一種利用苯胺連續合成二苯胺的反應方法

一種利用苯胺連續合成二苯胺的反應方法
【專利摘要】本發明公開了一種利用苯胺連續合成二苯胺的反應方法，反應流程為：苯胺原料先進入苯胺高位槽，然后進入計量槽，再進入二級串聯的用于反應物與原料進行換熱的換熱器中，進行原料換熱升溫；進行原料加熱升溫；依次進入串聯的反應器A，中繼加熱器B，反應器B，中繼加熱器C，反應器C，中繼加熱器D，反應器D進行物料反應，最后從反應器D內出來；經過二級串聯的換熱器中，進行反應物料換熱降溫；降溫后的反應物料，進入氨及反應液分離器，最后進入后續分離系統，苯胺原料返回苯胺高位槽重復使用。本發明提高換熱效率，將熱能綜合利用，節約能源，同時可以使得未反應的苯胺通過后面的分離系統，回收的苯胺返回至反應系統的苯胺高位槽重復使用。
【專利說明】一種利用苯胺連續合成二苯胺的反應方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種利用苯胺連續合成二苯胺的反應方法，屬于化學生產領域。

【背景技術】
[0002]中國專利號為CN87107052.9，在約380_475°C間使苯胺與氧化鋁催化劑接觸以制備二苯胺；中國專利號為CN95103700.5，公開了一種由苯胺合成二苯胺的方法。本發明是以苯胺為原料，在氫氣和β沸石/Al2O3催化劑存在下合成二苯胺的方法，采用下進料方式，反應溫度為250~400°C，反應壓力1.5-4.5MPa，苯胺進料空速0.05-1.0tT1，氫氣與苯胺的體積比20~600，在此條件下，產物中二苯胺含量在22%以上，副產物〈0.5%。通過在反應壓力下汽液分離、水吸收脫氨和氫氣干燥將液體反應產物、反應生成氨和氫氣相互分離，氫氣循環使用。
[0003]中國專利號為CN02112535.X，公開了一種在反應器內加入氮氣的苯胺合成二苯胺方法，其工藝步驟依次為:苯胺計量，將苯胺原料通過苯胺計量槽、計量泵、氮氣緩沖包計量并送入苯胺加熱器；苯胺加熱，計量后的苯胺原料進行加溫至330-370°C;反應，加溫后的原料苯胺設在裝有催化劑的反應器內，在反應器內加入氮氣，反應器內的壓力為1.6-2.5MPa，苯胺與催化劑的空速比為0.15-0.2/h，溫度為320-360°C，然后通過原料產品換熱器進行降溫，使溫度達到期150°C以下。
[0004]中國專利號為CN201110058065.8，公開了一種方法是將苯胺類化合物和苯酚類化合物在高溫高壓條件下，在催化量的環己酮和金屬催化劑存在下，通過體系內縮合-脫氫-加氫過程，直接合成二苯胺類化合物。
[0005]中國專利號為CN201110313288.4，公開了一種由苯胺連續合成二苯胺的方法，在苯胺原料進入反應器之前與氫氣接觸，使氫氣溶解到苯胺原料中，溶解了氫氣的苯胺原料進入苯胺連續合成二苯胺反應器中，溶解了氫氣的苯胺原料通過催化劑床層，進行苯胺合成二苯胺反應，催化劑床層中不存在氣相的氫氣。
[0006]中國專利號為CN201210552308.8，公開了一種用聯苯加熱的二苯胺反應裝置，包括聯苯導熱油鍋爐，所述聯苯導熱油鍋爐通過管道連接有聯苯加熱器，所述聯苯加熱器分別連接有反應器和原料產品換熱器，所述原料產品換熱器連接有閃蒸罐，所述閃蒸罐還連接有閃蒸冷凝器，所述聯苯導熱油鍋爐通過管道連接有水膜除塵器。
[0007]綜上所述，上面這些專利公開的技術中，有的反應溫度高380_475°C ;有的需要加入氫氣；有的需要在反應過程中加入氮氣，需要后續氨氣回收工序需要不斷排放不凝尾氣，連續排放不凝尾氣必然夾帶氨氣排放，不利于環境資源的保護，且浪費資源，操作過程變得繁瑣。


【發明內容】

[0008]本發明的目的在于針對現有技術中的不足，提供一種利用苯胺連續合成二苯胺的反應方法，在反應器內一開始沒有物料時需要用氮氣進行置換，使反應系統處于無氧狀態，在反應過程中不需要加入氮氣，更加不需要氫氣。
[0009]為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為:一種利用苯胺連續合成二苯胺的反應方法，其創新點在于:反應流程為:(1)苯胺原料先進入苯胺高位槽，然后進入計量槽，再進入二級串聯的用于反應物與原料進行換熱的換熱器中，進行原料換熱升溫；
(2)將換熱后的原料進入加熱器進行原料加熱升溫；
(3)將步驟(2)中升溫后的原料依次進入串聯的反應器A，中繼加熱器B，反應器B，中繼加熱器C，反應器C，中繼加熱器D，反應器D進行物料反應，最后從反應器D內出來，成為反應物料；
(4)將步驟(3)中的反應物料經過二級串聯的用于反應物與原料進行換熱的換熱器中，進行反應物料換熱降溫；
(5)將步驟(4)降溫后的反應物料，通過換熱器管道上的自動控制的減壓閥，進入氨及反應液分離器，最后進入后續分離系統，分離出苯胺原料返回苯胺高位槽重復使用。
[0010]進一步的，所述反應流程的具體步驟如下:
(1)從苯胺原料貯罐中，將原料用泵泵至苯胺高位槽，進入計量槽，計量泵再以3500kg/H的進料速度，將原料泵入二級串聯的用于反應物與原料進行換熱的換熱器中，將進料溫度換熱至260?265 °C ；
(2)將換熱后的原料進入加熱器進行原料加熱升溫，將原料的進料溫度升至295?330°C，升溫方式設置為梯度升溫，升溫速率為0.106°C /天；
(3)將步驟(2)中升溫至295?330°C的原料依次進入串聯的反應器A，中繼加熱器B，反應器B，中繼加熱器C，反應器C，中繼加熱器D，反應器D，設置反應器A至D的壓力均在2.2 MPa?1.8MPa之間，且按照反應器A至D的順序，壓力值依次降低，最后從反應器D內出來，成為反應物料；
(4)將步驟(3)中的反應物料經過二級串聯的用于反應物與原料進行換熱的換熱器中，進行反應物料換熱降溫，將反應物料溫度降至110°C以下；
(5)將步驟(4)降溫后的反應物料，通過換熱器管道上的自動控制的減壓閥，進入氨及反應液分離器，最后進入后續分離系統，分離出苯胺原料返回苯胺高位槽重復使用。
[0011]進一步的，所述步驟(3 )中的四臺反應器內都安裝有市售的多孔固載化催化劑。
[0012]進一步的，所述四個中繼加熱器在步驟(3)整個反應過程中，給反應器不斷補充熱量，維持反應器反應溫度不變。
[0013]本發明的主反應化學反應原理如下:
2C6H5NH2 = C6H5NHC6H5 + NH3
本發明的有益效果如下:
(O本發明的利用苯胺連續合成二苯胺的反應方法，通過將多個反應器串聯反應的串聯反應技術，提高合成二苯胺的反應轉化率為16?32%，二級串聯的用于反應物與原料進行的換熱器，提高換熱效率，將熱能綜合利用，節約能源，同時可以使得未反應的苯胺通過后面的分離系統，回收的苯胺返回至反應系統的苯胺高位槽重復使用。
[0014](2)本發明的利用苯胺連續合成二苯胺的反應方法，解決了常規在反應器內在一開始沒有物料時，需要用氮氣進行置換，以使反應系統處于無氧狀態的問題，在反應過程中不需要加入氮氣，更加不需要氫氣。
[0015](3)本發明主反應中苯胺轉化率與本發明生產方法中選擇的特定物料進入先后順序、溫度、壓力、催化劑使用時間等等這些條件變化密切相關，反應液中剩余65?85%的苯胺沒有反應，隨后續分離系統分離后返回苯胺高位槽重復使用，比以往的苯胺原料的利用率高5?8%。
[0016](4)本發明產生的副反應會生成2-甲基吡唆、4-乙基苯胺、卩丫啶、Π引哚、4-(1-甲基乙基-N-苯基)苯胺，副反應產物總量僅占產物二苯胺量的0.5?1%。

【具體實施方式】
[0017]下面結合具體實施例對本發明的技術方案作詳細說明。
[0018]實施例1
本發明的一種利用苯胺連續合成二苯胺的反應方法的反應流程具體步驟如下:
(1)從苯胺原料貯罐中，將原料用泵泵至苯胺高位槽，進入計量槽，計量泵再以3500kg/H的進料速度，將原料泵入二級串聯的用于反應物與原料進行換熱的換熱器中，將進料溫度換熱至260°C ；
(2)將換熱后的原料進入加熱器進行原料加熱升溫，將原料的進料溫度升至295°C，升溫方式設置為梯度升溫，升溫速率為0.106°C /天；(隨催化劑使用時間推移，反應溫度從295°C慢慢漸變增加至330°C)。
[0019](3)將步驟(2)中升溫至295°C的原料依次進入串聯的反應器A，中繼加熱器B，反應器B，中繼加熱器C，反應器C，中繼加熱器D，反應器D，四臺反應器內都裝有購買的多孔固載化催化劑，壓力從反應器A至D依次為2.2 MPa,2.1MPa,2.0MPaU.9MPa，中繼加熱器在反應過程中給反應器補充熱量，維持反應溫度，最后物料從反應器D內出來，成為反應物料；
(4)將步驟(3)中的反應物料經過二級串聯的用于反應物與原料進行換熱的換熱器中，進行反應物料換熱降溫，將反應物料溫度降至U0°C ；
(5)將步驟(4)降溫后的反應物料，通過換熱器管道上的自動控制的減壓閥，進入氨及反應液分離器，最后進入后續分離系統，分離出65%的苯胺原料返回苯胺高位槽重復使用。
[0020]本實施例中，解決了常規在反應器內在一開始沒有物料時，需要用氮氣進行置換，以使反應系統處于無氧狀態的問題，在反應過程中不需要加入氮氣，更加不需要氫氣。合成二苯胺的反應轉化率為32%，剩余苯胺原料為65%，比常規生產方法的利用率高出8%，副反應產物總量僅占產物二苯胺量的1%。
[0021]實施例2
在實施例1的基礎之上，改變反應方法中的各步驟反應參數，具體為:進料溫度換熱至265°C、進料溫度升至330°C、壓力從反應器A至D依次為1.1MPa,2.0MPaU.9MPa、L 8MPa、反應物料溫度降至100°C ;最后反應物進入后續分離系統后，分離出75%的苯胺原料返回苯胺高位槽重復使用。
[0022]本實施例中，合成二苯胺的反應轉化率為26%，剩余苯胺原料為75%，比常規生產方法的利用率高出6%，副反應產物總量僅占產物二苯胺量的0.8%。
[0023]實施例3
在實施例1或2的基礎上，改變反應方法中的各步驟反應參數，具體為:進料溫度換熱至263°C、進料溫度升至300°C、壓力從反應器A至D依次為2.2 MPa,2.0MPaU.9MPa、1.8MPa、反應物料溫度降至110°C ;最后反應物進入后續分離系統后，分離出85%的苯胺原料返回苯胺高位槽重復使用。
[0024]本實施例中，合成二苯胺的反應轉化率為18%，剩余苯胺原料為85%，比常規生產方法的利用率高出5%，副反應產物總量僅占產物二苯胺量的0.5%。
[0025]以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.一種利用苯胺連續合成二苯胺的反應方法，其特征在于:反應流程為:(1)苯胺原料先進入苯胺高位槽，然后進入計量槽，再進入二級串聯的用于反應物與原料進行換熱的換熱器中，進行原料換熱升溫； (2)將換熱后的原料進入加熱器進行原料加熱升溫； (3)將步驟(2)中升溫后的原料依次進入串聯的反應器A，中繼加熱器B，反應器B，中繼加熱器C，反應器C，中繼加熱器D，反應器D進行物料反應，最后從反應器D內出來，成為反應物料； (4)將步驟(3)中的反應物料經過二級串聯的用于反應物與原料進行換熱的換熱器中，進行反應物料換熱降溫； (5)將步驟(4)降溫后的反應物料，通過換熱器管道上的自動控制的減壓閥，進入氨及反應液分離器，最后進入后續分離系統，分離出苯胺原料返回苯胺高位槽重復使用。
2.根據權利要求1所述的利用苯胺連續合成二苯胺的反應方法，其特征在于:所述反應流程的具體步驟如下: (1)從苯胺原料貯罐中，將原料用泵泵至苯胺高位槽，進入計量槽，計量泵再以3500kg/H的進料速度，將原料泵入二級串聯的用于反應物與原料進行換熱的換熱器中，將進料溫度換熱至260?265 °C ； (2)將換熱后的原料進入加熱器進行原料加熱升溫，將原料的進料溫度升至295?330°C，升溫方式設置為梯度升溫，升溫速率為0.106°C /天； (3)將步驟(2)中升溫至295?330°C的原料依次進入串聯的反應器A，中繼加熱器B，反應器B，中繼加熱器C，反應器C，中繼加熱器D，反應器D，設置反應器A至D的壓力均在2.2 MPa?1.8MPa之間，且按照反應器A至D的順序，壓力值依次降低，最后從反應器D內出來，成為反應物料； (4)將步驟(3)中的反應物料經過二級串聯的用于反應物與原料進行換熱的換熱器中，進行反應物料換熱降溫，將反應物料溫度降至110°C以下； (5)將步驟(4)降溫后的反應物料，通過換熱器管道上的自動控制的減壓閥，進入氨及反應液分離器，最后進入后續分離系統，分離出苯胺原料返回苯胺高位槽重復使用。
3.根據權利要求1或2所述的利用苯胺連續合成二苯胺的反應方法，其特征在于:所述步驟(3 )中的四臺反應器內都安裝有市售的多孔固載化催化劑。
4.根據權利要求2所述的利用苯胺連續合成二苯胺的反應方法，其特征在于:所述四個中繼加熱器在步驟(3)整個反應過程中，給反應器不斷補充熱量，維持反應器反應溫度不變。
【文檔編號】C07C209/60GK104478738SQ201410661655
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月19日 優先權日:2014年11月19日
【發明者】周松濤, 冒圣華, 冒瑩瑩 申請人:南通新邦化工科技有限公司