專利名稱：從硝化過(guò)程去除非芳香族雜質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硝化芳香族化合物的工業(yè)生產(chǎn)，并且尤其涉及生產(chǎn)過(guò)程中非芳香族雜質(zhì)的去除。
背景技術(shù)：
硝化的芳香族烴類，例如硝基苯和硝基甲苯，是重要的化學(xué)中間體。在工業(yè)上，一些硝化反應(yīng)是用比芳香族化合物摩爾過(guò)量的硝酸進(jìn)行的，但其他的，例如苯與硝酸用來(lái)制作硝基苯的反應(yīng)是用摩爾過(guò)量的芳香族化合物操作的。在用于生產(chǎn)硝基芳香族化合物的硝化過(guò)程中，硝化反應(yīng)優(yōu)選用摩爾過(guò)量的芳香族化合物進(jìn)行的專利文獻(xiàn)的例子有為Guenkel等的US 5313009(例如，單硝基苯的生產(chǎn));Konig等的US 5648565 (單硝基甲苯的生產(chǎn))；以及Demuth等的US 6586645 (硝基氯苯的生產(chǎn))。 用摩爾過(guò)量的芳香族化合物進(jìn)行的硝化反應(yīng)的工業(yè)應(yīng)用一般會(huì)包含回收和再循環(huán)所用過(guò)量的芳香族化合物的步驟(本文中稱作“過(guò)量芳香族回收”步驟)。這在硝基苯的生產(chǎn)中是公認(rèn)的行業(yè)準(zhǔn)則，其中使用蒸餾塔或新蒸汽洗提器來(lái)從所生產(chǎn)的硝基苯回收過(guò)量的苯(通常地，過(guò)量的芳香族化合物混溶于所產(chǎn)生的硝化產(chǎn)物中)。經(jīng)回收的過(guò)量的苯一般
會(huì)含有一些硝基苯。工業(yè)上，待硝化的芳香族化合物將含有少量的非芳香族化合物作為雜質(zhì)。在苯的情形中，非芳香族雜質(zhì)的例子包含環(huán)己烷、甲基環(huán)己烷和乙基環(huán)戊烷。這些非芳香族雜質(zhì)的濃度將取決于芳香族化合物的來(lái)源而變化。許多這些雜質(zhì)不硝化，且可在硝化過(guò)程中緩慢降解，并且，由于它們的有機(jī)性質(zhì)，它們與產(chǎn)生的硝化產(chǎn)物混合。本文提到的“非芳香族雜質(zhì)”意指在硝化生產(chǎn)鏈中不硝化的那些非芳香族雜質(zhì)。這些非芳香族雜質(zhì)的共有物理屬性是，它們具有與進(jìn)料到硝化反應(yīng)器的芳香族化合物接近的沸點(diǎn)，或是處于硝化產(chǎn)物與芳香族反應(yīng)物的沸點(diǎn)之間的沸點(diǎn)。例如，苯和環(huán)己烷分別具有80°C和81°C的沸點(diǎn)，而單硝化產(chǎn)物(單硝基苯)具有210°C的沸點(diǎn)。表I列出發(fā)明人所知通過(guò)進(jìn)料苯到硝基苯車間而被引入，并且在相同車間的經(jīng)回收和再循環(huán)的苯料流中存在的非芳香族雜質(zhì)。它們中的許多具有與苯的沸點(diǎn)接近，或在苯與單硝基苯的沸點(diǎn)之間的沸點(diǎn)。表I
標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)rc)標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)rc)
2-甲基-丁燒28環(huán)己燒81
IxM362，3-二甲基戊燒90
2，2-二甲基丁燒503-甲基己燒92
環(huán)戊燒49β98
權(quán)利要求
1.一種在硝化生產(chǎn)過(guò)程中從未硝化的芳香族反應(yīng)物去除非芳香族雜質(zhì)的方法，在所述生產(chǎn)過(guò)程中，使用摩爾過(guò)量的芳香族反應(yīng)物，使所述芳香族反應(yīng)物硝化以產(chǎn)生硝化的芳香族產(chǎn)物，并且從所產(chǎn)生的硝化芳香族產(chǎn)物回收并再循環(huán)未硝化的芳香族反應(yīng)物以用于所述硝化生產(chǎn)過(guò)程中，所述方法包括以下步驟 (a)轉(zhuǎn)移所回收的未硝化的芳香族反應(yīng)物的全部或一部分以形成包括具有非芳香族雜質(zhì)的未硝化的芳香族反應(yīng)物的料流(34);以及 (b)使在步驟(a)中形成的包括未硝化的芳香族反應(yīng)物的所述料流(34)經(jīng)受硝化，以產(chǎn)生包括具有非芳香族雜質(zhì)的硝化的芳香族產(chǎn)物的第一料流(40)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中在步驟(b)中產(chǎn)生的包括硝化的芳香族產(chǎn)物的所述第一料流(40)在所述硝化生產(chǎn)過(guò)程中未硝化的芳香族反應(yīng)物的分離的下游處運(yùn)送到所述硝化生產(chǎn)過(guò)程。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中在步驟(b)中產(chǎn)生的包括硝化的芳香族產(chǎn)物的所述第一料流(40)含有廢酸相，并且所述方法還包括將所述廢酸相從所述硝化的芳香族產(chǎn)物中分離，以產(chǎn)生包括廢酸的料流(44)以及包括具有非芳香族雜質(zhì)的硝化的芳香族產(chǎn)物的第二料流(46)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述經(jīng)分離的廢酸相被再循環(huán)以用于所述硝化生產(chǎn)過(guò)程。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述經(jīng)分離的廢酸相被丟棄。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的方法，還包括將包括具有非芳香族雜質(zhì)的硝化的芳香族產(chǎn)物的所述第二料流(46)在所述硝化生產(chǎn)過(guò)程中未硝化的芳香族反應(yīng)物的分離的下游處運(yùn)送到所述硝化生產(chǎn)過(guò)程的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的方法，還包括將所述非芳香族雜質(zhì)從包括具有非芳香族雜質(zhì)的硝化的芳香族產(chǎn)物的所述第二料流(46)去除，以產(chǎn)生包括被去除的非芳香族雜質(zhì)的料流(52)和包括硝化的芳香族產(chǎn)物的第三料流(54)的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中包括硝化的芳香族產(chǎn)物的所述第三料流(54)被運(yùn)送到所述硝化生產(chǎn)過(guò)程內(nèi)的任意位置或所述硝化生產(chǎn)過(guò)程中未硝化的芳香族反應(yīng)物的分離的下游。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中包括非芳香族雜質(zhì)的所述料流(52)被送至所述硝化生產(chǎn)過(guò)程之外進(jìn)行處置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中包括非芳香族雜質(zhì)的所述料流(52)在所述硝化生產(chǎn)過(guò)程中未硝化的芳香族反應(yīng)物的分離的下游處被運(yùn)送到所述硝化生產(chǎn)過(guò)程。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括將所述非芳香族雜質(zhì)從包括具有非芳香族雜質(zhì)的硝化的芳香族產(chǎn)物的所述第一料流(40)去除，以產(chǎn)生包括去除的非芳香族雜質(zhì)的料流和包括硝化的芳香族產(chǎn)物的料流的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所產(chǎn)生的包括硝化的芳香族產(chǎn)物的料流被運(yùn)送到所述硝化生產(chǎn)過(guò)程內(nèi)的任意位置或在所述硝化生產(chǎn)過(guò)程中未硝化的芳香族反應(yīng)物的分離的下游。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中包括非芳香族雜質(zhì)的所述料流被送至所述硝化生產(chǎn)過(guò)程之外進(jìn)行處置。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中包括非芳香族雜質(zhì)的所述料流在所述硝化生產(chǎn)過(guò)程中未硝化的芳香族反應(yīng)物的分離的下游處被運(yùn)送到所述硝化生產(chǎn)過(guò)程。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中在步驟(a)中形成的所述料流(34)為從所述硝化生產(chǎn)過(guò)程中未硝化的芳香族反應(yīng)物再循環(huán)回路(32)轉(zhuǎn)移的尾流。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟(b)在硫酸存在下用硝酸來(lái)進(jìn)行，以產(chǎn)生所述硝化的芳香族產(chǎn)物。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述硝酸和硫酸從所述硝化生產(chǎn)過(guò)程運(yùn)送而來(lái)。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述硝化的芳香族產(chǎn)物與所述非芳香族雜質(zhì)之間的相對(duì)揮發(fā)度高于所述芳香族反應(yīng)物與所述非芳香族雜質(zhì)之間的相對(duì)揮發(fā)度。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述芳香族反應(yīng)物是甲苯、苯、氯苯或硝基甲苯之一。
20.根據(jù)權(quán)利要求I至18中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述芳香族反應(yīng)物為苯，并且所述硝化的芳香族產(chǎn)物為單硝基苯。
21.一種用于在硝化生產(chǎn)鏈中從未硝化的芳香族反應(yīng)物去除非芳香族雜質(zhì)的裝置，所述生產(chǎn)鏈具有用于使用摩爾過(guò)量的所述芳香族反應(yīng)物來(lái)產(chǎn)生硝化的芳香族產(chǎn)物的硝化反應(yīng)器(20)、用于從所產(chǎn)生的硝化的芳香族產(chǎn)物回收未硝化的芳香族反應(yīng)物的分離單元(28)、以及用于將所回收的未硝化的芳香族反應(yīng)物從所述分離單元再循環(huán)至所述硝化反應(yīng)器的再循環(huán)回路(32)，所述裝置包括 (a)用于轉(zhuǎn)移所回收的未硝化的芳香族反應(yīng)物的一部分以形成包括具有非芳香族雜質(zhì)的未硝化的芳香族反應(yīng)物的料流的設(shè)施(34);以及 (b)用于接收包括未硝化的芳香族反應(yīng)物的所述料流并使所述未硝化的芳香族反應(yīng)物在其中硝化以產(chǎn)生包括具有非芳香族雜質(zhì)的硝化的芳香族產(chǎn)物的第一料流(40)的二次硝化器(36) ο
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，還包括用于將包括硝化的芳香族產(chǎn)物的所述第一料流(40)在所述分離單元(28)的下游處運(yùn)送到所述硝化生產(chǎn)鏈的設(shè)施。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，還包括用于從包括硝化的芳香族產(chǎn)物的所述第一料流(40)中的所述硝化的芳香族產(chǎn)物分離廢酸相以產(chǎn)生廢酸的料流(44)以及包括具有非芳香族雜質(zhì)的硝化的芳香族產(chǎn)物的第二料流(46)的分離器(42)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，還包括用于再循環(huán)所述被分離的廢酸相以用于所述硝化生產(chǎn)鏈的設(shè)施。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，還包括用于將包括具有非芳香族雜質(zhì)的硝化的芳香族產(chǎn)物的所述第二料流(46)在所述分離單元(28)的下游處運(yùn)送到所述硝化生產(chǎn)鏈的設(shè)施。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置，還包括用于從包括具有非芳香族雜質(zhì)的硝化的芳香族產(chǎn)物的所述第二料流(46)去除所述非芳香族雜質(zhì)，以產(chǎn)生包括去除的非芳香族雜質(zhì)的料流(52)以及包括硝化的芳香族產(chǎn)物的第三料流(54)的二次分離器(50)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，還包括用于將來(lái)自所述二次分離器(50)的包括硝化的芳香族產(chǎn)物的所述第三料流(54)運(yùn)送到所述硝化生產(chǎn)鏈內(nèi)的任意位置或所述分離單元(28)的下游處的設(shè)施。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，還包括用于將包括去除的非芳香族雜質(zhì)的所述料流(52)運(yùn)送到所述硝化生產(chǎn)鏈之外進(jìn)行處置的設(shè)施。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，還包括用于將包括去除的非芳香族雜質(zhì)的所述料流(52)在所述分離單元(28)的下游處運(yùn)送到所述硝化生產(chǎn)鏈的設(shè)施。
30.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，還包括用于從包括具有非芳香族雜質(zhì)的硝化的芳香族產(chǎn)物的所述第一料流(40)去除所述非芳香族雜質(zhì)，以產(chǎn)生包括去除的非芳香族雜質(zhì)的料流和包括硝化的芳香族產(chǎn)物的料流的二次分離器(50)。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，還包括用于將來(lái)自所述二次分離器(50)的包括硝化的芳香族產(chǎn)物的所產(chǎn)生料流運(yùn)送到所述硝化生產(chǎn)鏈內(nèi)的任意位置或所述分離單元(28)的下游處的設(shè)施。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，還包括用于將包括去除的非芳香族雜質(zhì)的所述料流(52)運(yùn)送到所述硝化生產(chǎn)鏈之外進(jìn)行處置的設(shè)施。
33.根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，還包括用于將包括去除的非芳香族雜質(zhì)的所述料流(52)在所述分離單元(28)的下游處運(yùn)送到所述硝化生產(chǎn)鏈的設(shè)施。
34.根據(jù)權(quán)利要求22或30所述的裝置，其中所述二次分離器(50)為蒸餾塔和蒸汽汽提器之一。
35.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，還包括用來(lái)將硝酸和硫酸從所述硝化生產(chǎn)鏈進(jìn)料到所述二次硝化器(36)的設(shè)施。
36.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中用于轉(zhuǎn)移所述回收的未硝化的芳香族反應(yīng)物的一部分的所述設(shè)施包括用來(lái)使所述部分從所述硝化生產(chǎn)鏈的所述再循環(huán)回路(32)轉(zhuǎn)移的設(shè)施。
全文摘要
一種用于在硝化生產(chǎn)過(guò)程中從未硝化的芳香族反應(yīng)物去除非芳香族雜質(zhì)的方法和裝置，在所述硝化生產(chǎn)過(guò)程中，使用摩爾過(guò)量的芳香族反應(yīng)物，使硝化芳香族反應(yīng)物(100)硝化以產(chǎn)生硝化的芳香族產(chǎn)物，并且從產(chǎn)生的硝化芳香族產(chǎn)物回收(102)并再循環(huán)(104)未硝化的芳香族反應(yīng)物以用于硝化生產(chǎn)過(guò)程中。一部分被去除的過(guò)量未硝化的芳香族反應(yīng)物被轉(zhuǎn)移(106)并經(jīng)受硝化(108)。經(jīng)硝化的料流可通過(guò)分出廢酸(110)和非芳香族雜質(zhì)(116)，而得到進(jìn)一步處理。這些料流可被運(yùn)送(114、118)到硝化生產(chǎn)鏈中的合適位置。
文檔編號(hào)C07C205/06GK102834371SQ201180018108
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2011年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月17日
發(fā)明者阿爾弗雷德·A·岡凱爾, 塞爾吉奧·貝雷塔 申請(qǐng)人:諾拉姆國(guó)際公司