[發明專利]一種硝基苯連續加氫制苯胺的方法

在審

• 申請號: 201811266138.0
• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN111100011A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 孫盛凱;丁紅霞;楊忠林
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中石化南京化工研究院有限公司
• 主分類號: C07C209/36
• 分類號: C07C209/36;C07C211/46;B01J8/24
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

一種硝基苯連續加氫制苯胺的方法，屬于催化加氫有機合成技術領域。在流化床加氫反應器加入加氫催化劑、溶劑苯胺；液相硝基苯按與液相苯胺配比后經過預熱與氫氣連續進入流化床加氫反應器，硝基苯在加氫催化劑的催化作用下加氫反應生成苯胺和水；產物進入閃蒸系統濃縮分離催化劑，閃蒸產物經冷卻進入產品罐；含催化劑的苯胺濃縮液通過循環系統進入反應器繼續參與反應；反應過量氫氣通過氫氣壓縮機循環增壓后進入反應系統中繼續參與反應，從而實現硝基苯連續加氫制苯胺。

技術領域

本發明屬于石油化工催化加氫技術領域，本發明提供一種硝基苯連續加氫制苯胺的方法。

背景技術

苯胺的工業生產始于1857年，最初采用的是硝基苯鐵粉還原法，因存在設備龐大，腐蝕嚴重，鐵粉耗用量大，“三廢”污染嚴重等不足之處，20世紀50年代后逐漸被先進的硝基苯催化加氫法所取代；1962年成功開發出苯酚氨化法，并于1970年實現工業化生產。目前世界上苯胺的生產以硝基苯催化加氫法為主。

硝基苯催化加氫反應中反應熱高達544kJ/mol，如何及時除去反應熱以避免苯核上加氫副反應，保持催化劑活性，以及充分利用反應熱，降低能耗和使用高效催化劑成為該工藝的關鍵，為此相應開發出各具特色的催化加氫工藝和方法。

為了解決硝基苯氣相加氫制苯胺反應溫度高等問題，英國ICI公司、美國杜邦公司等相繼開發出硝基苯液相催化加氫工藝，反應溫度和壓力分別為90-200℃，100-600kPa，一般使用淤漿和流化床反應器，ICI技術使用大量苯胺作為溶劑，通過苯胺蒸發，從而去除反應熱，該工藝采用的催化劑為以硅藻土為載體的鎳催化劑。杜邦公司的液相加氫技術使用以碳為載體的鉑/鈀催化劑，以鐵為改性劑，使用改性劑可以延長催化劑使用壽命，提高活性，反應在一個活塞式流動床反應器內進行。

瑞士龍扎公司開發的方法是將氫氣和硝基苯作為均相的原料經過載有銅/沸石的固定床，入口處的溫度215℃，盡管反應器入口處氫氣與硝基苯的摩爾比為100:1，但是吸收了反應熱后，留在反應器內的反應產物溫度達到325℃。拜耳公司也采用固定床氣化工藝，其采用Pd/Al2O3為催化劑，釩為助催化劑，氫氣壓力為100-700kPa，將氫氣與氣化的硝基苯送入絕熱反應器內，入口溫度為250-350℃，出口溫度最高可以達到460℃。目前國外使用的固定床反應器一般都是德國林德公司設計和制造的產品。

目前典型的流化床氣相催化加氫工藝是由德國巴斯夫公司開發并工業化應用。該公司使用Cu/SiO₂催化劑（其中Cu質量百分含量為15%），以鋅和鋇為助催化劑，在溫度250-300℃，壓力為400-1000kPa，過量氫氣存在下進行加氫反應，氫氣和硝基苯摩爾比為10:1，由反應器底部充入混合氣體，再送入裝有催化劑的流化床，此時反應溫度為270℃左右，另外在反應器的一些關鍵部位處安裝管式網絡，這樣熱交換流體在此網絡里循環流動去除反應熱，一般6個月更新一次催化劑，由反應器排出的氣體產物中含有苯胺和水，可將其送入產物冷凝器，從冷凝器中排出的氫氣經過濃縮后再循環送至反應系統中。

針對硝基苯氣相加氫制苯胺高溫、高壓、高氫氣循環量的特點，技術人員開發出硝基苯液相加氫制苯胺的反應器及加氫工藝。硝基苯、氫氣經過預熱后一起進入反應器與催化劑在液相狀態下流化混合，充分反應。

發明內容

本技術發明的目的是：在設計提供一種用于硝基苯液相連續加氫制苯胺反應裝置的基礎上，通過自主創新，開發出一種具有自主知識產權的硝基苯液相連續加氫制苯胺的工藝方法，以實現硝基苯在液相狀態下快速、高效連續加氫反應制備得到苯胺。