[发明专利]制备硝基苯的方法

说明书

本发明涉及通过在绝热条件下用硝酸和硫酸的混合物将苯硝化而连续制备硝基苯的方法，其中在生产停工期间不是停运整个生产装置，而是该生产装置完全或至少部分“循环”运行。本发明进一步涉及制备硝基苯的装置和运行硝基苯制备装置的方法。

本发明涉及通过用硝酸和硫酸的混合物将苯硝化而连续制备硝基苯的方法，其中在生产停工期间，不是停运整个生产装置，而是该生产装置完全或至少部分“循环”运行。本发明进一步涉及制备硝基苯的装置和运行硝基苯制备装置的方法。

硝基苯是化学工业中的重要中间体，其特别是苯胺制备以及因此二苯基甲烷系列的二-和多异氰酸酯和基于其的聚氨酯的制备所需的。

苯用硝酸硝化以产生粗制硝基苯已经是许多出版物和专利申请的主题。现今常见的方法基本对应于用硫酸和硝酸的混合物（这通常被称作混合酸）将苯绝热硝化的概念。这种方法最早在US 2,256,999中要求保护，并描述在例如EP 0 436 443 B1、EP 0 771 783B1和US 6 562 247 B2的当前的实施方案中。使用绝热反应方式的方法的特征特别是在于不采取技术措施向反应混合物供热或从中排热。

用混合酸硝化苯的等温法也是已知的，如描述在例如EP 0 156 199 B1中。

不使用硫酸就能够硝化苯的方法也是已知的，例如从US 2 739 174或US 3 780116中。

原则上，用硝酸或氧化氮硝化苯的气相法也是可行的，但由此可实现的收率目前仍低（EP 0 078 247 B1、EP 0 552 130 B1）。

所有这些方法的共同点在于，首先形成的反应产物是粗制硝基苯，其通常含有硝酸和– 如果用混合酸进行硝化 – 硫酸、水、苯作为杂质，和二硝基苯、苯的硝化氧化产物，尤其是硝化酚（硝基酚）作为有机杂质。该粗制硝基苯还可含有由作为杂质包含在所用苯中的化合物形成的有机化合物（WO 2008/148608 A1）。此外，粗制硝基苯通常还含有可能以溶解形式存在于酸残留物或粗制硝基苯中的金属盐（DE 10 2007 059 513 A1）。这些杂质是不合意的，因为它们会不利地影响使用硝基苯的下游工艺，例如苯胺的制备。例如在US 6,288,289 B1、EP 1 593 654 A1、EP 1 816 117 B1和WO 2011/021057 A1中描述了包括洗涤和蒸馏阶段的合适的后处理方法。

用于制备硝基苯的反应过程的品质因此一方面由粗产物中的不合意次要组分和杂质的含量定义，该次要组分和杂质由该反应的不适当进行形成。另一方面，反应过程的品质被定义为整个过程可以运行而没有技术上的生产中断或使得必须介入该过程的问题，并且避免或使原料的损失保持至少最小化。

这些问题例如会在硝化反应的启动和/或停运中发生。此类问题可能例如是形成导致设备（硝化罐、热交换器、导管等）中的结块和堵塞的固体。另一缺点在于，如果在反应器或另一装置段上或中必须进行检查、保养、维修和清洁操作，必须定期总是切断所有装置段，因为工艺步骤相辅相成并因此始终相继进行。因此，必须排空整个装置，这造成相当大量的废料。此外，必须耗费能量以使反应器和装置段再次达到各自的运行温度。由于装置检查、维修和清洁措施或出现的原材料或助剂短缺的此类生产停工，无论是计划内还是计划外的，都是对连续工作的装置或连续工作的工艺的经济运行具有显著影响的频发装置状态。

尽管所述现有技术方法成功地以高收率制备硝基苯并且最终产物的品质没有损失，但仅描述了在正常运行状态下的方法。没有考虑由于装置检查、维修和清洁措施或例如原材料或助剂短缺的生产停工。同时，生产停工，无论是计划内还是计划外的，都是对连续工作的装置的经济运行具有显著影响的频发装置状态。