Описание технологического процесса получения 2.4-днт.

Нитрование МНТ. Нитрование п-МНТ осуществляется по типовой прямоточной технологической схеме, включающей основной и буферный реакторы, причем последний является аппаратом совмещенного типа со шнековым подъемником и спиральным сепаратором. Процесс нитрования протекает при 75-80⁰С в кислотной смеси с фактором нитрующей активности Ф=80%, в которой ДНТ хорошо растворим. Для предотвращения уноса ДНТ с отработанной кислотой и его последующей кристаллизации в трубопроводах и отстойных колоннах производят разбавление (для снижения растворимости) отработанной кислоты кислой промывной водой и последующую экстракцию динитротолуола из отработанной кислоты нитротолуолом. С этой целью в отделение смешенияэкстрактора (аппарат совмещенного типа) направляются отработанная кислота из сепаратора буферного совмещенного аппарата (содержащая до 5-10;% ДНТ), промывная вода после промывки кислого ДНТ из сепаратора первого промывного аппарата (10-20% серной кислоты) и расплавленный п-МНТ. Температура экстракции 75-85⁰С. (подготовка о.к. для регенерации, утилизация кислой пром. воды) Наличие большого количества окислов азота в отработанной кислоте не является препятствием для проведения экстракции, т.к.МНТ не образует с ними «комплекса Баттге». Из зоны смешения экстрактора эмульсия п-МНТ в разбавленной отработанной кислоте с помощью шнекового подъемника передается в сепарационную зону, откуда отработанная кислота направляется в приемник о.к., затем в отстойную колонну и далее на регенерацию, а МНТ по перетоку непрерывно самотеком поступает в основной реактор.

Одновременно в основной реактор через ротаметры дозируются крепкая азотная кислота (или меланж) и купоросное масло. Состав кислотной смеси (36.5%) 23% азотной кислоты, (58%)67% серной кислоты, ост. вода. Ф=80%. Избыток азотной кислоты 10-15% сверх теоретически необходимого. Процесс проводится при 70-80⁰С. Содержание п-МНТ в ДНТ в основном аппарате не более 2%, Объемный модуль в (основном) и буферном аппаратах 1:(2÷5). Массовая доля азотной кислоты в о.к. 0.5-2.0% в осн. и буф.. Массовая доля ТНТ в ДНТ не более 0.4%. Массовая доля п-МНТ в ДНТ в буферном аппарате не более 0.2%. Нет ав. темп.

Из основного реактора нитромасса по перетоку поступает в реакционное отделение буферного аппарата для завершения процесса. Вследствие снижения концентрации реагирующих компонентов реакция проводится при более высокой температуре 75-85⁰С. Из сепаратора буферного аппарата отработанная кислота поступает в экстрактор, а ДНТ – на кислую промывку и очистку.

Промывка ДНТ. В техническом продукте, полученном при нитровании, содержатся растворенная и эмульгированная отработанная кислота (степень сепарации 97-98%), а также кислые примеси органического характера, образовавшиеся при окислении МНТ и ДНТ. Для их удаления продукт промывают последовательно водой, раствором основания и снова водой.

Как и промывка МНТ, промывка ДНТ осуществляется в противоточном режиме непрерывным методом в четырех аппаратах совмещенного типа при 75-80⁰С. В первых двух аппаратах происходит удаление основного количества кислоты и кислая промывная вода, содержащая до 10-20% серной кислоты, поступает в экстрактор. Из сепаратора второго аппарата ДНТ с кислотностью  0.2% направляется на щелочную промывку для окончательной нейтрализации минеральных кислот и удаления органических примесей кислого характера. Из последнего аппарата нейтральной ДНТ поступает в сушильную и далее на барабан чешуирования.

Объемный модуль 1:(1÷2) при промывке.

Для очистки ДНТ предлагалось переводить его в раствор в органическом растворителе и обрабатывать соединениями из групп гидразина, семикарбазида, гидроксиламина и мочевины при 80-100⁰С, время контакта 1.5-2.0 часа при рН=8-14. Реакционную массу экстрагируют водой для удаления переведенных в растворимые соединения изомеров.

Двухстадийный способ получения смеси 2.4-ДНТ/2.6-ДНТ (80/20).

по данным…

Смесь 2.4-и 2.6-ДНТ (80/20) является исходным продуктом для получения толуилендиизоцианата, мировое производство которого составляет ~ 1 млн. тонн с ежегодным приростом 4-8%.

Во всех известных индустриальных процессах получение ДНТ состава 80/20 производится из толуола в двухстадийном процессе. Первая стадия – получение МНТ, вторая – получение ДНТ. Отработанная кислота со второй стадии полностью используется для получения МНТ. Конструкции аппаратов и технологическая схема не приводятся.

На стадии получения МНТ в нитратор дозируются толуол после экстракции 1-ой о.к., 98% азотная кислота и 2-я отработанная кислота. Избыток азотной кислоты  5-8% сверх теоретически необходимого. Избыток необходим для того, чтобы достигнуть полного превращения толуола в МНТ и избежать образования «черной» отработанной кислоты на стадии экстракции ее толуолом. При использовании большего избытка азотной кислоты значительные количества ее переходят в органическую фазу и удаляются затем при промывке. Реакция протекает в отработанной кислоте состава: 70-72% серной кислоты, 0.3-0.7% азотной кислоты. С целью снижения содержания м-МНТ нитрование проводят при 35-45⁰С. После сепарации отработанная кислота поступает на стадию экстракции (или отправляется на переработку для удаления азотной кислоты, окислов азота и растворенных МНТ и ДНТ), а МНТ без дальнейшей очистки направляется на стадию получения ДНТ. МНТ имеет следующий изомерный состав: о-МНТ – 58.6%, м-МНТ – 4.25% и п-МНТ – 37.15, в среднем.

Кроме МНТ в процессе нитрования образуется от 0.30 до 1.75% (в среднем 0.70%) нитрокрезолов, главным образом, динитро-п- и динитро-о-крезола. Принимается, что на образование одного моля крезола (не нитрокрезола) расходуется моль азотной кислоты, которая превращается в HNO2.

Состав первой отработанной кислоты, %.

Толуол	Нет	H2SO4	70.5
МНТ	0.15	HNO3	1.10
ДНТ	0.30	HNO2	2.1
Нитрокрезолы	0.04-0.15