一种n,n-二甲基苯胺的连续化制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种N，N-二甲基苯胺的制备方法，特别是涉及一种N，N-二甲基苯胺 的连续化制备方法。
【背景技术】
[0002] N，N-二甲基苯胺是一种重要的染料原料和材料助剂，是生产盐基性染料（三苯基 甲烷染料等）和碱性染料的基本原料之一。N，N-二甲基苯胺在医药工业中用于制造头孢 菌素 V、磺胺-b-甲氧嘧啶、磺胺邻二甲氧嘧啶及氟孢嘧啶等；在香料工业中用于制造香兰 素等；其还可以用作溶剂、金属防腐剂、环氧树脂固化剂、聚酯树脂的固化促进剂、乙烯类化 合物聚合时的助催化剂等；也用于制备碱性三苯甲烷染料、偶氮染料和香草醛等；还用作 为橡胶硫化促进剂；用作环氧树脂、聚酯树脂及厌氧胶的固化促进剂，使厌氧胶快速固化； 也可用作乙烯类化合物聚合时的助催化剂、金属防腐剂、化妆品用紫外线吸收剂、光增敏剂 等。
[0003] 目前，生产N，N-二甲基苯胺的方法主要有两种方式，一是以无机酸为催化剂在 夹套釜中进行间歇反应，生成产物经中和及减压蒸馏等处理得到成品，该方法转化率仅为 75%左右，同时会形成5%左右高沸点残液，精制过程需要中和、减压蒸馏及脱盐等环节，过 程较复杂；二是以纳米金属氧化物Cu0-Cr203等进行固定床反应，转化率达到96%，反应形 成的产物经蒸馏，收集193-195Γ间馏分得到成品，该反应过程对催化剂要求较高，催化剂 流失较大，精制过程会产生5%左右高沸点残液，收率相对较低。总之，目前两种制备方法存 在过程复杂、时间长及收率相对较低等问题。
【发明内容】
[0004] 本发明目的在于提供一种新的N，N-二甲基苯胺的连续化制备方法，其制备工艺 以固体酸S042 /Zr02s催化剂，采用管式反应器连续进行甲醇与苯胺的气相催化反应制备 N，N-二甲基苯胺，苯胺转化率可达到97. 50 %以上，N，N-二甲基苯胺的纯度可达到99. 1% 以上，甲醇循环使用，催化剂连续使用寿命长，同时克服了无机酸催化工艺产生废酸水的问 题。
[0005] 为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] -种N，N-二甲基苯胺的连续化制备方法，其特征在于，以固体酸S042 /Zr02S 催化剂，在管式反应器中，甲醇与苯胺进行气相催化反应，所得反应产物经精馏分离得到 N，N_二甲基苯胺。
[0007] 所述方法的具体步骤是：
[0008] (1)在管式反应器中加入固体酸S042 /Zr02催化剂，将原料苯胺与甲醇加热汽化之 后连续通入管式反应器中，气相催化反应生成的混合气体经冷凝后得到N，N-二甲基苯胺 粗广品；
[0009] (2)步骤⑴得到的N，N-二甲基苯胺粗产品加入侧线精馏塔减压精馏分离，侧线 精馏塔侧线出料为含量多99. lwt%的N，N-二甲基苯胺，侧线精馏塔塔顶得到甲醇水溶液， 侧线精馏塔塔底出料为含有N，N-二甲基苯胺的混合液；
[0010] (3)将侧线精馏塔塔顶得到甲醇水溶液加入精馏塔，经精馏分离，精馏塔塔顶得到 的甲醇作为原料循环使用。
[0011] 所述方法中，原料苯胺与甲醇的质量比为1 :1. 21-1. 7,优选1 :1. 5-1. 59。
[0012] 所述方法中，气相催化反应的压力为1. 50-3. 5MPa，优选2. 50-3. OMPa ;反应温度 为 259. 3-346. 9°C，优选 305. 2-325. 7°C ;空速为 0· 55-0. 75h ^
[0013] 所述方法中，侧线精馏塔的压力为0· 1013MPa，塔顶温度（°C )为74. 1-75. 8°C，侧 线温度（°C )为 183. 3-184. 5°C，塔底温度（°C )为 196. 2-199. 5°C，回流比为 2-3。
[0014] 所述方法中，精馏塔的压力为0· 1013MPa，塔顶温度（°C )为63. 8-65. 7°C，塔底温 度（°C )为 101. 2-104. 6°C，回流比为 3。
[0015] 甲醇经精馏回收，精馏塔塔顶得到含量多99. 3wt%的甲醇，精馏塔塔底得到的水， 其纯度彡99. lwt%。
[0016] 优选地，管式反应器有效长度与内管径之比为90~110:1，固体酸催化剂加填量 与管式反应器管内体积比为0. 63:1。
[0017] 有益效果：本发明的N，N-二甲基苯胺的制备方法可连续化操作，苯胺转化率达到 97. 50%以上，N，N-二甲基苯胺的纯度可达到99. 1 %以上，甲醇循环使用；所述的固体酸催 化剂S042 /^02连续使用寿命长，经552小时连续使用，苯胺转化率仅降低0. 17%，形成残 液量低于1. 3%，且克服了无机酸催化工艺产生废酸水的问题。
[0018] 下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施 方式为限，而是由权利要求加以限定。
【附图说明】
[0019] 图1为本发明的N，N-二甲基苯胺的连续化制备方法的工艺流程示意图。
[0020] 图2为气相催化反应压力对苯胺转化率以及N，N-二甲基苯胺粗产品纯度的影响。
[0021] 图3为气相催化反应温度对苯胺转化率以及N，N-二甲基苯胺粗产品纯度的影响。
[0022] 图4为甲醇/苯胺的质量比对苯胺转化率以及N，N-二甲基苯胺粗产品纯度的影 响。
[0023] 图5为空速对苯胺转化率以及N，N-二甲基苯胺粗产品纯度的影响。
【具体实施方式】
[0024] 下面通过具体实施例对本发明所述的技术方案给予进一步详细的说明，但有必要 指出以下实施例只用于对
【发明内容】
的描述，并不构成对本发明保护范围的限制。
[0025] 本发明所述的一种N，N-二甲基苯胺的连续化制备方法，工艺流程图如图1所示， 其中1为甲醇储罐，2为过滤器，3为稳压阀，4为苯胺储罐，5为计量栗，6为混合器，7为预热 器，8为预热器加热炉，9为管式反应器，10为管式反应器加热炉，11为冷凝器，12为冷凝器， 13为背压阀，14为收集器，15为收集槽，16为侧线精馏塔，17为精馏塔，18为固体酸S042 / ZrOjf化剂；在管式反应器9等设备和管道上根据需要分别设置截止阀V、三通转化阀S以 及测温仪T1和测压仪P1等。
[0026] 工艺流程中涉及的主要物流包括：①为甲醇，②为苯胺，③为甲醇和苯胺的混合气 体，④为收集器底部出料的N，N_二甲基苯胺粗产品，⑤为侧线精馏塔塔顶出料，⑥为侧线 精馏塔侧线出料，⑦为侧线精馏塔塔底冷凝液，⑧为精馏塔塔顶得到的甲醇，⑨为精馏塔塔 底冷凝液。
[0027] 实施例1 :
[0028] 首先在外部包裹有夹套的f: 8*800的不锈钢管式反应器中加入粒径为l-2mm的固 体酸催化剂S042 /Zr02，其中固体酸催化剂加填量与管式反应器管内体积比为0. 63:1 ;将 原料甲醇和苯胺按照质量比为1. 5:1由计量栗打入混合器中，经预热器加热炉加热汽化进 入管式反应器反应，反应生成的混合气体经冷凝器冷凝后进入收集器，收集器底部采出含 量多50.0 wt %的N，N-二甲基苯胺粗产品；将收集器底部采出的N，N-二甲基苯胺粗产品 加入侧线精馏塔，经侧线精馏，侧线精馏塔侧线出料为含量多99. lwt %的N，N-二甲基苯 胺，侧线精馏塔塔顶得到甲醇水溶液，侧线精馏塔塔底出料为含量多35. 9wt %的N，N-二 甲基苯胺的混合液；将侧线精馏塔塔顶得到甲醇水溶液加入精馏塔，经精馏分离，精馏塔 塔顶得到含量多99. 3wt%的甲醇，循环至原料预热器进行循环反应，精馏塔塔底得到含量 彡99. lwt%的水。
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