[發明專利]一種以異丙醇為氫源的二硝基甲苯加氫制備甲苯二胺的方法

在審

• 申請號: 202110717122.2
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113429301A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 王延吉;劉偉;任小亮;丁曉墅;張東升;李芳;王桂榮;趙新強
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: C07C211/50
• 分類號: C07C211/50;C07C209/36
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

本發明為一種以異丙醇為氫源的二硝基甲苯加氫制備甲苯二胺的方法。該方法包括以下步驟：將異丙醇、二硝基甲苯、水、催化劑加入到反應釜中，在70～140℃、磁力攪拌下反應1～6h，得到產物甲苯二胺。其中，二硝基甲苯與負載型金屬催化劑的質量比為1：0.1～1，異丙醇的用量為20～180ml/g二硝基甲苯，加水量為1～100ml/g二硝基甲苯。所述的負載型金屬催化劑的組成包括活性金屬和載體，活性金屬為Pd、Rh、Ru和Pt中的一種或多種。本發明避免了傳統工藝中使用易燃易爆的氫氣，降低了生產過程的危險性，大大提高了二硝基甲苯加氫制備甲苯二胺工藝的安全性。

技術領域

本發明涉及一種以異丙醇為氫源的二硝基甲苯加氫制備甲苯二胺的方法，在該方法中，以異丙醇作為氫源和溶劑，在負載型金屬催化劑的作用下，使二硝基甲苯加氫合成甲苯二胺的工藝過程，屬于化學工藝技術領域。

背景技術

甲苯二胺是合成甲苯二異氰酸酯的重要原料，其制備方法對于聚氨酯行業的發展至關重要。隨著甲苯二異氰酸酯在聚氨酯工業中的地位日益突出，綠色、安全、高效地制備甲苯二胺成為近年國內外研究的熱點。

傳統的甲苯二胺制備方法主要有鐵酸還原法，硫化堿還原法，電解還原法，水合肼還原法和催化加氫法等。從經濟性及環保角度考慮，催化加氫法具有更大優勢，即在催化劑作用下通過二硝基甲苯與氫氣反應制得甲苯二胺的方法，通過催化加氫反應得到的產品具有產量大、副反應少、后續處理簡單等優點，目前已成為生產芳胺類化合物的主流方法(化工管理，2019，(07)：78-79)。

然而在反應體系中使用了危險的氫氣，氫氣密度低且易燃易爆，其在儲存運輸過程中存在巨大安全隱患，氫氣的使用大大降低了聚氨酯工業的安全性。

發明內容

本發明目的在于針對二硝基甲苯制備甲苯二胺方法中存在的不足，提供一種以異丙醇為氫源由二硝基甲苯加氫生產甲苯二胺的方法。該方法使用異丙醇作為氫源，采用雙貴金屬催化劑將異丙醇脫氫和二硝基甲苯加氫進行耦合用來制備甲苯二胺，反應過程避免了傳統工藝中使用易燃易爆的氫氣，降低了生產過程的危險性，大大提高了二硝基甲苯加氫制備甲苯二胺工藝的安全性。

本發明的技術方案是：

一種以異丙醇為氫源的二硝基甲苯加氫制備甲苯二胺的方法，該方法包括以下步驟：

將異丙醇、二硝基甲苯、水、催化劑加入到反應釜中，70～140℃、磁力攪拌下反應1～6h，得到產物甲苯二胺。

其中，所述的催化劑為負載型金屬催化劑，二硝基甲苯與負載型金屬催化劑的質量比為1：0.1～1，異丙醇的用量為20～180ml/g二硝基甲苯，加水量為1～100ml/g二硝基甲苯。

所述的負載型金屬催化劑的組成包括活性金屬和載體，活性金屬為Pd、Rh、Ru和Pt中的一種或多種，載體為活性炭、二氧化硅、氧化鋁或二氧化鈦；活性組分的負載量為0.1％～10％。

所述的二硝基甲苯與負載型金屬催化劑的質量比優選為1：0.25～0.8。

所述的異丙醇的優選用量為25～150ml/g二硝基甲苯。

所述的加水量優選為5～50ml/g二硝基甲苯。

所述的優選反應溫度為100～135℃。

所述的優選反應時間為2～5h。

本發明的實質性特點為：

傳統的二硝基甲苯催化加氫制備甲苯二胺的工藝中，使用高壓H₂作為氫源。而本發明采用異丙醇作為氫源，代替傳統危險的H₂，通過異丙醇產氫催化還原二硝基甲苯制備甲苯二胺，催化劑活性高，整個反應體系綠色安全。并且體系中異丙醇還作為溶劑，整個反應過程操作簡單，耗時短，甲苯二胺產率高，具有廣闊的應用前景。

本發明的有益效果是：