gases do dispositivo de nitração num sistema de absorção (A) contendo ácido nítrico (WNA), é passada ou diretamente ou depois de ter sido concentrada num dispositivo SAC (SAC), juntamente com o ácido final (AS) da nitração reutilizada para a nitração ou descarregada como água residual a ser tratada. O nitroaromático libertado (NA 11) dos ácidos minerais é lavado na fase de lavagem 2 (lavagem alcalina WA) de acordo com o método da invenção em bases em contracorrente numa fase quase única. Após a separação de fases, a água residual da lavagem alcalina (WW12) com um valor de pH na gama de 8,0 a 13, contendo todos os nitrofenóis, ácidos nitrobenzóicos e outras substâncias ácidas a partir da degradação oxidativa de impurezas e isómeros nitroaromáticos (p.ex. TNT), é passada por um tratamento adicional, como p. ex. uma termólise antes de ser entregue na conduta de água. O nitroaromático (NA 12) a partir da lavagem alcalina (WA) é introduzido na lavagem neutra (WN) e lavado com água (WW 10) numa fase quase única de acordo com a invenção. Após a separação de fases, a água residual (WW 13) a partir da lavagem neutra (WN) na fase de lavagem 2 (WA) é reservada com uma base. O nitroaromático lavado (NA 13) é descarregado no processamento posterior, tal como por exemplo numa separação de isómeros, para a redução de amina correspondente ou num armazenamento intermédio.

Outras formas de realização, modificações, variações da presente invenção são evidentes para os especialistas na leitura da descrição e prontamente percetíveis de realização sem se desviarem do âmbito da presente invenção. A presente invenção será ilustrada pelos exemplos seguintes sem, contudo, limitar a presente invenção aos mesmos.

Embora nas seguintes formas de realização, o método da invenção ou o dispositivo da presente invenção sejam ilustrados com nitrobenzeno como nitroaromáticos a ser lavados, o método ou o dispositivo não estão limitados da presente invenção não são limitados aos mesmos, mas também extensível a quaisquer outros nitroaromáticos, por exemplo a partir da nitração de tolueno, clorobenzeno, xilenos, nitrobenzenos etc., e em quaisquer outras bases como hidróxido de sódio.

Formas de realizações exemplares:

Exemplo 1: Fase única de lavagem alcalina (exemplo comparativo) 12 Kg/h de nitrobenzeno de uma nitração adiabática, que foi pré-lavada com água (lavagem com ácido) contendo ainda um total de 1.910 ppm de nitrofenóis (0,8 ppm 2-nitrofenol (2-NP), 1.346 ppm de 2.4- dinitrofenol (2,4-DNP) e 203 ppm de 2,6-dinitrofenol (2,6-DNP) e 360 ppm de ácido pícrico (2,4,6-TNP)), foram utilizados em conjunto com uma solução de lavagem com 0,8 g de NaOH/1 (excedente duplo, com base em todos os nitrofenóis) correspondendo a uma razão em peso de 1: 1 num tanque de agitação a 60°C. A velocidade de agitação foi ajustada de modo que no tanque de agitação estava presente uma emulsão O/W com a relação de fase calibrada. 0 tempo de permanência no tanque de agitação foi de 6 minutos. Após a separação de fases (cerca de 40 minutos) o valor de pH na solução de lavagem continha I. 850 ppm de nitrofenóis, a cerca de 11,7. Em nitrobenzeno lavado foram encontrados 60 ppm de nitrofenóis. Quando se utiliza uma solução de lavagem com 4 g/1 de hidróxido de sódio sob as mesmas condições o tempo de separação pode ser reduzido por um fator 4 em cerca de 15 minutos.

Exemplo 2: Fase única de lavagem alcalina (de acordo com a invenção 12 Kg/h de nitrobenzeno de uma nitração adiabática, que foi pré-lavada com água (lavagem com ácido) contendo ainda um total de 1.910 ppm de nitrofenóis (0,8 ppm 2-nitrofenol (2-NP), 1.346 ppm de 2.4- dinitrofenol (2,4-DNP) e 203 ppm de 2,6-dinitrofenol (2,6-DNP) e 360 ppm de ácido pícrico (2,4,6-TNP)), foram utilizados em conjunto com uma solução de lavagem com 0,8 g de NaOH/1 (excedente duplo, com base em todos os nitrofenóis) numa razão em peso de 1: 1 por meio de um misturador de jato com o meio de lavagem como jato central, a 60°C é inserido um reator de tubo, o qual continha adicionalmente 5 elementos de mistura estáticos. A velocidade relativa entre o jato central e o nitrobenzeno a ser lavado foi de 8: 1. O tempo de permanência no reator de tubo não foi superior a 5 segundos. A queda de pressão ao longo de todo o comprimento do reator de tubo foi de 1,6 bar. Após a separação da emulsão O/W (cerca de 40 minutos) o valor de pH na solução de lavagem continha 1.908 ppm de nitrofenóis, a cerca de II, 6. Em nitrobenzeno lavado foram encontrados 2 ppm de nitrofenóis. Quando se utiliza uma solução de lavagem com 4 g/1 de hidróxido de sódio sob as mesmas condições o tempo de separação pode ser reduzido em volta do fator 4 em cerca de 10 minutos. Com os nitroaromáticos a ser lavados com o feixe central no misturador de jato, os mesmos resultados foram obtidos.

Exemplo 3: Lavagem neutra de uma fase única (de acordo com a invenção 12 Kg/h de nitrobenzeno de uma nitração adiabática que após a lavagem com uma substância alcalina (ver p. ex. 2, lavagem alcalina) e o total ainda de 2 a 5 ppm continha nitrofenóis, estava na proporção em peso de 1: 1 por meio de um misturador de jato com água como jato central, a 60°C é inserido um reator de tubo, o qual continha adicionalmente 2 elementos de mistura estáticos. A velocidade relativa entre o jato central e o nitrobenzeno a ser lavado foi de 8: 1. O tempo de permanência no reator de tubo foi de cerca de 5 segundos. A queda de pressão ao longo de todo o comprimento do reator de tubo foi de 0,6 bar. Após a separação de fases (cerca de 25 minutos) o valor de pH na solução de lavagem de 1,5 ppm a 4,5 ppm de nitrofenóis, em cerca de 9,0. Em nitrobenzeno lavado foram ainda encontrados 0,5 ppm de nitrofenóis. Com os nitroaromáticos a ser lavados como jato central no misturador de jato, os mesmos resultados foram obtidos. Exemplo 4: Lavagem alcalina de fase única (de acordo com a invenção 20 Kg/h kg de nitrobenzeno de uma nitração adiabática, que foi pré-lavada com água (lavagem ácida) em que o total de 1.910 ppm de nitrofenóis continha (0,8 ppm 2-nitrofenol (2-NP) , 1.346 ppm de 2,4-dinitrofenol (2,4-DNP) e 203 ppm de 2,6 dinitrofenol (2,6-DNP) e 360 ppm de ácido pícrico (2,4,6-TNP)), foi carregado com 4 kg/h de solução de lavagem 4 g NaOH/1 (excesso duplo, com base em todos os nitrofenóis) correspondendo a uma relação de peso de nitroaromático para solução de lavagem de 5: 1 lavado diretamente, em que o meio de lavagem foi introduzido por meio de um misturador de jato e o nitroaromát ico a ser lavado a 60°C num reator tubular, e contendo ainda adicionalmente 5 elementos de mistura estáticos. A velocidade relativa entre o jato central e o nitrobenzeno a ser lavado foi de 8: 1. 0 tempo de permanência no reator de tubo não foi superior a 5 segundos. A queda de pressão ao longo de todo o comprimento do reator de tubo foi de 1,6 bar. Após a separação de fases da emulsão do tipo W/0 (cerca de 5 minutos) o valor de pH na solução de lavagem continha 9.552 ppm de nitrofenóis, em cerca de 12,3. Em nitrobenzeno lavado ainda turvo foram encontrados 8 ppm de nitrofenóis.

Exemplo 5: Lavagem neutra de fase única (de acordo com a invenção 20 Kg/h de nitrobenzeno de uma nitração adiabática, que após uma lavagem alcalina (ver p. ex. 2, lavagem alcalina) continha um total ainda de 5 a 8 ppm de nitrofenóis, estava na proporção em peso de 5: 1 por meio de um misturador de jato com água como jato central, a 60°C é inserido um reator de tubo, o qual continha adicionalmente 2 elementos de mistura estáticos. A velocidade relativa entre o jato central e o nitrobenzeno a ser lavado foi de 8: 1. O tempo de permanência no reator de tubo foi de cerca de 5 segundos. A queda de pressão ao longo de todo o comprimento do reator de tubo foi de 0,6 bar. Após a separação de fases (cerca de 20 minutos) o valor de pH na solução de lavagem de 1,5 a 4,5 ppm de nitrofenóis, em cerca de 9,0. Em nitrobenzeno lavado foram ainda encontrados 0,5 ppm de nitrofenóis. Com os nitroaromáticos a ser lavados como jato central no misturador de jato, os mesmos resultados foram obtidos.

DOCUMENTOS REFERIDOS NA DESCRIÇÃO

Esta lista de documentos referidos pelo autor do presente pedido de patente foi elaborada apenas para informação do leitor. Não é parte integrante do documento de patente europeia. Não obstante o cuidado na sua elaboração, o IEP não assume qualquer responsabilidade por eventuais erros ou omissões.

Documentos de patente referidos na descrição • US 6288289 Bi [0005] [0006] • EP 1816117 Bi [0005] [0012] [0018] • US 4482769 A [0006] [0028] • US 4597875 A [0006] [0027] • EP 0279312 Bi [0009] • EP 0736514 Bi [0009] • EP 1780195 BI [0009] [0019] • US 4091042 A [0010] [0016] • EP 1593654 AI [0012] • DE 1135425 [0012] • US 3221064 A [0012] [0025] • CA 1034603 [0015] • EP 1816117 AI [0017] • US 4994242 A [0018] • DE 1222904 A [0024] • EP 0279312 A2 [0026] • DE 2151206 A [0029] • DE 2151206 [0051]

Documentos de não patente citados na descrição • F. MEISSNER et al. Indust rial and Engineering Chemistry, 1954, vol. 46, 718-724 [0005] • Ullmanns Enzyklopãdie der Technischen Chemie. vol. 17, 384-386 [0005] • H. HERMANN et al. Industrial Nitration of Toluene to

Dinitrotoluene. ACS Symposium Series 623, 1996, 234- 249 [0005] • The Olin Dinitrotoluene (DNT) Process. A. B. QUAKENBUSH. Polyurethanes World Congress. Technomic Lancaster, 1993, 48 4-488 [0008] • KIRK-OTHMER. Encyclopedia of Chemical Technology, vol. 17, 136-138 [0010] • Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, vol. B 3, 6.19-6.21 [0012] • M. BAERNS et al. Technische Chemie. Verlag Wiley- VCH, 2006, 352, , 352 [0012] • J. M. COULSON ; F. E. WARNER, . A Problem in Chemical

Engineering Design: The Manufacture of

Mononitrotoluene. The Institution of Chemical Engineers, 1949, 25, , 26 [0014] • Ullmann''s Encyclopedia of Industrial Chemistry. 2003, vol. B 4, 87-88, 565-571 [0051] • Perry's Chemical Engineers' Handbook. McGraw-Hill Book Company, 1984, 5-21, 5-23 [0051]

Lisboa, 17 de Junho de 2015

Claims (16)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Um método para a remoção de impurezas acumuladas a partir da nitração de compostos aromáticos nitráveis, após a separação do ácido de nitração final de produtos brutos nitrados, por tratamento com um meio de lavagem, caraterizado por que (a) inicialmente os produtos brutos nitrados são postos em contacto com um meio de lavagem e os produtos brutos nitrados e o meio de lavagem podem ser distribuídos um pelo outro, de modo a que resulte daí uma emulsão, e que (b) seguidamente a emulsão resultante seja armazenada num reator de tubo, de modo que, durante a passagem da emulsão através do reator de tubo os contaminantes inicialmente existentes nos produtos brutos nitrados podem ser removidos, e/ou de modo a que durante essa passagem pelo reator de tubo, os contaminantes inicialmente presentes nos produtos brutos nitrados sejam conduzidos para o meio de lavagem e/ou por ele neutralizados.
2. 2. Método de acordo com a reivindicação 1, caraterizado por a preparação da emulsão na etapa (a) ter lugar por meio de um dispositivo dispersor, em particular por meio de um elemento de mistura.
3. 3. Método de acordo com a reivindicação 2, caraterizado por ser utilizado como dispositivo dispersor, em particular como elemento de mistura, um tanque de agitação, um misturador de jato (Jet-Mixer) ou uma bomba, em particular uma bomba centrífuga.
4. 4. Método de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caraterizado por ser utilizado como dispositivo dispersor, em particular como elemento de mistura, uma bomba, em particular uma bomba centrífuga; ou ser utilizado como dispositivo dispersor, em particular como elemento de mistura, um misturador de jato (Jet-Mixer), em particular em que o misturador de jato produz de um modo preferido um jato condutor central e um meio circundante do jato condutor, em particular na forma de um jato anular.
5. 5. 0 método de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caraterizado por que o jato condutor no misturador de jato ser o meio de lavagem ou o produto em bruto nitrado a ser purificado e/ou que a razão das velocidades entre o jato condutor central por um lado e o meio circundante do jato condutor central, em particular um jato anular, estão fixados numa gama de mistura de jato de 1:5 a 30:1, de preferência numa gama de 1:2 a 20:1, com maior preferência numa gama de 1:1 a 10: 1.
6. 6. Método de acordo com as reivindicações 2 a 5, caraterizado por o dispositivo dispersor, em particular o elemento de mistura, estar ligado a montante do reator de tubo, em particular diretamente a montante, em particular em que o dispositivo dispersor, e em particular o elemento de mistura, entra para dentro do reator de tubo; ou que o dispositivo dispersor, em particular, o elemento de mistura, está integrado no reator de tubo e/ou é parte integrante do reator de tubo.
7. 7. Método de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caraterizado por o reator de tubo estar provido de elementos de mistura, em particular, para a entrada de energia de mistura adicional, em particular em que os elementos de mistura são formados como chapas, em particular chapas defletoras ou defletores orientados, como coberturas, tais como misturadores estáticos ou divisores de corrente, em particular em que é registada uma energia de mistura de 10 a 1000 joules/ litro, de preferência de 10 a 500 joules/litro, e com maior preferência de 20 a 200 joules/litro, em particular por meio dos elementos de mistura, e/ou em que a queda de pressão por elemento de mistura é de 0,1 bar a 3,0 bar, de preferência 0,3 a 1,5 bar, e com maior preferência de 0,3 a 0,8 bar.
8. 8. Método de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caraterizado por o tempo de permanência no reator de tubo ser entre 0,1 e 120 segundos, de preferência de 0,1 a 60 segundos, com maior preferência de 1 a 30 segundos; e/ou a razão em massa de produtos nitrados brutos a serem purificados por um lado e por outro lado o meio de lavagem, se situa na gama de 200:1 a 1:10 de preferência na gama de 100:1 a 1: 5 de preferência na gama de 10:1 a 1:2, e/ou a razão de fase entre os produtos brutos nitrados a ser purificados por um lado e por outro o meio de lavagem, se situa na gama de 25: 1 a 1: 5, particularmente na gama de 10: 1 a 1: 2 de preferência na gama de 5: 1 a 1: 1; e/ou que o meio de lavagem nas condições do método, especialmente com temperaturas a partir de 5°C, em particular com temperaturas a partir 25°C, e à pressão atmosférica, é liquido e é de um modo preferido com base aquosa, preferencialmente de água.
9. 9. Método de acordo com uma das reivindicações anteriores, caraterizado por o meio de lavagem ter adicionado, pelo menos uma base, em particular, em que a referida base é selecionada a partir do grupo de hidróxidos inorgânicos, carbonatos, bicarbonatos, sulfitos, sulfitos de hidrogénio e amoníaco bem como misturas ou combinações dos mesmos, preferivelmente a partir do grupo de hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, carbonato de sódio, carbonato de potássio, hidrogenocarbonato de sódio, hidrogenocarbonato de potássio, amónia, carbonato de amónia, sulfito de sódio e hidrogenossulfito de sódio, bem como suas misturas ou combinações, e/ou particularmente em que o teor de base no meio de lavagem é de 0,01 a 0,4 mol/1, de preferência de 0,02 a 0,2 mol/1, e/ou em particular, em particular em que o teor da base no meio de lavagem é, pelo menos o dobro da quantidade de alcalino necessária para a neutralização de todas as impurezas e de nitrofenóis.
10. 10. Método de acordo com uma das reivindicações anteriores, caraterizado por os produtos nitrados em bruto a serem purificados sob as condições do método, em particular a temperaturas a partir de 5°C, em particular a temperaturas a partir de 25°C, e à pressão atmosférica, serem líquidos e/ou em que os produtos nitrados em bruto a ser purificados a partir da nitração de compostos aromáticos mononucleares ou polinucleares, em particular benzeno, tolueno, xileno, ou compostos aromáticos halogenados, especialmente benzenos clorados, e/ou em que os produtos nitrados em bruto a ser purificados, ser eventualmente mono-, bi-, trinitroaromáticos halogenados.
11. 11. Método de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caraterizado por a etapa (b) ser seguida da separação dos produtos nitrados libertos das impurezas a partir do meio de lavagem, de preferência num dispositivo separador de fases, em especial um dispositivo de separação (separador); e/ou a mistura que emerge do reator de tubo é transferida a partir de produtos nitrados purificados e meio de lavagem, em particular antes da separação das impurezas dos produtos nitrados libertas a partir do meio de lavagem num tanque de agitação; e/ou que o meio de lavagem, especialmente após a separação das impurezas dos produtos nitrados a partir do meio de lavagem, é reciclado; e/ou que é utilizado o método de acordo com a invenção para a realização de lavagem com ácido e/ou de lavagem básica e/ou lavagem neutra dos produtos brutos nitrados.
12. 12. Instalação de produção para a nitração dos compostos aromáticos nitráveis com subsequente purificação dos produtos brutos nitrados produzidos durante a nitração, caraterizada por a instalação de produção compreender as seguintes unidades: (a) uma unidade de nitração para a nitração de compostos aromáticos, em particular com um ou mais recipientes de reação apropriados para a realização da reação(s) de nitração; (b) se for caso disso, na linha de produção disposto a jusante da unidade de nitração, tem pelo menos um dispositivo de separação, em particular, um dispositivo de divisão (separador), para separar o ácido de nitração dos produtos brutos nitrados; (c) ter disposto a jusante na linha de produção relativamente à unidade de nitração e ao opcionalmente presente dispositivo de separação, pelo menos um dispositivo de lavagem para a realização de uma lavagem dos produtos brutos nitrados, em que o dispositivo de lavagem compreende: pelo menos um dispositivo de dispersão, particularmente pelo menos um elemento de mistura, para pôr em contacto e emulsionar os produtos brutos nitrados a ser purificados por um lado, e para o meio de lavagem por outro lado, - disposto a jusante do dispositivo de dispersão, um reator de tubo para a passagem da emulsão proveniente da dispersão dos produtos nitrados em bruto a ser purificados, por um lado e do meio de lavagem por outro lado, em que o reator de tubo é configurado de tal modo que durante a passagem da emulsão através do reator de tubo possibilita a separação dos contaminantes inicialmente presentes nos produtos brutos nitrados e/ou que, durante a passagem da emulsão através do reator de tubo, os contaminantes inicialmente presentes nos produtos brutos nitrados são transferidos para o meio de lavagem e/ou através do mesmo neutralizados; (d) eventualmente, na instalação de produção é disposto a jusante em relação ao dispositivo de lavagem, um tanque de agitação, em particular para aumentar o tempo de contacto e/ou de permanência entre os produtos nitrados por um lado, e o meio de lavagem por outro lado; (e) disposto a jusante na instalação de produção para a unidade de lavagem e para o opcionalmente presente tanque de agitação, está um dispositivo de divisão, em particular, um dispositivo de separação (separador), para remover os produtos nitrados libertos das impurezas a partir do meio de lavagem.
13. 13. Instalação de produção de acordo com a reivindicação 12, caraterizada por o dispositivo de dispersão, ser em particular o elemento de mistura, um tanque de agitação, um misturador de jato (Jet-Mixer) ou uma bomba, especialmente uma bomba centrífuga, de preferência, uma bomba, em particular uma bomba centrífuga, ou um misturador de jato (Jet-Mixer) com maior preferência um misturador de jato (Jet-Mixer) .
14. 14. Instalação de produção de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caraterizada por que o dispositivo dispersor, em particular o elemento de mistura, estar ligado a montante do reator, em particular diretamente a montante, em particular em que o dispositivo de dispersão, e em particular o elemento de mistura, entra para dentro do reator de tubo.
15. 15. Linha de produção de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caraterizada por o dispositivo dispersor, em particular, o elemento de mistura, estar integrado no reator de tubo e/ou é parte integrante do reator de tubo.
16. 16. Instalação de produção de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caraterizada por que o reator de tubo estar provido de elementos de mistura, em particular, para a entrada de energia de mistura adicional, em particular em que os elementos de mistura são formados como chapas, em particular chapas defletoras ou chapas duplas defletoras, como coberturas, tais como misturadores estáticos ou divisores de corrente. Lisboa, 17 de Junho de 2015