RU2813692C1

RU2813692C1 - Method for synthesis of p-nitrosophenol and device for producing p-nitrosophenol by this method

Info

Publication number: RU2813692C1
Application number: RU2023111172A
Authority: RU
Inventors: Фёдор Алексеевич Кучеров; Игорь Олегович Константинов; Игорь Геннадьевич Резекин; Кирилл Александрович Амочкин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ДЖИЭСЭМ КЕМИКЭЛ"
Filing date: 2023-04-28
Publication date: 2024-02-15

Abstract

FIELD: organic synthesis.

SUBSTANCE: multi-stage method for synthesis of p-nitrosophenol. At stage a), the reactor is filled with water and an aqueous solution of sodium nitrite and an aqueous solution of phenol are fed into the reactor to obtain a reaction mixture, while maintaining the pH value of the reaction mixture not exceeding 3, maintaining the temperature in the reactor at 2-7 °C, and a gas stream is supplied to the reactor to create an inert atmosphere. At stage b), the reaction mixture is stirred to obtain a mother liquor and a precipitate, and then, at stage c), the mother liquor and the precipitate are fed to a filter to separate the precipitate from the mother liquor. At stage d), the precipitate is washed with water in the filter and the precipitate is dried in a vacuum, and precipitate washing with water shall continue at least until the pH of the water used for washing is 5-6. At stage e), the precipitate is washed with an organic solvent, and then, at stage e), the organic solvent used in stage e) is taken to the next chemical stage or to the stage of separating p-nitrosophenol from it.

EFFECT: continuous method for producing p-nitrosophenol, reducing production time and energy costs for obtaining the target product and the by-products, simplifying the process, producing p-nitrosophenol with a purity of more than 95%, as well as reducing the amount of liquid wastes and the need for their disposal.

18 cl, 1 dwg, 1 ex

Description

Область техникиField of technology

Настоящее изобретение относится к органической химии, в частности, к способу получения п-нитрозофенола нитрозированием фенола.The present invention relates to organic chemistry, in particular, to a method for producing p -nitrosophenol by nitrosation of phenol.

Уровень техникиState of the art

п-нитрозофенол является ценным полупродуктом органического синтеза и может быть использован для получения п-аминофенола, который является сырьём для получения парацетамола. p -nitrosophenol is a valuable intermediate product of organic synthesis and can be used to obtain p -aminophenol, which is a raw material for the production of paracetamol.

п-нитрозофенол является хорошей альтернативой п-нитрофенолу, из которого также может быть получен п-аминофенол, поскольку нитрозирование фенола протекает более селективно без образования примеси орто-изомера, в отличие от реакции нитрования фенола. p -nitrosophenol is a good alternative to p -nitrophenol, from which p -aminophenol can also be obtained, since the nitrosation of phenol occurs more selectively without the formation of an ortho-isomer impurity, in contrast to the nitration reaction of phenol.

Из патента US5414148 известен способ получения п-нитрозофенола из фенола, в котором в качестве нитрозирующих реагентов используют растворы азотистой кислоты, нитриты, нитрозилсульфаты, оксиды азота II, III, IV. Исходную нитрозирующую смесь получают путем смешивания серной кислоты и нитрита натрия при пониженной температуре до добавления фенола и проведения реакции нитрозирования. Фенол для реакции нитрозирования подают в реактор в виде расплава или водного раствора с массовой долей фенола от 60 до 90%. Серную кислоту и нитрит натрия подают также в виде водных растворов.From patent US5414148 there is known a method for producing p -nitrosophenol from phenol, in which solutions of nitrous acid, nitrites, nitrosyl sulfates, nitrogen oxides II, III, IV are used as nitrosating reagents. The initial nitrosating mixture is prepared by mixing sulfuric acid and sodium nitrite at a reduced temperature before adding phenol and carrying out the nitrosation reaction. Phenol for the nitrosation reaction is fed into the reactor in the form of a melt or an aqueous solution with a mass fraction of phenol from 60 to 90%. Sulfuric acid and sodium nitrite are also supplied in the form of aqueous solutions.

Недостатком является то, что из-за нестабильности нитрозирующего раствора и местных перегревов в реакционной массе реакция нитрозирования протекает не селективно, с образованием большого количества смол.The disadvantage is that due to the instability of the nitrosating solution and local overheating in the reaction mass, the nitrosation reaction does not proceed selectively, with the formation of a large amount of resins.

Из патента EP2975018 известно использование N₂O₃ и N₂O₄ в качестве нитрозирующих агентов.From patent EP2975018 the use of N ₂ O ₃ and N ₂ O ₄ as nitrosating agents is known.

Поскольку газы N₂O₃ и N₂O₄ являются агрессивными газами, основным недостатком данного способа является сложность в работе с ними при переходе на большие загрузки реагентов в производственных масштабах.Since the gases N ₂ O ₃ and N ₂ O ₄ are aggressive gases, the main disadvantage of this method is the difficulty in working with them when switching to large loads of reagents on a production scale.

Из патента US3320324 известен способ получения п-нитрозофенола, в котором водные растворы нитрита натрия, фенола и минеральной кислоты непрерывно смешивают при быстром перемешивании в пропорциях химически эквивалентных от 1,2 до 1,5:1:1,2 до 2,1, предпочтительно от 1,2 до 1,4:1:1,2-1,4 для образования п-нитрозофенола в водной реакционной среде, содержащей раствор натриевой соли указанной минеральной кислоты с рН ниже 5, насыщенный п-нитрозофенолом, при температуре в диапазоне 0-15°С, с такой скоростью, при которой рН поддерживается ниже 5, и фенол образует однофазный раствор с указанной реакционной средой, в результате чего образуется взвесь кристаллического п-нитрозофенола, из которой п-нитрозофенол непрерывно отделяется в виде кристаллов, свободных от маточного раствора. Кристаллический п-нитрозофенол отделяют от маточного раствора любым подходящим способом, например, фильтрованием, или удаляют суспензию, а маточный раствор по меньшей мере частично возвращают в реакционную камеру.From patent US3320324 there is known a method for the production of p -nitrosophenol, in which aqueous solutions of sodium nitrite, phenol and mineral acid are continuously mixed with rapid stirring in chemically equivalent proportions from 1.2 to 1.5: 1: 1.2 to 2.1, preferably from 1.2 to 1.4: 1: 1.2-1.4 for the formation of p -nitrosophenol in an aqueous reaction medium containing a solution of the sodium salt of the specified mineral acid with a pH below 5, saturated with p -nitrosophenol, at a temperature in the range of 0 -15°C, at such a rate that the pH is maintained below 5, and the phenol forms a single-phase solution with the specified reaction medium, resulting in the formation of a suspension of crystalline p -nitrosophenol, from which p -nitrosophenol is continuously separated in the form of crystals free from the mother liquor solution. The crystalline p -nitrosophenol is separated from the mother liquor by any suitable method, for example by filtration, or the suspension is removed and the mother liquor is at least partially returned to the reaction chamber.

Недостатком вышеуказанного способа является сложность в получении целевого продукта - п-нитрозофенола и полезного продукта - сульфата натрия.The disadvantage of the above method is the difficulty in obtaining the target product - p -nitrosophenol and the useful product - sodium sulfate.

Из патента РФ №2762969, который может быть выбрать в качестве ближайшего аналога заявленного изобретения, известен способ непрерывного синтеза 4-нитрозофенола, в котором:From RF patent No. 2762969, which can be chosen as the closest analogue of the claimed invention, a method for the continuous synthesis of 4-nitrosophenol is known, in which:

а) - готовят реакционную смесь путем смешения в турбулентном смесителе без доступа воздуха следующих компонентов:a) - prepare the reaction mixture by mixing the following components in a turbulent mixer without air access:

- жидкая смесь воды и фенола при температуре от 20°С и выше, содержащая 92,2 мас. % фенола С₆Н₅ОН и 7,8 мас. % воды Н₂О,- a liquid mixture of water and phenol at a temperature of 20°C and above, containing 92.2 wt. % phenol C ₆ H ₅ OH and 7.8 wt. % water H ₂ O,

- 75÷85 мас. % раствор серной кислоты H₂SO₄,- 75÷85 wt. % solution of sulfuric acid H ₂ SO ₄ ,

оборотный раствор, содержащий нитрит натрия NaNO₂ и подаваемый со стадии (к),circulating solution containing sodium nitrite NaNO ₂ and supplied from stage (k),

причем общее количество NaNO₂ в указанном подаваемом оборотном растворе составляет 3,0÷4,0 моль NaNO₂ в расчете на 1 моль подаваемого С₆Н₅ОН, иmoreover, the total amount of NaNO ₂ in the specified supplied circulating solution is 3.0÷4.0 mol of NaNO ₂ per 1 mol of supplied C ₆ H ₅ OH, and

количество H₂SO₄ составляет 0,7÷0,9 моль в расчете на 1 моль подаваемого С₆Н₅ОН;the amount of H ₂ SO ₄ is 0.7÷0.9 mol per 1 mol of supplied C ₆ H ₅ OH;

б) реакционную смесь, полученную на стадии (а), подают в реактор,b) the reaction mixture obtained in step (a) is fed into the reactor,

в) проводят нитрозирование фенола в реакторе в атмосфере инертного газа при избыточном давлении инертного газа 20÷50 кПа, температуре 0÷5°С и рН=3,9÷4,4;c) nitrosation of phenol is carried out in a reactor in an inert gas atmosphere at an excess inert gas pressure of 20÷50 kPa, temperature 0÷5°C and pH=3.9÷4.4;

г) образовавшуюся в ходе нитрозирования фенола на стадии (в) суспензию, содержащую кристаллы 4-нитрозофенола в маточном растворе, непрерывно подают в восходящий поток очищенной, обескислороженной и охлажденной до 0÷5°С воды, в котором кристаллы 4-нитрозофенола отмываются от окклюдированных примесей; отмытые кристаллы 4-нитрозофенола отделяют от первой жидкой фазы, представляющей собой смесь указанного маточного раствора и промывного раствора стадии (г);d) the suspension formed during the nitrosation of phenol at stage (c), containing crystals of 4-nitrosophenol in the mother solution, is continuously fed into an upward flow of purified, deoxygenated and cooled to 0÷5°C water, in which the crystals of 4-nitrosophenol are washed from occluded impurities; the washed crystals of 4-nitrosophenol are separated from the first liquid phase, which is a mixture of the specified mother liquor and the wash solution of stage (d);

д) первую жидкую фазу со стадии (г) пропускают через слой сорбента - мезопористого материала (согласно классификации IUPAC), содержащего полости или каналы с диаметром в интервале 2÷50 нм, для очистки раствора от побочных продуктов реакции с получением очищенного раствора;e) the first liquid phase from stage (d) is passed through a layer of sorbent - a mesoporous material (according to the IUPAC classification) containing cavities or channels with a diameter in the range of 2÷50 nm, to purify the solution from reaction by-products to obtain a purified solution;

е) очищенный раствор со стадии (д) с рН=3,9÷4,4 нейтрализуют едким натром до рН=6÷9 с получением нейтрализованного раствора;f) the purified solution from stage (e) with pH=3.9÷4.4 is neutralized with sodium hydroxide to pH=6÷9 to obtain a neutralized solution;

ж) нейтрализованный раствор со стадии (е) подают в кристаллизатор;g) the neutralized solution from step (e) is fed into the crystallizer;

з) в кристаллизаторе растворяют в указанном нейтрализованном растворе твердый нитрит натрия, подаваемый в стехиометрическом количестве из расчета 1 моль NaNO₂ на 1 моль С₆Н₅ОН, подаваемого на стадии (а), с высаливанием при этом кристаллов мирабилита Na₂SO₄⋅10H₂O;h) in the crystallizer, solid sodium nitrite is dissolved in the specified neutralized solution, supplied in a stoichiometric amount at the rate of 1 mol NaNO ₂ per 1 mol C ₆ H ₅ OH supplied at stage (a), while salting out the mirabilite crystals Na ₂ SO ₄ ⋅ 10H ₂ O;

причем растворение осуществляют в атмосфере инертного газа при атмосферном давлении, температуре 0÷5°С и рН=6÷9,wherein the dissolution is carried out in an inert gas atmosphere at atmospheric pressure, temperature 0÷5°C and pH=6÷9,

и) образовавшуюся в ходе растворения нитрита натрия на стадии (з) суспензию, содержащую кристаллы мирабилита в маточном растворе, непрерывно подают в восходящий поток очищенной и охлажденной до 0÷5°С воды, в котором кристаллы Na₂SO₄⋅10H₂O отмываются от окклюдированных примесей; затем отмытые кристаллы глауберовой соли отделяют от второй жидкой фазы, представляющей собой смесь указанного маточного раствора и промывного раствора стадии (и);i) the suspension formed during the dissolution of sodium nitrite at stage (h), containing mirabilite crystals in the mother solution, is continuously fed into an upward flow of purified and cooled to 0÷5°C water, in which the Na ₂ SO ₄ ⋅10H ₂ O crystals are washed from occluded impurities; then the washed crystals of Glauber's salt are separated from the second liquid phase, which is a mixture of the specified mother liquor and the washing solution of stage (i);

к) вторую жидкую фазу со стадии (и) с растворенным в ней нитритом натрия непрерывно подают в качестве оборотного раствора на стадию (а).j) the second liquid phase from stage (i) with sodium nitrite dissolved in it is continuously fed as a circulating solution to stage (a).

Недостатками данного способа являются:The disadvantages of this method are:

1) сложность разделения смеси кристаллов п-нитрозофенола и сульфата натрия,1) the difficulty of separating a mixture of p -nitrosophenol and sodium sulfate crystals,

2) необходимость использования сорбентов и большого количества дополнительных реагентов - едкого натра, твердого нитрита натрия для выделения сульфата натрия,2) the need to use sorbents and a large number of additional reagents - caustic soda, solid sodium nitrite to isolate sodium sulfate,

3) необходимость использования дополнительного оборудования для выделения отделения кристаллов сульфата натрия, что усложняет конструкцию устройства и увеличивает общее время процесса,3) the need to use additional equipment to separate sodium sulfate crystals, which complicates the design of the device and increases the overall process time,

4) необходимость нейтрализации и утилизации жидких щелочных отходов с этапа выделения сульфата натрия.4) the need to neutralize and dispose of liquid alkaline waste from the stage of sodium sulfate separation.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the invention

Задачей и техническим результатом изобретения являются разработка способа получения п-нитрозофенола, который позволяет сократить время и энергозатраты на получение конечного продукта (п-нитрозофенола) и попутного продукта (сульфата натрия), упрощение технологического процесса получения конечного продукта (п-нитрозофенола) и попутного продукта (сульфата натрия), обеспечение непрерывности процесса синтеза п-нитрозофенола, получение п-нитрозофенола с чистотой более 95%, сокращение количества жидких отходов и необходимости их утилизации.The objective and technical result of the invention is to develop a method for producing p -nitrosophenol, which allows reducing time and energy costs for obtaining the final product ( p -nitrosophenol) and by-product (sodium sulfate), simplifying the technological process of obtaining the final product ( p -nitrosophenol) and by-product (sodium sulfate), ensuring the continuity of the synthesis process of p -nitrosophenol, obtaining p -nitrosophenol with a purity of more than 95%, reducing the amount of liquid waste and the need for their disposal.

Для решения вышеуказанной задачи и достижения технического результата предлагается способ синтеза п-нитрозофенола, включающий следующие стадии:To solve the above problem and achieve a technical result, a method for the synthesis of p -nitrosophenol is proposed, including the following stages:

а) наполняют реактор водой и подают в реактор водный раствор нитрита натрия и водный раствор фенола с получением реакционной смеси, при этом поддерживают заданное значение рН реакционной смеси,a) fill the reactor with water and feed an aqueous solution of sodium nitrite and an aqueous solution of phenol into the reactor to obtain a reaction mixture, while maintaining the specified pH value of the reaction mixture,

в реакторе поддерживают температуру 2-7°С и подают в реактор ток газа для создания инертной атмосферы;the temperature in the reactor is maintained at 2-7°C and a gas current is supplied to the reactor to create an inert atmosphere;

б) перемешивают реакционную смесь с получением маточного раствора и осадка;b) stir the reaction mixture to obtain a mother liquor and a precipitate;

в) подают маточный раствор и осадок на фильтр для отделения осадка от маточного раствора;c) feed the mother liquor and precipitate to the filter to separate the precipitate from the mother liquor;

г) в фильтре осуществляют промывку осадка водой и сушку осадка в вакууме;d) in the filter, the precipitate is washed with water and the precipitate is dried in a vacuum;

д) осуществляют промывку осадка органическим растворителем иd) wash the precipitate with an organic solvent and

е) отводят использованный на стадии д) органический растворитель для выделения из него п-нитрозофенола.f) the organic solvent used in step e) is removed to separate p -nitrosophenol from it.

Сам по себе процесс получения маточного раствора и осадка из реакционной смеси известен из уровня техники, поэтому не требует подробного описания. Новизна настоящего изобретения заключается в предложении операций и параметров, которые позволяют упростить технологический процесс получения п-нитрозофенола и сульфата натрия по сравнению с известными процессами.The process of obtaining the mother liquor and precipitate from the reaction mixture itself is known from the prior art, and therefore does not require a detailed description. The novelty of the present invention lies in the proposal of operations and parameters that make it possible to simplify the technological process for the production of p -nitrosophenol and sodium sulfate in comparison with known processes.

Так, поддержание температуры в реакторе в пределах 2-7°С позволяет избежать обмерзания охлаждающего змеевика и линий ввода реагентов, замедления хода реакции, которое происходит при уменьшении температуры ниже 2°С, а также снижения качества продукта, которое происходит при повышении температуры в реакторе свыше 7°С за счет разложения азотистой кислоты с выбросом окислов азота, ускорения побочных процессов и осмоления и резкое снижение качества продукта.Thus, maintaining the temperature in the reactor within 2-7 ° C allows you to avoid freezing of the cooling coil and reagent input lines, slowing down the reaction, which occurs when the temperature decreases below 2 ° C, as well as a decrease in product quality, which occurs when the temperature in the reactor increases above 7°C due to the decomposition of nitrous acid with the release of nitrogen oxides, acceleration of side processes and tarring and a sharp decrease in the quality of the product.

Отделение п-нитрозофенола из осадка путем его растворения органическим растворителем и последующего выделения п-нитрозофенола из этого растворителя, например, путем испарения растворителя, позволяет упростить технологический процесс получения п-нитрозофенола и сульфата натрия, который остается в осадке после промывки органическим растворителем, сократить время и энергозатраты на получение конечного продукта и попутного продукта, обеспечить получение п-нитрозофенола с чистотой более 95%.Separation of p -nitrosophenol from the sediment by dissolving it with an organic solvent and subsequent separation of p -nitrosophenol from this solvent, for example, by evaporating the solvent, simplifies the technological process of obtaining p -nitrosophenol and sodium sulfate, which remains in the sediment after washing with an organic solvent, and reduces the time and energy costs for obtaining the final product and by-product, ensure the production of p -nitrosophenol with a purity of more than 95%.

Предпочтительно, фильтр представляет собой нутч-фильтр.Preferably, the filter is a Nutsch filter.

В настоящем изобретении можно использовать любой известный из уровня техники фильтр, который позволяет отделить осадок от маточного раствора, например, центрифугу, нутч-фильтр и так далее. Вместе с тем использование нутч-фильтра является предпочтительным, поскольку он имеет наиболее простую и надежную конструкцию по сравнению с другими фильтрами.In the present invention, any filter known from the prior art can be used that allows separation of the precipitate from the mother liquor, for example, a centrifuge, a suction filter, and so on. However, the use of a Nutsch filter is preferable because it has the simplest and most reliable design compared to other filters.

Предпочтительно, по меньшей мере часть маточного раствора со стадии в) направляют обратно в реактор для проведения следующего цикла синтеза п-нитрозофенола.Preferably, at least a portion of the mother liquor from step c) is sent back to the reactor for the next round of p -nitrosophenol synthesis.

Это позволяет обеспечить непрерывность процесса синтеза п-нитрозофенола, сокращение количества жидких отходов и необходимости их утилизации.This allows us to ensure continuity of the synthesis process of p -nitrosophenol, reducing the amount of liquid waste and the need for their disposal.

Предпочтительно, оставшийся после промывки органическим растворителем осадок со стадии д) сушат при пониженном давлении до достижения влажности осадка 0-50%, с получением высушенного осадка сульфата натрия.Preferably, the remaining precipitate from step e) after washing with an organic solvent is dried under reduced pressure until the moisture content of the precipitate reaches 0-50%, to obtain a dried sodium sulfate precipitate.

Это позволяет получить чистый сульфат натрия с низким содержанием примеси органической фракции.This makes it possible to obtain pure sodium sulfate with a low content of organic fraction impurities.

Предпочтительно, заданное значение рН реакционной смеси поддерживают путем подачи водного раствора серной кислоты.Preferably, the set pH of the reaction mixture is maintained by supplying an aqueous solution of sulfuric acid.

Для поддержания заданного значения рН реакционной смеси можно использовать любые известные из уровня техники средства, например, другие кислоты (соляную, уксусную и так далее), однако водный раствор серной кислоты является наиболее доступным средством, которое к тому же улучшает течение реакции и снижает осмоление, что позволяет добиться большей чистоты п-нитрозофенола.To maintain a given pH value of the reaction mixture, you can use any means known from the prior art, for example, other acids (hydrochloric, acetic, etc.), however, an aqueous solution of sulfuric acid is the most accessible means, which also improves the course of the reaction and reduces tarring, which makes it possible to achieve greater purity of p -nitrosophenol.

Предпочтительно, водный раствор нитрита натрия подают в виде 1М-10М водного раствора, предпочтительно 6М водного раствора, водный раствор фенола содержит по меньшей мере 90 мас. % фенола, а водный раствор серной кислоты подают в виде 1М-10М водного раствора, предпочтительно 6М водного раствора.Preferably, the aqueous solution of sodium nitrite is supplied in the form of a 1M-10M aqueous solution, preferably a 6M aqueous solution, the aqueous phenol solution contains at least 90 wt. % phenol, and an aqueous solution of sulfuric acid is supplied in the form of a 1M-10M aqueous solution, preferably a 6M aqueous solution.

Вышеуказанные параметры позволяют дополнительно снизить количество жидких отходов и улучшить течение реакции. Слишком разбавленные растворы реагентов создают большое количество жидких отходов, а слишком концентрированные - слишком большой градиент концентрации и ухудшение протекания реакции.The above parameters make it possible to further reduce the amount of liquid waste and improve the course of the reaction. Too dilute solutions of reagents create a large amount of liquid waste, and too concentrated ones create too large a concentration gradient and deterioration of the reaction.

Предпочтительно, отношение объемного расхода водного раствора нитрита натрия к объемному расходу водного раствора фенола составляет 1,5-3,5, предпочтительно 2-3, более предпочтительно 2,3-2,4.Preferably, the ratio of the volume flow rate of the aqueous sodium nitrite solution to the volume flow rate of the aqueous phenol solution is 1.5-3.5, preferably 2-3, more preferably 2.3-2.4.

Предпочтительно, заданное значение рН реакционной смеси не превышает 3.Preferably, the set pH value of the reaction mixture does not exceed 3.

Это позволяет дополнительно улучшить течение реакции и ускорить отделение осадка от маточного раствора. Кроме того, экспериментально было найдено, что при таких параметрах кислотности раствора п-нитрозофенол обладает наибольшей стабильностью.This makes it possible to further improve the course of the reaction and speed up the separation of the precipitate from the mother liquor. In addition, it was experimentally found that at such acidity parameters of the solution, p -nitrosophenol has the greatest stability.

Предпочтительно, в качестве газа для создания инертной атмосферы используют азот или аргон.Preferably, nitrogen or argon is used as the gas to create the inert atmosphere.

Указанные газы позволяют создать инертную атмосферу, что исключает процессы окисления фенола и продукта реакции, повышает его чистоту и снижает количество примесей.These gases make it possible to create an inert atmosphere, which eliminates the oxidation of phenol and the reaction product, increases its purity and reduces the amount of impurities.

Предпочтительно, перемешивание на стадии б) осуществляют не менее 15 минут, предпочтительно не менее 20 минут.Preferably, stirring in step b) is carried out for at least 15 minutes, preferably at least 20 minutes.

Это дает возможность для более полного выпадения кристаллического продукта (осадка) из маточного раствора, и соответственно, позволяет дополнительно повысить выход конечного продукта.This makes it possible for a more complete precipitation of the crystalline product (precipitate) from the mother liquor, and, accordingly, makes it possible to further increase the yield of the final product.

Предпочтительно, перемешивание на стадии б) осуществляют до образования суспензии, содержащей маточный раствор и осадок, и с конверсией фенола более 95%.Preferably, stirring in step b) is carried out until a suspension containing mother liquor and precipitate is formed, and with a phenol conversion of more than 95%.

Предпочтительно, на стадии г) промывку осадка водой осуществляют не менее 15 минут, предпочтительно не менее 20 минут, промывку осадка органическим растворителем осуществляют не менее 15 минут, предпочтительно не менее 20 минут.Preferably, at stage d) washing the precipitate with water is carried out for at least 15 minutes, preferably at least 20 minutes, washing the precipitate with an organic solvent is carried out for at least 15 minutes, preferably at least 20 minutes.

Более длительное время промывки осадка водой позволяет лучше очистить его от кислого раствора и повысить химическую стабильность конечного продукта.A longer time of washing the precipitate with water makes it possible to better clean it from the acidic solution and increase the chemical stability of the final product.

Более длительное время промывки осадка органическим растворителем позволяет лучше разделить п-нитрозофенол и сульфата натрия, и соответственно, повысить выход и качество конечного и попутного продукта.A longer time of washing the precipitate with an organic solvent makes it possible to better separate p -nitrosophenol and sodium sulfate, and, accordingly, increase the yield and quality of the final and by-product.

Предпочтительно, на стадии г) промывку осадка водой осуществляют по меньшей мере до того момента, когда у использованной для промывки воды рН составит 5-6.Preferably, in step d) washing of the precipitate with water is carried out at least until the pH of the water used for washing is 5-6.

Осуществление промывки осадка водой до того момента, когда у использованной для промывки воды рН составит 5-6, позволяет лучше очистить его от кислого раствора и повысить химическую стабильность конечного продукта.Washing the sediment with water until the pH of the water used for washing is 5-6 allows you to better clean it from the acidic solution and increase the chemical stability of the final product.

Предпочтительно, на стадии г) сушку осадка в вакууме осуществляют не менее 35 минут, предпочтительно не менее 40 минут.Preferably, in step d) drying of the precipitate in vacuum is carried out for at least 35 minutes, preferably at least 40 minutes.

Предпочтительно, на стадии г) сушку осадка в вакууме осуществляют до влажности осадка 0-50%.Preferably, at stage d) drying of the sludge in vacuum is carried out until the sludge moisture content is 0-50%.

Если сушить меньше 40 минут, то влажность осадка будет слишком большой для проведения качественного разделения смеси. Верхний порог времени сушки ограничен только технологическими соображениями (так как при этом занят нутч-фильтр и невозможно обрабатывать сырьё после следующего синтетического цикла).If drying takes less than 40 minutes, the moisture content of the sediment will be too high for high-quality separation of the mixture. The upper threshold of drying time is limited only by technological considerations (since the nutsch filter is busy and it is impossible to process the raw material after the next synthetic cycle).

Предпочтительно, в качестве органического растворителя используют уксусную кислоту или иной органический растворитель, способный смешиваться с водой, в частности, метиловый, этиловый, изопропиловый спирты, диоксан, ацетон, этилацетат.Preferably, acetic acid or another organic solvent that is miscible with water is used as an organic solvent, in particular methyl, ethyl, isopropyl alcohol, dioxane, acetone, ethyl acetate.

В качестве органического растворителя может использоваться любой известный органический растворитель. Вместе с тем, использование в качестве органического растворителя уксусной кислоты или иного органического растворителя, способного смешиваться с водой, в частности, метиловый, этиловый, изопропиловый спирты, диоксан, ацетон, позволяет вымыть из осадка весь п-нитрозофенол, в итоге получив на фильтре чистый попутный продукт - сульфат натрия и повысив выход целевого продукта - п-нитрозофенола.Any known organic solvent can be used as the organic solvent. At the same time, using acetic acid or another organic solvent that can be mixed with water as an organic solvent, in particular methyl, ethyl, isopropyl alcohols, dioxane, acetone, allows you to wash out all p -nitrosophenol from the sediment, ultimately obtaining pure by-product - sodium sulfate and increasing the yield of the target product - p -nitrosophenol.

Также для решения вышеуказанной задачи и достижения технического результата предлагается устройство для получения п-нитрозофенола способом по п. 1, включающее:Also, to solve the above problem and achieve a technical result, a device is proposed for producing p -nitrosophenol by the method according to claim 1, including:

реактор для получения маточного раствора и осадка из реакционной смеси, при этом реактор оснащен линиями подачи реагентов и газа, охлаждающим элементом, мешалкой, датчиком контроля температуры и датчиком контроля значения рН реакционной смеси в реакторе;a reactor for producing mother liquor and precipitate from the reaction mixture, wherein the reactor is equipped with reagent and gas supply lines, a cooling element, a stirrer, a temperature control sensor and a sensor for monitoring the pH value of the reaction mixture in the reactor;

фильтр, оснащенный:filter equipped with:

средствами подачи маточного раствора и осадка из реактора,means of supplying mother liquor and sediment from the reactor,

полипропиленовой мембраной для отделения осадка от маточного раствора,polypropylene membrane to separate the sediment from the mother liquor,

линией для создания вакуума,line to create a vacuum,

линией подачи воды для промывки осадка и линией отвода воды после промывки осадка,water supply line for washing the sediment and a water drainage line after washing the sediment,

линией подачи органического растворителя для промывки осадка и линией отвода органического растворителя после промывки осадка, соединенной с устройством для выделения из органического растворителя п-нитрозофенола.an organic solvent supply line for washing the precipitate and an organic solvent outlet line after washing the precipitate, connected to a device for separating p -nitrosophenol from the organic solvent.

Предпочтительно, датчик контроля температуры, выполнен с возможностью передачи сигнала для регулирования работы охлаждающего элемента, в качестве которого используют змеевик с теплоносителем.Preferably, the temperature control sensor is configured to transmit a signal to regulate the operation of the cooling element, which is a coolant coil.

Это позволяет упростить технологический процесс получения п-нитрозофенола и сульфата натрия по сравнению с известными процессами за счет улучшения контроля за условиями протекания реакции.This makes it possible to simplify the technological process for producing p -nitrosophenol and sodium sulfate in comparison with known processes by improving control over the reaction conditions.

Предпочтительно, датчик контроля температуры выполнен в одном корпусе с датчиком контроля значения рН реакционной смеси в реакторе.Preferably, the temperature control sensor is made in the same housing as the sensor for monitoring the pH value of the reaction mixture in the reactor.

Это позволяет упростить технологический процесс получения п-нитрозофенола и сульфата натрия по сравнению с известными процессами за счет использования более компактного оборудования.This makes it possible to simplify the technological process for producing p -nitrosophenol and sodium sulfate in comparison with known processes through the use of more compact equipment.

Предпочтительно, фильтр представляет собой нутч-фильтр, а полипропиленовая мембрана имеет размер пор 8-12 мкм, предпочтительно 9-11 мкм, предпочтительно 10 мкм.Preferably, the filter is a suction filter and the polypropylene membrane has a pore size of 8-12 µm, preferably 9-11 µm, preferably 10 µm.

Указанный размер пор полипропиленовой мембраны позволяет более качественно отделить осадок от маточного раствора.The specified pore size of the polypropylene membrane allows for better separation of the sediment from the mother liquor.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Чертежи представлены для лучшего понимания изобретения, однако специалисту в данной области техники будет очевидно, что раскрытое изобретение не ограничивается вариантом, представленным на них.The drawings are presented for a better understanding of the invention, however, it will be apparent to one skilled in the art that the disclosed invention is not limited to the embodiment shown therein.

На фиг. 1 представлен схематичный вид устройства для получения п-нитрозофенола в соответствии с настоящим изобретением.In fig. 1 is a schematic view of a device for producing p -nitrosophenol in accordance with the present invention.

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

Реактор 12, где происходит нитрозирование фенола, снабжён охлаждающим элементом 16 (змеевик с хладоносителем), механической лопастной многорядной мешалкой 17 (М1.1). Измерение температуры осуществляется датчиком контроля температуры 14 (термопарой ТТ1.1) и согласно его показаниям регулируется охлаждение реактора 12. Кислотность среды в реакторе 12 контролируется датчиком 13 контроля значения рН реакционной смеси в реакторе, который связан с насосом 18, подающим раствор серной кислоты по линии 19 подачи раствора серной кислоты из емкости 20 для хранения раствора серной кислоты.Reactor 12, where phenol nitrosation occurs, is equipped with a cooling element 16 (coil with coolant) and a mechanical paddle multi-row mixer 17 (M1.1). Temperature measurement is carried out by temperature control sensor 14 (thermocouple TT1.1) and according to its readings the cooling of reactor 12 is regulated. The acidity of the medium in reactor 12 is controlled by sensor 13 for monitoring the pH value of the reaction mixture in the reactor, which is connected to pump 18 supplying a sulfuric acid solution through the line 19 for supplying sulfuric acid solution from container 20 for storing sulfuric acid solution.

Реактор 12 оснащен линиями подачи реагентов 19, 25, 26 и газа 15, охлаждающим элементом 16, мешалкой 17, датчиком 14 контроля температуры и датчиком 13 контроля значения рН реакционной смеси в реакторе, а также фильтром 27 (нутч-фильтр), оснащенным средствами подачи маточного раствора и осадка из реактора (кран 1), полипропиленовой мембраной (не показана) для отделения осадка от маточного раствора, линией 30 для создания вакуума, линией подачи воды для промывки осадка (кран 11, кран 2, линия 32, кран 9) и линией отвода воды после промывки осадка (кран 2, линия 32, кран 6), линией подачи органического растворителя для промывки осадка (кран 10, кран 2, линия 32, кран 9) и линией отвода органического растворителя после промывки осадка (кран 2, линия 32, кран 8), соединенной с устройством для выделения из органического растворителя п-нитрозофенола.Reactor 12 is equipped with supply lines for reagents 19, 25, 26 and gas 15, a cooling element 16, a stirrer 17, a temperature control sensor 14 and a sensor 13 for monitoring the pH value of the reaction mixture in the reactor, as well as a filter 27 (suction filter) equipped with supply means mother liquor and sediment from the reactor (tap 1), a polypropylene membrane (not shown) for separating the sediment from the mother liquor, line 30 for creating a vacuum, a water supply line for washing the sediment (tap 11, tap 2, line 32, tap 9) and water drain line after washing the sediment (faucet 2, line 32, tap 6), an organic solvent supply line for washing the sediment (faucet 10, tap 2, line 32, tap 9) and an organic solvent drain line after washing the sediment (faucet 2, line 32, valve 8), connected to a device for separating p -nitrosophenol from an organic solvent.

При первом пуске заявленной установки реактор 12 заполняют 10 л чистой воды. Воду в реакторе охлаждают до 2-7°C, предпочтительно от 2 до 4°С. Из емкостей 21, 22 по линиям 25, 26 с помощью насосов 23 и 24 с заданным объемным расходом одновременно подают водный раствор нитрита натрия и водный раствор фенола, соответственно, для получения реакционной смеси. Отношение объемного расхода водного раствора нитрита натрия к объемному расходу водного раствора фенола составляет 1,5-3,5, предпочтительно 2-3, более предпочтительно 2,3-2,4.At the first start-up of the stated installation, reactor 12 is filled with 10 liters of clean water. The water in the reactor is cooled to 2-7°C, preferably from 2 to 4°C. From containers 21, 22 along lines 25, 26 using pumps 23 and 24 with a given volume flow rate, an aqueous solution of sodium nitrite and an aqueous solution of phenol are simultaneously supplied, respectively, to obtain a reaction mixture. The ratio of the volume flow rate of an aqueous solution of sodium nitrite to the volume flow rate of an aqueous phenol solution is 1.5-3.5, preferably 2-3, more preferably 2.3-2.4.

Подачу водного раствора серной кислоты в реактор 12 осуществляют из емкости 20 по линии 19 с помощью насоса 18 по сигналу с датчика 13 (Ph1.1) контроля значения рН реакционной смеси в реакторе при значении кислотности реакционной смеси выше 3.The supply of an aqueous solution of sulfuric acid to reactor 12 is carried out from tank 20 via line 19 using pump 18 according to a signal from sensor 13 (Ph1.1) monitoring the pH value of the reaction mixture in the reactor when the acidity of the reaction mixture is above 3.

Температура в реакторе 12 поддерживается в диапазоне от 2 до 7°C, предпочтительно от 2 до 4°С. На протяжении всего синтеза в реактор 12 подается ток газа для создания инертной атмосферы (азота, аргона, например). The temperature in the reactor 12 is maintained in the range from 2 to 7°C, preferably from 2 to 4°C. Throughout the synthesis, a gas current is supplied to the reactor 12 to create an inert atmosphere (nitrogen, argon, for example).

Один цикл синтеза п-нитрозофенола протекает в течение по меньшей мере 130 минут непрерывного добавления реагентов. Время одного цикла может изменяться в зависимости от изменения условий проведения процесса, в частности изменения загрузки фенола, объема реактора и т.п.One cycle of p -nitrosophenol synthesis proceeds for at least 130 minutes of continuous addition of reagents. The time of one cycle may vary depending on changes in process conditions, in particular changes in phenol loading, reactor volume, etc.

После добавления реагентов реакционную смесь перемешивают еще по меньшей мере 20 минут для полного протекания реакции с получением маточного раствора и осадка.After adding the reagents, the reaction mixture is stirred for at least another 20 minutes to allow the reaction to proceed completely to obtain a mother liquor and a precipitate.

Перемешивание смеси менее 20 минут может привести к снижению выхода целевого продукта, засорению оборудования остатками непрореагировавших реагентов или продуктами реакции, привести к протеканию побочных реакций. Перемешивание более 20 минут не приведет к значительным изменениям в протекании реакции. Оптимальным является время перемешивания от 20 до 60 минут.Stirring the mixture for less than 20 minutes can lead to a decrease in the yield of the target product, clogging of equipment with residues of unreacted reagents or reaction products, and lead to side reactions. Stirring for more than 20 minutes will not cause significant changes in the reaction. The optimal mixing time is from 20 to 60 minutes.

После завершения реакции открывают кран 1, маточный раствор с осадком переливается в нутч-фильтр 27 для отделения осадка от маточного раствора. Нутч-фильтр 27 оснащен фильтрующей кислотостойкой полипропиленовой мембранной (на чертежах не показана) и мешалкой 29. После полного опустошения реактора 12 открывается кран 3, связывающий нижнюю часть нутч-фильтра 27 с вакуумной линией 30. В это время фильтрат (маточный раствор) через гребенку 28 возвращается в реактор 12 до объема не более 20 л в реакторе 12 (с помощью насоса 31, открыт кран 7). Лишний маточный раствор выливается в ёмкость 33 (кран 7 закрыт, кран 6 открыт). После окончания фильтрации в реакторе 12 начинается новый цикл добавления реагентов.After the reaction is completed, tap 1 is opened, the mother liquor with the precipitate is poured into a suction filter 27 to separate the precipitate from the mother solution. Nutsch filter 27 is equipped with an acid-resistant polypropylene filter membrane (not shown in the drawings) and a stirrer 29. After the reactor 12 is completely emptied, valve 3 opens, connecting the lower part of the nutsch filter 27 with the vacuum line 30. At this time, the filtrate (mother liquor) flows through the comb 28 returns to reactor 12 to a volume of no more than 20 liters in reactor 12 (using pump 31, valve 7 is open). Excess mother liquor is poured into container 33 (tap 7 is closed, tap 6 is open). After completion of filtration in reactor 12, a new cycle of adding reagents begins.

Распределительная гребёнка 28 представляет собой связанную систему трубопроводов с запорной арматурой (краны 6-9 на фиг. 1), которая позволяет перенаправлять потоки рабочих жидкостей, используя насос 31.The distribution comb 28 is a connected pipeline system with shut-off valves (taps 6-9 in Fig. 1), which allows you to redirect the flow of working fluids using pump 31.

Осадок промывается несколькими порциями чистой холодной воды (общий объем 4,5л), которую подают из емкости 34 посредством кранов 11 и 2 по линии 32, между промывками осадок перемешивается с помощью ручной мешалки 29. Промывные воды выливаются в ёмкость 33 для дальнейшей утилизации. Фильтрование и промывка осадка занимают 20 минут. Затем кран 3 открывают, а кран 4 закрывают и осадок сушится в вакууме, время сушки - 40 минут.The sediment is washed with several portions of clean cold water (total volume 4.5 l), which is supplied from tank 34 through taps 11 and 2 along line 32; between washes, the sediment is mixed using a hand mixer 29. The wash water is poured into tank 33 for further disposal. Filtration and washing of the precipitate takes 20 minutes. Then tap 3 is opened, tap 4 is closed and the sediment is dried in a vacuum, drying time is 40 minutes.

При промывке осадка менее 20 минут осадок содержит остаточные количества кислого раствора, что может привести к потере стабильности и деградации продукта. Промывка более 20 минут не приведет к значительным изменениям в качестве целевого продукта, но потребует отвода и утилизации промывных растворов и может привести к снижению выходы целевого продукта в связи с его уносом в фильтрат.If the sludge is washed for less than 20 minutes, the sludge contains residual amounts of acidic solution, which can lead to loss of stability and degradation of the product. Washing for more than 20 minutes will not lead to significant changes in the quality of the target product, but will require removal and disposal of washing solutions and may lead to a decrease in the yield of the target product due to its entrainment in the filtrate.

Время сушки осадка по меньшей мере 40 минут является оптимальным. Если сушить осадок меньше 40 минут, то влажность осадка будет слишком большой, что негативно отразится на проведения качественного разделения смеси. Сушка более 40 минут не приведет к значительным изменениям качества получаемого осадка, но она нецелесообразна в целях увеличения общего времени процесса.A sludge drying time of at least 40 minutes is optimal. If you dry the sludge for less than 40 minutes, the moisture content of the sludge will be too high, which will negatively affect the quality separation of the mixture. Drying for more than 40 minutes will not lead to significant changes in the quality of the resulting sludge, but it is not practical in order to increase the overall process time.

После того, как осадок высохнет закрывают кран 3, открывают кран 4, кран 2 переводят в положение, соединяющее емкость 35 с уксусной кислотой (органический растворитель) и гребенку 28. Открывают краны 9 и 10, с помощью насоса 31 через гребенку 28 в нутч-фильтр 27 заливается 10 - 13 л уксусной кислоты (в зависимости от количества выпавшего п-нитрозофенола). Осадок при перемешивании ручной мешалкой промывается уксусной кислотой (насос 31 включен), время промывки - 20 минут. В это время из осадка в уксусную кислоту вымывается п-нитрозофенол, а на фильтре остается сульфат натрия. По окончании промывки кран 9 закрывают, а кран 8 открывают, раствор п-нитрозофенола в уксусной кислоте с помощью насоса 31 переносится на следующую химическую стадию или на стадию выделения чистого п-нитрозофенола.After the precipitate has dried, close tap 3, open tap 4, move tap 2 to the position connecting container 35 with acetic acid (organic solvent) and comb 28. Open taps 9 and 10 using pump 31 through comb 28 in suction filter 27 is filled with 10 - 13 liters of acetic acid (depending on the amount of precipitated p -nitrosophenol). The precipitate, when stirred with a hand mixer, is washed with acetic acid (pump 31 is turned on), the washing time is 20 minutes. At this time, p -nitrosophenol is washed out of the sediment into acetic acid, and sodium sulfate remains on the filter. At the end of the washing, tap 9 is closed and tap 8 is opened, the solution of p -nitrosophenol in acetic acid is transferred to the next chemical stage or to the stage of isolation of pure p -nitrosophenol using pump 31.

Вместо уксусной кислоты может быть использован другой органический растворитель (например, метиловый, этиловый, изопропиловый спирты, диоксан, ацетон и др.), чтобы облегчить выделение чистого п-нитрозофенола.Instead of acetic acid, another organic solvent (for example, methyl, ethyl, isopropyl alcohol, dioxane, acetone, etc.) can be used to facilitate the isolation of pure p -nitrosophenol.

После полного переноса раствора п-нитрозофенола в уксусной кислоте кран 8 закрывают, осадок сушат на нутч-фильтре 27 при пониженном давлении (кран 3 открыт, кран 4 закрыт). Время сушки - 40 минут. Затем кран 3 закрывают, кран 4 открывают, открывают крышку нутч-фильтра 27 и выгружают высушенный осадок сульфата натрия.After complete transfer of the solution of p -nitrosophenol in acetic acid, tap 8 is closed, the precipitate is dried on a suction filter 27 under reduced pressure (faucet 3 is open, tap 4 is closed). Drying time - 40 minutes. Then tap 3 is closed, tap 4 is opened, the lid of the suction filter 27 is opened and the dried precipitate of sodium sulfate is unloaded.

Пример 1.Example 1.

Реактор 12 с рабочим объёмом 20 л заполняют 10 л дистиллированной воды. Воду в реакторе 12 охлаждают до 3°С. Для получения реакционной смеси в реактор 12 подают по линии 25 с помощью насоса 23 - 6М водный раствор нитрита натрия с объемным расходом 21,6 мл/мин, по линии 26 с помощью насоса 24 - водный раствор фенола, содержащий по меньшей мере 90 мас. % фенола, с объемным расходом 9,2 мл/мин.Reactor 12 with a working volume of 20 liters is filled with 10 liters of distilled water. The water in reactor 12 is cooled to 3°C. To obtain the reaction mixture, a 6M aqueous solution of sodium nitrite is fed into reactor 12 through line 25 using pump 23 with a volume flow rate of 21.6 ml/min; through line 26 using pump 24 an aqueous solution of phenol containing at least 90 wt. % phenol, with a volume flow of 9.2 ml/min.

По линии 19 с помощью насоса 18 в реактор 12 подают 6М водный раствор серной кислоты по сигналу с датчика 13 при значении кислотности реакционной смеси выше 3.Through line 19, using pump 18, a 6 M aqueous solution of sulfuric acid is supplied to reactor 12 according to a signal from sensor 13 when the acidity of the reaction mixture is above 3.

По линии 15 в реактор подают ток газа (азот) для создания инертной атмосферы. Прокачку газа проводят в течение всего процесса синтеза.Through line 15, a current of gas (nitrogen) is supplied to the reactor to create an inert atmosphere. Gas is pumped throughout the entire synthesis process.

Добавление водного раствора нитрита натрия и водного раствора фенола проводят непрерывно в течение 130 мин. Затем реакционную смесь дополнительно перемешивают в течение 20 минут до полного протекания реакции с получением маточного раствора и осадка.The addition of an aqueous solution of sodium nitrite and an aqueous solution of phenol is carried out continuously for 130 minutes. The reaction mixture is then further stirred for 20 minutes until the reaction is complete to obtain a mother liquor and a precipitate.

После завершения реакции открывают маточный раствор с осадком переливается в нутч-фильтр 27 для отделения осадка от маточного раствора.After completion of the reaction, the mother liquor is opened and the precipitate is poured into a Nutsch filter 27 to separate the precipitate from the mother liquor.

Осадок промывается несколькими порциями чистой холодной воды (общий объем 4,5л) не менее 20 минут по меньшей мере до того момента, когда у использованной для промывки воды рН составит 5-6. Затем кран 3 открывают, а кран 4 закрывают и осадок сушится в вакууме, время сушки - 40 минут. Сушку осадка в вакууме осуществляют до влажности осадка 0-50%.The sediment is washed with several portions of clean cold water (total volume 4.5 liters) for at least 20 minutes, at least until the pH of the water used for washing is 5-6. Then tap 3 is opened, tap 4 is closed and the sediment is dried in a vacuum, drying time is 40 minutes. Drying of the sludge in vacuum is carried out until the sludge moisture content is 0-50%.

Затем осуществляют промывку осадка органическим растворителем (уксусной кислотой) и отводят использованный органический растворитель для выделения из него п-нитрозофенола.Then the precipitate is washed with an organic solvent (acetic acid) and the used organic solvent is removed to separate p -nitrosophenol from it.

В результате был получен п-нитрозофенол с чистотой более 95% и выделен сульфат натрия с низким содержанием примеси органической фракции. Повторное использование маточного раствора в последовательных производственных циклах позволило снизить количество жидких отходов более чем в три раза.As a result, p -nitrosophenol was obtained with a purity of more than 95% and sodium sulfate was isolated with a low content of organic fraction impurities. Reusing the mother liquor in successive production cycles reduced the amount of liquid waste by more than three times.

Способ и установка, согласно заявленному изобретению, позволяют решить сразу несколько технологических задач: проведение синтеза п-нитрозофенола, выделение продуктов реакции с помощью фильтрования, возврат фильтрата в реактор для использования в следующем производственном цикле, промывку, осушку, разделение продуктов реакции в одном устройстве - нутч-фильтре, приготовление и транспортировку полученного раствора п-нитрозофенола для последующего извлечения.The method and installation, according to the claimed invention, allow solving several technological problems at once: carrying out the synthesis of p -nitrosophenol, isolating reaction products by filtration, returning the filtrate to the reactor for use in the next production cycle, washing, drying, separating reaction products in one device - Nutsch filter, preparation and transportation of the resulting solution of p -nitrosophenol for subsequent extraction.

Изобретение позволяет снизить временные затраты на получение п-нитрозофенола, уменьшить количество оборудования, необходимого для синтеза п-нитрозофенола, что снижает металлоемкость установки и позволяет сократить затраты и время на проведение регламентных и ремонтных работ, повысить производительность процесса.The invention makes it possible to reduce the time required to obtain p -nitrosophenol, reduce the amount of equipment required for the synthesis of p -nitrosophenol, which reduces the metal consumption of the installation and allows to reduce costs and time for routine maintenance and repair work, and increase the productivity of the process.

Описанные примеры осуществления приведены исключительно в целях иллюстрации. Специалисту будет очевидно, что возможны и иные варианты осуществления без изменения сущности изобретения.The described embodiments are provided for illustrative purposes only. It will be obvious to those skilled in the art that other embodiments are possible without changing the essence of the invention.

Условные обозначения:Legend:

1 - кран для слива реакционной смеси из реактора1 - tap for draining the reaction mixture from the reactor

2 - трехходовой кран для подачи фильтрата, воды и органического растворителя2 - three-way valve for supplying filtrate, water and organic solvent

3 - кран откачки воздуха из нутч-фильтра3 - valve for pumping air out of the suction filter

4 - кран для подачи воздуха в нутч-фильтр4 - tap for supplying air to the nutsch filter

5 - кран отключения потока перед распределительной гребенкой5 - flow shut-off valve in front of the distribution comb

6 - кран подачи фильтрата или промывных вод в емкость для фильтрата и промывных вод6 - valve for supplying filtrate or wash water to the container for filtrate and wash water

7 - кран подачи фильтрата в реактор7 - valve for supplying filtrate to the reactor

8 - кран подачи раствора п-нитрозофенола в органическом растворителе на выделение чистого п-нитрозофенола8 - tap for supplying a solution of p -nitrosophenol in an organic solvent for the separation of pure p -nitrosophenol

9 - кран подачи органического растворителя в нутч-фильтр9 - tap for supplying organic solvent to the nutsch filter

10 - кран подачи органического растворителя из емкости для хранения органического растворителя10 - tap for supplying organic solvent from a container for storing organic solvent

11 - кран подачи воды для промывки из емкости для хранения воды11 - water supply valve for flushing from the water storage tank

12 - реактор12 - reactor

13 - датчик контроля рН13 - pH control sensor

14 - датчик контроля температуры (термопара)14 - temperature control sensor (thermocouple)

15 - линия подачи газа для создания инертной атмосферы15 - gas supply line to create an inert atmosphere

16 - охлаждающий элемент16 - cooling element

17 - мешалка реактора17 - reactor stirrer

18 - насос для подачи раствора серной кислоты18 - pump for supplying sulfuric acid solution

19 - линия подачи раствора серной кислоты19 - supply line for sulfuric acid solution

20 - емкость для хранения раствора серной кислоты20 - container for storing sulfuric acid solution

21 - емкость для хранения раствора нитрита натрия21 - container for storing sodium nitrite solution

22 - емкость для хранения раствора фенола22 - container for storing phenol solution

23 - насос для подачи раствора нитрита натрия23 - pump for supplying sodium nitrite solution

24 - насос для подачи раствора фенола24 - pump for supplying phenol solution

25 - линия подачи раствора нитрита натрия25 - sodium nitrite solution supply line

26 - линия подачи раствора фенола26 - phenol solution supply line

27 - нутч-фильтр27 - Nutsch filter

28 - распределительная гребенка28 - distribution comb

29 - мешалка нутч-фильтра29 - suction filter stirrer

30 - линия откачки воздуха из нутч-фильтра30 - line for pumping air from the suction filter

31 - насос для подачи фильтрата, промывной воды, органического растворителя31 - pump for supplying filtrate, wash water, organic solvent

32 - линия подачи фильтрата, промывной воды, органического растворителя32 - supply line for filtrate, wash water, organic solvent

33 - емкость для хранения избыточной реакционной смеси и фильтрата33 - container for storing excess reaction mixture and filtrate

34 - емкость для воды34 - water container

35 - емкость для хранения органического растворителя35 - container for storing organic solvent

Claims

1. A method for the synthesis of p -nitrosophenol, including the following steps:

a) fill the reactor with water and feed an aqueous solution of sodium nitrite and an aqueous solution of phenol into the reactor to obtain a reaction mixture, while maintaining the pH value of the reaction mixture not exceeding 3, maintaining a temperature in the reactor of 2-7°C and feeding a gas current into the reactor to creating an inert atmosphere;

b) stir the reaction mixture to obtain a mother liquor and a precipitate;

c) feed the mother liquor and precipitate to the filter to separate the precipitate from the mother liquor;

d) in the filter, the precipitate is washed with water and the precipitate is dried in a vacuum, and the precipitate is washed with water at least until the pH of the water used for washing is 5-6;

d) wash the precipitate with an organic solvent and

f) the organic solvent used in step e) is taken to the next chemical stage or to the stage of separating p -nitrosophenol from it.

2. The method according to claim 1, characterized in that the filter is a Nutsch filter.

3. The method according to claim 1, characterized in that at least part of the mother liquor from step c) is sent back to the reactor for the next cycle of p -nitrosophenol synthesis.

4. The method according to claim 1, characterized in that the precipitate remaining after washing with an organic solvent from step e) is dried under reduced pressure until the sediment moisture content reaches 0-50%, to obtain a dried precipitate of sodium sulfate.

5. The method according to claim 1, characterized in that the set pH value of the reaction mixture is maintained by supplying an aqueous solution of sulfuric acid.

6. The method according to claim 5, characterized in that an aqueous solution of sodium nitrite is supplied in the form of a 1-10 M aqueous solution, preferably a 6 M aqueous solution, the aqueous solution of phenol contains at least 90 wt. % phenol, and an aqueous solution of sulfuric acid is supplied in the form of a 1-10 M aqueous solution, preferably a 6 M aqueous solution.

7. The method according to claim 1, characterized in that the ratio of the volume flow rate of an aqueous solution of sodium nitrite to the volume flow rate of an aqueous solution of phenol is 1.5-3.5, preferably 2-3, more preferably 2.3-2.4.

8. The method according to claim 1, characterized in that nitrogen or argon is used as a gas to create an inert atmosphere.

9. The method according to claim 1, characterized in that stirring in step b) is carried out for at least 15 minutes, preferably at least 20 minutes.

10. The method according to claim 1, characterized in that stirring at stage b) is carried out until a suspension containing the mother liquor and sediment is formed, and with a phenol conversion of more than 95%.

11. The method according to claim 1, characterized in that the precipitate is washed with water for at least 15 minutes, preferably at least 20 minutes, and the precipitate is washed with an organic solvent for at least 15 minutes, preferably at least 20 minutes.

12. The method according to claim 1, characterized in that the sediment is dried in a vacuum for at least 35 minutes, preferably at least 40 minutes.

13. The method according to claim 1, characterized in that the sludge is dried in a vacuum until the sludge moisture content is 0-50%.

14. The method according to claim 1, characterized in that the organic solvent is acetic acid or another organic solvent that is miscible with water, in particular methyl, ethyl, isopropyl alcohol, dioxane, acetone.

15. A device for producing p -nitrosophenol by the method according to claim 1, including:

a reactor for producing mother liquor and precipitate from the reaction mixture, wherein the reactor is equipped with reagent and gas supply lines, a cooling element, a stirrer, a temperature control sensor and a sensor for monitoring the pH value of the reaction mixture in the reactor;

filter equipped with:

means of supplying mother liquor and sediment from the reactor,

polypropylene membrane to separate the precipitate from the mother liquor,

line to create a vacuum,

water supply line for washing the sediment and a water drainage line after washing the sediment,

an organic solvent supply line for washing the precipitate and an organic solvent outlet line after washing the precipitate, connected to a device for separating p -nitrosophenol from the organic solvent.

16. The device according to claim 15, characterized in that the temperature control sensor is configured to transmit a signal to regulate the operation of the cooling element, which is a coil with coolant.

17. The device according to claim 15, characterized in that the temperature control sensor is made in the same housing with a sensor for monitoring the pH value of the reaction mixture in the reactor.

18. The device according to claim 15, characterized in that the filter is a Nutsch filter, and the polypropylene membrane has a pore size of 8-12 μm, preferably 9-11 μm, preferably 10 μm.