RU2095342C1 - Method of inhibition of zeolite catalysts - Google Patents
Method of inhibition of zeolite catalysts Download PDFInfo
- Publication number
- RU2095342C1 RU2095342C1 RU95105031/04A RU95105031A RU2095342C1 RU 2095342 C1 RU2095342 C1 RU 2095342C1 RU 95105031/04 A RU95105031/04 A RU 95105031/04A RU 95105031 A RU95105031 A RU 95105031A RU 2095342 C1 RU2095342 C1 RU 2095342C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nitration
- benzene
- nitrobenzene
- reactor
- nitric acid
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 31
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 title claims description 19
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title abstract description 15
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 14
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 title description 13
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 title 1
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 114
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910052680 mordenite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract 3
- 238000006396 nitration reaction Methods 0.000 claims description 45
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 14
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims 1
- LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1 LQNUZADURLCDLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 60
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 6
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 5
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N Quinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- DMLAVOWQYNRWNQ-UHFFFAOYSA-N azobenzene Chemical compound C1=CC=CC=C1N=NC1=CC=CC=C1 DMLAVOWQYNRWNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- IQUPABOKLQSFBK-UHFFFAOYSA-N 2-nitrophenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1[N+]([O-])=O IQUPABOKLQSFBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- WDCYWAQPCXBPJA-UHFFFAOYSA-N 1,3-dinitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC([N+]([O-])=O)=C1 WDCYWAQPCXBPJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 5
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 2
- ZXVONLUNISGICL-UHFFFAOYSA-N 4,6-dinitro-o-cresol Chemical group CC1=CC([N+]([O-])=O)=CC([N+]([O-])=O)=C1O ZXVONLUNISGICL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- VEFXTGTZJOWDOF-UHFFFAOYSA-N benzene;hydrate Chemical compound O.C1=CC=CC=C1 VEFXTGTZJOWDOF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RBSPDPOMMJRYQE-UHFFFAOYSA-N benzene;nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O.C1=CC=CC=C1 RBSPDPOMMJRYQE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HFACYLZERDEVSX-UHFFFAOYSA-N benzidine Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1C1=CC=C(N)C=C1 HFACYLZERDEVSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 beta and mordenite Chemical compound 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000000802 nitrating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам нитрования бензола и может быть использовано для получения нитробензола, который является сырьем для синтеза анилина, бензидина, хинолина, азобензола. Нитробензол имеет также самостоятельное применение. The invention relates to methods for nitration of benzene and can be used to produce nitrobenzene, which is a raw material for the synthesis of aniline, benzidine, quinoline, azobenzene. Nitrobenzene also has independent use.
По технологии и воздействию на окружающую среду наиболее перспективным способом нитрования бензола является нитрование, катализируемое синтетическими цеолитами. Наиболее часто предлагаемый при этом режим газофазный (150 - 200oC) [1] Нитрующими агентами являются либо 65 70%-ная HNO3 при избытке бензола [2] либо окислы азота [3] Необходимо применение газа-носителя.By technology and environmental impact, the most promising way to nitrate benzene is nitration catalyzed by synthetic zeolites. The most often proposed gas-phase regimen (150 - 200 o C) [1] Nitrating agents are either 65 70% HNO 3 with an excess of benzene [2] or nitrogen oxides [3] It is necessary to use a carrier gas.
Основной недостаток такого варианта использования цеолита его быстрая дезактивация. Кроме того, повышенная температура содействует протеканию побочных реакций и осложняет аппаратурное оформление процесса, а следствием избытка бензола является низкая производительность катализатора. The main disadvantage of this use of zeolite is its quick deactivation. In addition, the elevated temperature promotes the occurrence of side reactions and complicates the hardware design of the process, and the result of excess benzene is the low productivity of the catalyst.
Предложен также вариант жидкофазного нитрования бензола в присутствии цеолита [4]
Наиболее близкий к предлагаемому процесс нитрования бензола описан в патенте [4] В реакционный сосуд вводится бензол, 61%-ная HNO3 и цеолит ZSM-5 в H-форме. Молярное отношение HNO3: бензол равно 1,9. Реакция осуществляется при 75oC в течение 2 ч. Выход нитробензола составляет 34% не наблюдается образования динитропроизводных. Производительность катализатора 335 кг нитробензола на 1 т цеолита в 1 ч.A variant of liquid-phase nitration of benzene in the presence of zeolite has also been proposed [4]
The closest to the proposed process for nitration of benzene is described in the patent [4]. Benzene, 61% HNO 3 and zeolite ZSM-5 in H-form are introduced into the reaction vessel. The molar ratio of HNO 3 : benzene is 1.9. The reaction is carried out at 75 o C for 2 hours. The yield of nitrobenzene is 34%, no formation of dinitro derivatives is observed. The productivity of the catalyst is 335 kg of nitrobenzene per 1 ton of zeolite in 1 h.
Недостатками описанного способа являются невысокие скорость реакции и выход нитробензола и как следствие невысокие производительность катализатора и эффективность процесса, что усугубляется его периодическим режимом работы. Кроме того, отсутствуют данные о возможности повторного использования катализатора и отработанной HNO3, данные по обработке продукта нитрования, по содержанию в нем иных, кроме динитробензола, побочных продуктов, в частности нитробензола.The disadvantages of the described method are the low reaction rate and yield of nitrobenzene and, as a consequence, the low productivity of the catalyst and the efficiency of the process, which is aggravated by its periodic mode of operation. In addition, there is no data on the possibility of reusing the catalyst and spent HNO 3 , data on the processing of the nitration product, and on the content of other by-products, in addition to dinitrobenzene, in particular nitrobenzene.
Цель данного изобретения ускорение реакции нитрования, интенсификация работы реактора и процесса в целом при умеренных избытке и циркулирующем объеме азотной кислоты. The purpose of this invention is the acceleration of the nitration reaction, the intensification of the reactor and the process as a whole with a moderate excess and circulating volume of nitric acid.
Поставленные цели достигаются использованием в качестве катализаторов при нитровании бензола 68 70%-ной азотной кислотой цеолитов типа бэта и морденит, синтезированных по методикам [5, 6] проведением нитрования при 105 130oC с 80%-ным избытком HNO3, либо сочетанием указанных условий с частичной отгонкой воды из реакционного пространства.The goals are achieved by using as catalysts for nitration of
Сущность последнего технологического приема заключается в отгонке из реактора части воды в виде азеотропа с бензолом, в результате чего концентрация HNO3 в реакционной среде несколько повышается. Это позволяет при использовании одной из модификаций цеолита бэта ускорить рост технологических показателей с повышением температуры нитрования на 20 - 25oC, почти в 2 раза по сравнению с вариантом нитрования без отгонки воды. Для других цеолитов такой прием увеличивает выход нитробензола в расчете на израсходованный бензол.The essence of the latter technique consists in the distillation of part of the water from the reactor in the form of an azeotrope with benzene, as a result of which the concentration of HNO 3 in the reaction medium slightly increases. This allows you to use one of the modifications of zeolite beta to accelerate the growth of technological indicators with an increase in nitration temperature by 20 - 25 o C, almost 2 times compared with the nitration option without distillation of water. For other zeolites, this technique increases the yield of nitrobenzene based on the consumed benzene.
Предлагаемые в данном изобретении цеолиты пока не получили широкого применения и при нитровании использовались лишь в двух работах при проведении процесса в паровой фазе [3, 7]
Предлагаемый температурный интервал обусловлен следующими обстоятельствами: со 105oC начинается устойчивое превышение показателей предлагаемого способа над показателями прототипа, а выше 130oC процесс нитрования при реализации его в жидкофазном варианте теряет устойчивость.The zeolites proposed in this invention have not yet received widespread use and were used in nitration in only two works during the process in the vapor phase [3, 7]
The proposed temperature range is due to the following circumstances: with 105 o C begins a steady excess of the proposed method over the prototype, and above 130 o C the nitration process when it is implemented in the liquid phase version loses stability.
Нитрование бензола осуществляли на установке с цилиндрическим реактором из стекла или нержавеющей стали, имеющим внутренний диаметр 16,5 мм, высоту рабочей зоны 71 78 мм. Для поддержания столба катализирующей реакцию насадки в реакторе имелась решетка. Benzene nitration was carried out in a plant with a cylindrical reactor made of glass or stainless steel having an inner diameter of 16.5 mm and a working zone height of 71–78 mm. There was a grate in the reactor to maintain the column of reaction-catalytic packing.
Таким образом, отличительными признаками предлагаемого способа являются:
применение цеолитов типа бэта или морденит;
проведение реакции нитрования при 105 130oC;
частичная отгонка при нитровании воды из реакционного пространства;
приведение нитрования в непрерывном режиме с возвратом в процессе непрореагировавшего бензола и отработанной азотной кислоты. Перечисленные отличительные признаки позволяют расширить круг катализаторов процесса нитрования, за счет его интенсификации повысить в 2 2,4 раза выход нитробензола за один проход реагентов через реактор, увеличить съем нитробензола с 1 т катализатора в 2,7 3,5 раза, а с 1м3 в 4,6 5,2 раза.Thus, the hallmarks of the proposed method are:
the use of zeolites such as beta or mordenite;
conducting a nitration reaction at 105 130 o C;
partial distillation during nitration of water from the reaction space;
bringing nitration in a continuous mode with the return in the process of unreacted benzene and spent nitric acid. These distinctive features allow you to expand the range of catalysts for the nitration process, due to its intensification, increase 2.4 times the yield of nitrobenzene in one pass of reactants through the reactor, increase the removal of nitrobenzene from 1 ton of catalyst by 2.7 3.5 times, and from 1 m 3 4.6 5.2 times.
Способы синтеза цеолитов иллюстрируются примерами 1, 2. Сущность способа нитрования бензола иллюстрируется примерами 3 8. Methods for the synthesis of zeolites are illustrated by examples 1, 2. The essence of the method of nitration of benzene is illustrated by examples 3 8.
Основные условия и результаты нитрования, достигнутые в прототипе и примерах данного изобретения, приведены в таблице. The main conditions and results of nitration achieved in the prototype and examples of this invention are shown in the table.
Пример 1. Синтетический морденит синтезирован в отсутствие органических веществ с отношением SiO2/Al2O3 9+10 [5] Силиказоль типа "Ludox" используется в качестве источника кремния, температура синтеза поддерживается до 100oC. После конца кристаллизации осадок отфильтровывается, промывается дистиллированной водой и декатионируется три раза 1н. раствором NH4Cl + NH4OH с последующим прокаливанием при 460 480oC. Перед испытанием порошок прессуется в таблетки под давлением 100 кг/см2.Example 1. Synthetic mordenite is synthesized in the absence of organic substances with a SiO 2 / Al 2 O 3 ratio of 9 + 10 [5] Ludox type silica sol is used as a silicon source, the synthesis temperature is maintained up to 100 o C. After the end of crystallization, the precipitate is filtered off, washed with distilled water and decationed three times with 1N. a solution of NH 4 Cl + NH 4 OH, followed by calcination at 460,480 o C. Before testing, the powder is pressed into tablets at a pressure of 100 kg / cm 2 .
Пример 2. Синтез цеолита бэта. Цеолит типа бэта кристаллизуется в присутствии TEA-OH, применяемого в качестве органического темплата. Способ взят из патента [6] без каких-либо значительных модификаций: Раствор А: 72,7 г Ludox AS40. Раствор В: 3,9 г NaAlO2 в 30 г воды + 37 МЛ TEA-OH (40%). Гель, полученный после добавления раствора А в раствор В: (TEA)2O)2,8 (Na2O)0,9 (Al2O3)1,0 (SiO2)27,1 (H2O)166 был выдержан в автоклаве в течение 10 дней при 423 K. В результате был получен цеолит бэта с содержанием SiO2/Al2O3, равным 31. После конца кристаллизации осадок отфильтровывается, промывается дистиллированной водой и декатионируется три раза 1н. раствором NH4Cl+NH4OH с последующим прокаливанием при 460 480oC. Перед испытанием порошок прессуют в таблетки под давлением 100 кг/см2.Example 2. Synthesis of zeolite beta. Beta type zeolite crystallizes in the presence of TEA-OH, used as an organic template. The method is taken from the patent [6] without any significant modifications: Solution A: 72.7 g of Ludox AS40. Solution B: 3.9 g of NaAlO 2 in 30 g of water + 37 ML TEA-OH (40%). The gel obtained after adding solution A to solution B: (TEA) 2 O) 2.8 (Na 2 O) 0.9 (Al 2 O 3 ) 1.0 (SiO 2 ) 27.1 (H 2 O) 166 was autoclaved for 10 days at 423 K. As a result, a zeolite beta with a SiO 2 / Al 2 O 3 content of 31 was obtained. After the end of crystallization, the precipitate was filtered off, washed with distilled water and decated three times 1N. a solution of NH 4 Cl + NH 4 OH, followed by calcination at 460,480 o C. Before testing, the powder is pressed into tablets under a pressure of 100 kg / cm 2 .
Пример 3. Стеклянный реактор заполняют стеклянными и цеолитовыми гранулами. Последний компонент насадки одна из модификаций свежего цеолита бэта, синтезированная по способу [6] (пример 2). Общая масса насадки 13,34 г, объем 15 мл. Реактор помещают в печь, нагревают при 515+15oC (интервал обусловлен системой регулирования температуры) с продувкой воздуха (18 20 л/ч) в течение 1,5 ч. Охлаждают насадку и непрерывно в течение 9 ч ведут нитрование при средней температуре 120oC, подавая в реактор бензол со скоростью 12,13 г/ч и 69,5%-ную азотную кислоту со скоростью 25,40 г/ч. Молярное отношение HNO3: бензол 1,8. Продукты, выходящие из реактора после стабилизации процесса, обрабатывают: разделяют водную и органическую фазы; из одной фазы экстрагируют органические веществ; экстракт объединяют с органической фазой; смесь промывают водой, высушивают; упаривают растворитель. Если водную фазу экстрагируют бензолом, экстракт направляют на нитрование. За 6 ч получают с учетом потерь 106,24 г органических продуктов нитрования, содержащих около 89% нитробензола, около 11% бензола, 0,4% нитрофенола, 0,07% динитробензола. Выход нитробензола на израсходованный бензол 97,5% Из полученной смеси промывкой 5%-ным раствором NaOH может быть удален нитрофенол. Из оставшейся смеси отгонкой в вакууме (остаточное давление 40 мм рт.ст.) при 55oC в кубе и 30oC в парах удаляют бензол, который возвращают на нитрование.Example 3. A glass reactor is filled with glass and zeolite granules. The last component of the nozzle is one of the modifications of fresh zeolite beta synthesized according to the method [6] (example 2). The total mass of the nozzle is 13.34 g, volume is 15 ml. The reactor is placed in an oven, heated at 515 + 15 o C (the interval is determined by a temperature control system) with air purge (18 20 l / h) for 1.5 hours. The nozzle is cooled and nitration is carried out continuously for 9 hours at an average temperature of 120 o C, feeding benzene at a rate of 12.13 g / h and 69.5% nitric acid at a speed of 25.40 g / h to the reactor. The molar ratio of HNO 3 : benzene is 1.8. The products leaving the reactor after stabilization of the process are processed: the aqueous and organic phases are separated; organic substances are extracted from one phase; the extract is combined with the organic phase; the mixture is washed with water, dried; the solvent is evaporated. If the aqueous phase is extracted with benzene, the extract is directed to nitration. For 6 hours, taking into account losses, 106.24 g of organic nitration products containing about 89% nitrobenzene, about 11% benzene, 0.4% nitrophenol, 0.07% dinitrobenzene are obtained. The yield of nitrobenzene on the consumed benzene is 97.5%. Nitrophenol can be removed from the resulting mixture by washing with a 5% NaOH solution. From the remaining mixture, vacuum distillation (residual pressure 40 mmHg) at 55 ° C. in a cube and 30 ° C. in vapors remove benzene, which is returned to nitration.
Пример 4. Реактор заполняют гранулированными стеклом и цеолитом типа бета, использовавшимся в примере 3 и регенерированным нагреванием при 515±15oC с продувкой воздуха (18 20 л/ч) в течение 1,5 ч. Нитрование ведут в условиях примера 3, за исключением температуры насадки, которая составляет 105oC. Продукты нитрования обрабатывают по схеме, описанной в примере 3. За 6 ч работы установки получают с учетом потерь 98,41 г органических продуктов нитрования, содержащих 83% нитробензола, 16,5% бензола, 0,2% нитрофенола, 0,02% динитробензола. Очистку сырого нитробензола проводят, как описано в примере 3.Example 4. The reactor is filled with granular glass and zeolite type beta, used in example 3 and regenerated by heating at 515 ± 15 o C with a purge of air (18 20 l / h) for 1.5 hours. Nitration is carried out under the conditions of example 3, for except for the temperature of the nozzle, which is 105 o C. Nitration products are processed according to the scheme described in example 3. For 6 hours of operation of the installation receive taking into account losses of 98.41 g of organic nitration products containing 83% nitrobenzene, 16.5% benzene, 0 , 2% nitrophenol; 0.02% dinitrobenzene. Purification of the crude nitrobenzene is carried out as described in example 3.
Пример 5. После нитрования, описанного в примере 4, насадку реактора регенерируют нагреванием при 515±15oC с продувкой воздуха в течение 1,5 ч. Нитрование осуществляют при средней температуре насадки 120oC, оставляя остальные параметры такими же, как в примере 3. Обработка катализата аналогична обработке, описанной в примере 3. За 6 ч нитрования на катализаторе, прошедшем до этого 2 цикла нитрования и регенерации, получают 97,67 г органических продуктов, содержащих 81,5% нитробензола, 18% бензола, 0,3% нитрофенола, 0,06% динитробензола. Очистку сырого нитробензола проводят так же, как в примере 3.Example 5. After the nitration described in example 4, the reactor nozzle is regenerated by heating at 515 ± 15 o C with air blowing for 1.5 hours. The nitration is carried out at an average nozzle temperature of 120 o C, leaving the remaining parameters the same as in the example 3. The processing of catalysis is similar to the processing described in example 3. For 6 hours of nitration on the catalyst, which went through 2 cycles of nitration and regeneration, 97.67 g of organic products are obtained containing 81.5% nitrobenzene, 18% benzene, 0.3 % nitrophenol; 0.06% dinitrobenzene. Purification of crude nitrobenzene is carried out as in example 3.
Пример 6. В стеклянный реактор помещают гранулированные стекло и цеолит типа морденит, синтезированный по методике [5] и выдержавший 4 цикла нитрования (по 9 ч каждый) и регенерации. Общая масса насадки 14,23 г, объем 13,8 мл. Реактор с насадкой подготавливают к процессу нитрования, как описано в примере 3. Реакцию проводят при средней температуре насадки 130oC, подавая в реактор бензол и 68%-ную азотную кислоту. Скорость подачи бензола 12,13 г/ч, NHO3 25,27 г/ч. Молярное отношение HNO3: бензол 1,8. Катализатор, собранный за 6 ч непрерывной работы установки, обрабатывают, как описано в примере 3. Получают 96,29 г смеси органических продуктов нитрования, содержащих 79,5% нитробензола, более 20% бензола, 0,25% нитрофенола, 0,03% динитробензола. Очистку сырого нитробензола проводят аналогично примеру 3.Example 6. Granular glass and mordenite-type zeolite synthesized according to the procedure [5] and after 4 cycles of nitration (9 hours each) and regeneration were placed in a glass reactor. The total mass of the nozzle is 14.23 g, the volume is 13.8 ml. The reactor with the nozzle is prepared for the nitration process, as described in example 3. The reaction is carried out at an average nozzle temperature of 130 o C, feeding benzene and 68% nitric acid to the reactor. The benzene feed rate is 12.13 g / h, NHO 3 is 25.27 g / h. The molar ratio of HNO 3 : benzene is 1.8. The catalyst collected for 6 hours of continuous operation of the installation is treated as described in Example 3. 96.29 g of a mixture of organic nitration products containing 79.5% nitrobenzene, more than 20% benzene, 0.25% nitrophenol, 0.03% are obtained. dinitrobenzene. Purification of crude nitrobenzene is carried out analogously to example 3.
Пример 7. После цикла нитрования, описанного в примере 6, насадку реактора регенерируют, нагревая с продувкой воздуха при 515±10oC в течение 1,5 ч. После охлаждения реактора до 100oC проводят 9-часовой цикл нитрования при 120oC, подавая в реактор бензол и 68%-ную азотную кислоту со скоростями и в соотношении, указанными в примере 63. Катализат, собранный за 6 ч непрерывной работы установки, обрабатывают, как описано в примере 3. Получают 98,08 г смеси органических продуктов нитрования, содержащих 83% нитробензола, 16,5% бензола, 0,2% нитрофенола, 0,03% динитробензола. Концентрирование и очистку этого продукта осуществляют аналогично примеру 3.Example 7. After the nitration cycle described in example 6, the reactor nozzle is regenerated by heating with air blowing at 515 ± 10 o C for 1.5 hours. After cooling the reactor to 100 o C, a 9-hour nitration cycle is carried out at 120 o C feeding benzene and 68% nitric acid to the reactor at the rates and in the ratio indicated in Example 63. The catalyst collected over 6 hours of continuous operation of the unit is treated as described in Example 3. 98.08 g of a mixture of organic nitration products are obtained. containing 83% nitrobenzene, 16.5% benzene, 0.2% nitrophenol, 0.03% dinitrobenzo a. Concentration and purification of this product is carried out analogously to example 3.
Пример 8. Стеклянный реактор, имеющий устройство для отвода из реакционного пространства и конденсации части азеотропной смеси бензол-вода, заполняют аналогично описанному в примере 3, используя те же компоненты насадки. Общая масса насадки 15,09 г, объем 15,5 мл. Реактор с насадкой подготавливают к работе, как описано в примере 3. Нитрование проводят в течение 9 ч при средней температуре насадки 119oC, подавая в реактор бензол и 70%-ную азотную кислоту со скоростями и в соотношении, приведенными в примере 3. Катализатор, собранный за 6 ч непрерывной работы реактора, обрабатывают аналогично примеру 3. Получают с учетом отгона 106,62 г органических продуктов, содержащих 87,5% нитробензола, 12% бензола, 0,4% нитрофенола, 0,07% динитробензола. Выход нитробензола на израсходованный бензол 99,5% Очистку сырого нитробензола проводят, как описано в примере 3. В сборнике для отгоняемых из реакционного пространства продуктов собирают 16,8 г органической фазы (бензола) и 6,5 г водной фазы, представляющей собой разбавленную азотную кислоту.Example 8. A glass reactor having a device for draining from the reaction space and condensing part of an azeotropic benzene-water mixture is filled in the same way as described in example 3 using the same nozzle components. The total mass of the nozzle is 15.09 g, the volume is 15.5 ml. The reactor with the nozzle is prepared for operation as described in example 3. Nitration is carried out for 9 hours at an average nozzle temperature of 119 o C, feeding benzene and 70% nitric acid to the reactor at the rates and in the ratio given in example 3. Catalyst collected over 6 hours of continuous operation of the reactor, is treated analogously to example 3. Receive, taking into account the distillation of 106.62 g of organic products containing 87.5% nitrobenzene, 12% benzene, 0.4% nitrophenol, 0.07% dinitrobenzene. The yield of nitrobenzene to consumed benzene is 99.5%. Purification of the crude nitrobenzene is carried out as described in Example 3. 16.8 g of the organic phase (benzene) and 6.5 g of the aqueous phase, which is diluted nitrogen, are collected in the collection for products distilled from the reaction space. acid.
Конечный продукт, получаемый по предлагаемому способу, содержит не менее 99,8% нитробензола, менее 0,1% бензола, менее 0,1% динитробензола, не содержит нитрофенола и соответствует ТУ 6-36-0204208-107-89 на нитробензол марки А. Выход нитробензола на израсходованный бензол составляет до 99,5% от теоретического. Непрореагировавший бензол вакуумной отгонки из сырого нитробензола возвращается на нитрование. Отработанная HNO3 (концентрация 52 55%) после укрепления концентрированной азотной кислотой также возвращается на нитрование.The final product obtained by the proposed method contains at least 99.8% nitrobenzene, less than 0.1% benzene, less than 0.1% dinitrobenzene, does not contain nitrophenol and corresponds to TU 6-36-0204208-107-89 for brand A nitrobenzene The yield of nitrobenzene on the consumed benzene is up to 99.5% of theoretical. Unreacted vacuum distillation benzene from crude nitrobenzene is returned to nitration. Spent HNO 3 (concentration 52–55%) after strengthening with concentrated nitric acid also returns to nitration.
Таким образом, предлагаемый способ нитрования по сравнению с известным позволяет за счет интенсификации процесса нитрования в 2 2,4 раза повысить выход нитробензола; в 2,7 3,5 раза увеличить съем нитробензола с 1 т и в 4,6 5,2 раза с 1 м3 катализатора.Thus, the proposed method of nitration in comparison with the known allows due to the intensification of the nitration process in 2.4 times to increase the yield of nitrobenzene; 2.7 3.5 times increase the removal of nitrobenzene from 1 ton and 4.6 5.2 times with 1 m 3 of catalyst.
Указанные преимущества в сочетании с расширением круга применяемых катализаторов и переводом процесса нитрования в непрерывный режим усиливают технико-экономическую целесообразность промышленной реализации нового процесса нитрования бензола. These advantages, combined with the expansion of the range of catalysts used and the transition of the nitration process to continuous operation, enhance the technical and economic feasibility of the industrial implementation of the new benzene nitration process.
Источники информации:
1. М.В.Горелик, Л.С.Эфрос. Основы химии и технологии ароматических соединений. М. Химия, 1992, с. 141.Information sources:
1. M.V. Gorelik, L.S. Efros. Fundamentals of chemistry and technology of aromatic compounds. M. Chemistry, 1992, p. 141.
2. Bertea L.E. Kouwenhoven H.W. Prins R. Stud. Surf. Sci. Catal. 1994, v. 84, p 1973 1980. 2. Bertea L.E. Kouwenhoven H.W. Prins R. Stud. Surf Sci. Catal. 1994, v. 84, p 1973 1980.
3. Н.Ф.Салахутдинов, К.Г. Ионе, Е.А. Кобзарь Л.В. Малышева. Журнал орг. химии, 1993, т. 29, N 3, с. 546. 3. N.F. Salakhutdinov, K.G. Ione, E.A. Kobzar L.V. Malysheva. Organ magazine Chemistry, 1993, v. 29,
4. Патент Японии 63-225339 (прототип). 4. Japanese patent 63-225339 (prototype).
5. D.W. Breck. Zeolite Molecular Sieves. Wiley, New York, 1974, p. 162 - 163. 5. D.W. Breck. Zeolite Molecular Sieves. Wiley, New York, 1974, p. 162 - 163.
6. Патент США 3308069. 6. US patent 3308069.
7. W.F.Holderich and van Bekkum. Stud. Surf. Sci. Catal. 1991, v. 58, p 677. 7. W.F. Holderich and van Bekkum. Stud. Surf Sci. Catal. 1991, v. 58, p 677.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95105031/04A RU2095342C1 (en) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | Method of inhibition of zeolite catalysts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95105031/04A RU2095342C1 (en) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | Method of inhibition of zeolite catalysts |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95105031A RU95105031A (en) | 1997-03-20 |
| RU2095342C1 true RU2095342C1 (en) | 1997-11-10 |
Family
ID=20166380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95105031/04A RU2095342C1 (en) | 1995-04-04 | 1995-04-04 | Method of inhibition of zeolite catalysts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2095342C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1323705A1 (en) * | 2001-12-21 | 2003-07-02 | Council of Scientific and Industrial Research | A process for the nitration of xylene isomers using zeolite beta catalyst |
| RU2309142C1 (en) * | 2005-12-28 | 2007-10-27 | ОАО "Химпром" | Method of catalytic nitration of aromatic compounds on cellular high-porosity catalyst |
| RU2451008C2 (en) * | 2010-05-18 | 2012-05-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научный центр "Прикладная химия" | Method of producing nitrobenzene |
-
1995
- 1995-04-04 RU RU95105031/04A patent/RU2095342C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Горелик М.В., Эфрос Л.С. Основы химии и технологии ароматических соединений. -М.: Химия, 1992, с. 141. 2. Салахутдинов Н.Ф., Ионе К.Г., Кобзарь Е.А., Малышева Л.В. Органическая химия, 1993, т. 29, N 3, с. 546. 3. JP, патент, 63225339, кл. C 07 C 79/10, 1988. 4. Breck D.W., Zeolite Molicular Sieves., Wiley, New York, 1974, p. 162, 163. 5. W.F.Holderich and van Bekkum. Stud. Surf. Sci. Catal, 1991, 58, p. 677. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1323705A1 (en) * | 2001-12-21 | 2003-07-02 | Council of Scientific and Industrial Research | A process for the nitration of xylene isomers using zeolite beta catalyst |
| RU2309142C1 (en) * | 2005-12-28 | 2007-10-27 | ОАО "Химпром" | Method of catalytic nitration of aromatic compounds on cellular high-porosity catalyst |
| RU2451008C2 (en) * | 2010-05-18 | 2012-05-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский научный центр "Прикладная химия" | Method of producing nitrobenzene |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU95105031A (en) | 1997-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5543548A (en) | Process for the preparation of dimethyl carbonate | |
| EP0523728B1 (en) | Continuous process for preparing dimethyl carbonate | |
| KR20000075468A (en) | Process for the preparation of caprolactam in the absence of catalysts by contacting 6-aminocaproic acid derivatives with superheated steam | |
| EP0001922B1 (en) | Gas phase nitration of chlorobenzene | |
| US4415744A (en) | Vapor phase nitration of aromatic compounds | |
| US4393265A (en) | Light monoolefins from methanol and/or dimethyl ether | |
| EP0571701A1 (en) | Process for the alkylation of aromatics | |
| KR100413574B1 (en) | Process for the Manufacture of Aromatic Amines by Gas-Phase Hydrogenation and Catalyst Useful Thereof | |
| BG61481B1 (en) | Method for preparing of 2-alkyl-6-methyl-n-(1'-methoxy-2'-n-propyl)-anilines and their chloroacetanilides | |
| US4426543A (en) | Vapor phase nitration of aromatic hydrocarbons | |
| RU2095342C1 (en) | Method of inhibition of zeolite catalysts | |
| US4873391A (en) | Process for producing isobutylene | |
| JPH02215768A (en) | Preparation of caprolactam | |
| JPS62240644A (en) | Continuous alkylation of ch-acid compound by use of alkylcarbonate under condition of gas phase transfer catalyst action | |
| US2580284A (en) | Production of secondary aromatic amines | |
| KR100195843B1 (en) | A process for preparing dinitrotoluene | |
| US3917705A (en) | Production of secondary alkyl primary amines | |
| KR100794054B1 (en) | Method for treating an aqueous medium containing cyclohexanone oxime and cyclohexanone | |
| JPH0525550B2 (en) | ||
| US3236909A (en) | Isomerization of olefins | |
| US4625061A (en) | Process for preparing cyanamide | |
| CS277105B6 (en) | Process for preparing nitrobenzenes | |
| US4128727A (en) | Process for the manufacture of acetic acid ethyl ester | |
| EP0053031B1 (en) | A process for the vapor phase nitration of aromatic compounds | |
| RU2087463C1 (en) | Method of nitration of benzene |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060405 |