一种利用苯胺连续合成二苯胺的反应方法

一种利用苯胺连续合成二苯胺的反应方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用苯胺连续合成二苯胺的反应方法，反应流程为：苯胺原料先进入苯胺高位槽，然后进入计量槽，再进入二级串联的用于反应物与原料进行换热的换热器中，进行原料换热升温；进行原料加热升温；依次进入串联的反应器A，中继加热器B，反应器B，中继加热器C，反应器C，中继加热器D，反应器D进行物料反应，最后从反应器D内出来；经过二级串联的换热器中，进行反应物料换热降温；降温后的反应物料，进入氨及反应液分离器，最后进入后续分离系统，苯胺原料返回苯胺高位槽重复使用。本发明提高换热效率，将热能综合利用，节约能源，同时可以使得未反应的苯胺通过后面的分离系统，回收的苯胺返回至反应系统的苯胺高位槽重复使用。
【专利说明】一种利用苯胺连续合成二苯胺的反应方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用苯胺连续合成二苯胺的反应方法，属于化学生产领域。

【背景技术】
[0002]中国专利号为CN87107052.9，在约380_475°C间使苯胺与氧化铝催化剂接触以制备二苯胺；中国专利号为CN95103700.5，公开了一种由苯胺合成二苯胺的方法。本发明是以苯胺为原料，在氢气和β沸石/Al2O3催化剂存在下合成二苯胺的方法，采用下进料方式，反应温度为250~400°C，反应压力1.5-4.5MPa，苯胺进料空速0.05-1.0tT1，氢气与苯胺的体积比20~600，在此条件下，产物中二苯胺含量在22%以上，副产物〈0.5%。通过在反应压力下汽液分离、水吸收脱氨和氢气干燥将液体反应产物、反应生成氨和氢气相互分离，氢气循环使用。
[0003]中国专利号为CN02112535.X，公开了一种在反应器内加入氮气的苯胺合成二苯胺方法，其工艺步骤依次为:苯胺计量，将苯胺原料通过苯胺计量槽、计量泵、氮气缓冲包计量并送入苯胺加热器；苯胺加热，计量后的苯胺原料进行加温至330-370°C;反应，加温后的原料苯胺设在装有催化剂的反应器内，在反应器内加入氮气，反应器内的压力为1.6-2.5MPa，苯胺与催化剂的空速比为0.15-0.2/h，温度为320-360°C，然后通过原料产品换热器进行降温，使温度达到期150°C以下。
[0004]中国专利号为CN201110058065.8，公开了一种方法是将苯胺类化合物和苯酚类化合物在高温高压条件下，在催化量的环己酮和金属催化剂存在下，通过体系内缩合-脱氢-加氢过程，直接合成二苯胺类化合物。
[0005]中国专利号为CN201110313288.4，公开了一种由苯胺连续合成二苯胺的方法，在苯胺原料进入反应器之前与氢气接触，使氢气溶解到苯胺原料中，溶解了氢气的苯胺原料进入苯胺连续合成二苯胺反应器中，溶解了氢气的苯胺原料通过催化剂床层，进行苯胺合成二苯胺反应，催化剂床层中不存在气相的氢气。
[0006]中国专利号为CN201210552308.8，公开了一种用联苯加热的二苯胺反应装置，包括联苯导热油锅炉，所述联苯导热油锅炉通过管道连接有联苯加热器，所述联苯加热器分别连接有反应器和原料产品换热器，所述原料产品换热器连接有闪蒸罐，所述闪蒸罐还连接有闪蒸冷凝器，所述联苯导热油锅炉通过管道连接有水膜除尘器。
[0007]综上所述，上面这些专利公开的技术中，有的反应温度高380_475°C ;有的需要加入氢气；有的需要在反应过程中加入氮气，需要后续氨气回收工序需要不断排放不凝尾气，连续排放不凝尾气必然夹带氨气排放，不利于环境资源的保护，且浪费资源，操作过程变得繁琐。


【发明内容】

[0008]本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种利用苯胺连续合成二苯胺的反应方法，在反应器内一开始没有物料时需要用氮气进行置换，使反应系统处于无氧状态，在反应过程中不需要加入氮气，更加不需要氢气。
[0009]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:一种利用苯胺连续合成二苯胺的反应方法，其创新点在于:反应流程为:(1)苯胺原料先进入苯胺高位槽，然后进入计量槽，再进入二级串联的用于反应物与原料进行换热的换热器中，进行原料换热升温；
(2)将换热后的原料进入加热器进行原料加热升温；
(3)将步骤(2)中升温后的原料依次进入串联的反应器A，中继加热器B，反应器B，中继加热器C，反应器C，中继加热器D，反应器D进行物料反应，最后从反应器D内出来，成为反应物料；
(4)将步骤(3)中的反应物料经过二级串联的用于反应物与原料进行换热的换热器中，进行反应物料换热降温；
(5)将步骤(4)降温后的反应物料，通过换热器管道上的自动控制的减压阀，进入氨及反应液分离器，最后进入后续分离系统，分离出苯胺原料返回苯胺高位槽重复使用。
[0010]进一步的，所述反应流程的具体步骤如下:
(1)从苯胺原料贮罐中，将原料用泵泵至苯胺高位槽，进入计量槽，计量泵再以3500kg/H的进料速度，将原料泵入二级串联的用于反应物与原料进行换热的换热器中，将进料温度换热至260?265 °C ；
(2)将换热后的原料进入加热器进行原料加热升温，将原料的进料温度升至295?330°C，升温方式设置为梯度升温，升温速率为0.106°C /天；
(3)将步骤(2)中升温至295?330°C的原料依次进入串联的反应器A，中继加热器B，反应器B，中继加热器C，反应器C，中继加热器D，反应器D，设置反应器A至D的压力均在2.2 MPa?1.8MPa之间，且按照反应器A至D的顺序，压力值依次降低，最后从反应器D内出来，成为反应物料；
(4)将步骤(3)中的反应物料经过二级串联的用于反应物与原料进行换热的换热器中，进行反应物料换热降温，将反应物料温度降至110°C以下；
(5)将步骤(4)降温后的反应物料，通过换热器管道上的自动控制的减压阀，进入氨及反应液分离器，最后进入后续分离系统，分离出苯胺原料返回苯胺高位槽重复使用。
[0011]进一步的，所述步骤(3 )中的四台反应器内都安装有市售的多孔固载化催化剂。
[0012]进一步的，所述四个中继加热器在步骤(3)整个反应过程中，给反应器不断补充热量，维持反应器反应温度不变。
[0013]本发明的主反应化学反应原理如下:
2C6H5NH2 = C6H5NHC6H5 + NH3
本发明的有益效果如下:
(O本发明的利用苯胺连续合成二苯胺的反应方法，通过将多个反应器串联反应的串联反应技术，提高合成二苯胺的反应转化率为16?32%，二级串联的用于反应物与原料进行的换热器，提高换热效率，将热能综合利用，节约能源，同时可以使得未反应的苯胺通过后面的分离系统，回收的苯胺返回至反应系统的苯胺高位槽重复使用。
[0014](2)本发明的利用苯胺连续合成二苯胺的反应方法，解决了常规在反应器内在一开始没有物料时，需要用氮气进行置换，以使反应系统处于无氧状态的问题，在反应过程中不需要加入氮气，更加不需要氢气。
[0015](3)本发明主反应中苯胺转化率与本发明生产方法中选择的特定物料进入先后顺序、温度、压力、催化剂使用时间等等这些条件变化密切相关，反应液中剩余65?85%的苯胺没有反应，随后续分离系统分离后返回苯胺高位槽重复使用，比以往的苯胺原料的利用率高5?8%。
[0016](4)本发明产生的副反应会生成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，副反应产物总量仅占产物二苯胺量的0.5?1%。

【具体实施方式】
[0017]下面结合具体实施例对本发明的技术方案作详细说明。
[0018]实施例1
本发明的一种利用苯胺连续合成二苯胺的反应方法的反应流程具体步骤如下:
(1)从苯胺原料贮罐中，将原料用泵泵至苯胺高位槽，进入计量槽，计量泵再以3500kg/H的进料速度，将原料泵入二级串联的用于反应物与原料进行换热的换热器中，将进料温度换热至260°C ；
(2)将换热后的原料进入加热器进行原料加热升温，将原料的进料温度升至295°C，升温方式设置为梯度升温，升温速率为0.106°C /天；(随催化剂使用时间推移，反应温度从295°C慢慢渐变增加至330°C)。
[0019](3)将步骤(2)中升温至295°C的原料依次进入串联的反应器A，中继加热器B，反应器B，中继加热器C，反应器C，中继加热器D，反应器D，四台反应器内都装有购买的多孔固载化催化剂，压力从反应器A至D依次为2.2 MPa,2.1MPa,2.0MPaU.9MPa，中继加热器在反应过程中给反应器补充热量，维持反应温度，最后物料从反应器D内出来，成为反应物料；
(4)将步骤(3)中的反应物料经过二级串联的用于反应物与原料进行换热的换热器中，进行反应物料换热降温，将反应物料温度降至U0°C ；
(5)将步骤(4)降温后的反应物料，通过换热器管道上的自动控制的减压阀，进入氨及反应液分离器，最后进入后续分离系统，分离出65%的苯胺原料返回苯胺高位槽重复使用。
[0020]本实施例中，解决了常规在反应器内在一开始没有物料时，需要用氮气进行置换，以使反应系统处于无氧状态的问题，在反应过程中不需要加入氮气，更加不需要氢气。合成二苯胺的反应转化率为32%，剩余苯胺原料为65%，比常规生产方法的利用率高出8%，副反应产物总量仅占产物二苯胺量的1%。
[0021]实施例2
在实施例1的基础之上，改变反应方法中的各步骤反应参数，具体为:进料温度换热至265°C、进料温度升至330°C、压力从反应器A至D依次为1.1MPa,2.0MPaU.9MPa、L 8MPa、反应物料温度降至100°C ;最后反应物进入后续分离系统后，分离出75%的苯胺原料返回苯胺高位槽重复使用。
[0022]本实施例中，合成二苯胺的反应转化率为26%，剩余苯胺原料为75%，比常规生产方法的利用率高出6%，副反应产物总量仅占产物二苯胺量的0.8%。
[0023]实施例3
在实施例1或2的基础上，改变反应方法中的各步骤反应参数，具体为:进料温度换热至263°C、进料温度升至300°C、压力从反应器A至D依次为2.2 MPa,2.0MPaU.9MPa、1.8MPa、反应物料温度降至110°C ;最后反应物进入后续分离系统后，分离出85%的苯胺原料返回苯胺高位槽重复使用。
[0024]本实施例中，合成二苯胺的反应转化率为18%，剩余苯胺原料为85%，比常规生产方法的利用率高出5%，副反应产物总量仅占产物二苯胺量的0.5%。
[0025]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种利用苯胺连续合成二苯胺的反应方法，其特征在于:反应流程为:(1)苯胺原料先进入苯胺高位槽，然后进入计量槽，再进入二级串联的用于反应物与原料进行换热的换热器中，进行原料换热升温； (2)将换热后的原料进入加热器进行原料加热升温； (3)将步骤(2)中升温后的原料依次进入串联的反应器A，中继加热器B，反应器B，中继加热器C，反应器C，中继加热器D，反应器D进行物料反应，最后从反应器D内出来，成为反应物料； (4)将步骤(3)中的反应物料经过二级串联的用于反应物与原料进行换热的换热器中，进行反应物料换热降温； (5)将步骤(4)降温后的反应物料，通过换热器管道上的自动控制的减压阀，进入氨及反应液分离器，最后进入后续分离系统，分离出苯胺原料返回苯胺高位槽重复使用。
2.根据权利要求1所述的利用苯胺连续合成二苯胺的反应方法，其特征在于:所述反应流程的具体步骤如下: (1)从苯胺原料贮罐中，将原料用泵泵至苯胺高位槽，进入计量槽，计量泵再以3500kg/H的进料速度，将原料泵入二级串联的用于反应物与原料进行换热的换热器中，将进料温度换热至260?265 °C ； (2)将换热后的原料进入加热器进行原料加热升温，将原料的进料温度升至295?330°C，升温方式设置为梯度升温，升温速率为0.106°C /天； (3)将步骤(2)中升温至295?330°C的原料依次进入串联的反应器A，中继加热器B，反应器B，中继加热器C，反应器C，中继加热器D，反应器D，设置反应器A至D的压力均在2.2 MPa?1.8MPa之间，且按照反应器A至D的顺序，压力值依次降低，最后从反应器D内出来，成为反应物料； (4)将步骤(3)中的反应物料经过二级串联的用于反应物与原料进行换热的换热器中，进行反应物料换热降温，将反应物料温度降至110°C以下； (5)将步骤(4)降温后的反应物料，通过换热器管道上的自动控制的减压阀，进入氨及反应液分离器，最后进入后续分离系统，分离出苯胺原料返回苯胺高位槽重复使用。
3.根据权利要求1或2所述的利用苯胺连续合成二苯胺的反应方法，其特征在于:所述步骤(3 )中的四台反应器内都安装有市售的多孔固载化催化剂。
4.根据权利要求2所述的利用苯胺连续合成二苯胺的反应方法，其特征在于:所述四个中继加热器在步骤(3)整个反应过程中，给反应器不断补充热量，维持反应器反应温度不变。
【文档编号】C07C209/60GK104478738SQ201410661655
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月19日 优先权日:2014年11月19日
【发明者】周松涛, 冒圣华, 冒莹莹 申请人:南通新邦化工科技有限公司