[发明专利]使用低铝含量催化剂的芳香族硝基化合物的连续加氢方法

说明书

本发明的主题是一种使用低铝含量催化剂对芳香族硝基化合物连续进行催化加氢的方法，进行加氢的条件应使催化剂的停留时间至少为3天。

多年来，芳香族硝基化合物的催化加氢方法已经是公知的。总的来说，这些方法通常包括两个区和外围设备，第一区是实际加氢反应进行的区域。第二区是从反应混合物中分离催化剂的区域。外围设备是指用来输送反应混合物和/或反应物的管道和设备(贮罐，循环罐，泵，等)，和用来制备反应混合物的一个或多个区。应该注意到，来自于反应区和随后的分离区的硝基化合物、新鲜溶剂(如果使用)、新鲜催化剂和催化剂悬浮液一般在这个制备区被混合。将反应和分离区分开是不必要的，这是因为它们可以在同一装置中存在，就象例如当使用反应器/沉降罐时那样。加氢反应是一种反应非常快和强放热的反应，它通常在搅拌反应器或环管反应器中进行。分离来自于氢化处理的催化剂的方法可以以各种方式进行，如切向过滤、横向过滤和沉淀。

通常，芳香族硝基化合物的加氢方法是使用至少包含镍和铝的催化剂来进行。经常使用的催化剂是阮内镍型催化剂。这种催化剂可以搀杂各种金属，例如铁和/或铬。这些催化剂是通过对包含催化剂金属，如镍、铝和可能的一种或多种搀杂物金属的合金进行碱处理得到的。

按照惯例，利用阮内催化剂开发的工业方法中，残留的铝含量比较高，以催化剂的重量计，大约为7-15％。

在本发明中，并不质疑上述催化剂的优点，只是发现这些催化剂有几个缺点，即在连续进行反应的条件下使用这些催化剂时，催化剂的停留时间很长。如果在高生产能力的条件下使用这些催化剂时，具有相同的局限性。

这是因为，在这些条件下，存在于催化剂中的镍的派生氧化变得非常大。随着时间的延长，在上述的反应器、沉降罐和/或外围设备的壁面上形成一种极硬的沉淀物。本发明已经确认这种沉淀物具有铝酸镍结构，例如一种水铝镍石型的层状的双氢氧化物，该沉淀物是由于这种显著的镍的派生氧化和伴生的含水氧化铝的存在生成的。

这种沉淀物在反应器、沉淀罐和外围设备的壁面上生成一层屏壁，从而降低了该方法的生产能力，而事实上，想达到的目标是要增加生产能力。

因此，以相当接近的定期时间间隔，来关闭所讨论的设备或区，并将其清理是必需的。然而，这个操作是非常令人讨厌的，因为它需要使用威力比较大的设备来清除这种沉淀物，如使用高压枪。

因此，本发明的目的是消除这个缺点，或至少非常大地降低它的不合要求的影响。

因而，本发明的主题是一种芳香族硝基化合物的催化加氢方法，包括一个反应区、一个分离区和外围设备，在该方法中，使用至少包含镍和可能包含铝的催化剂，使加氢作用连续地进行；如果存在铝，在催化剂中的总铝含量以该催化剂的重量计至多为5.5％，并且，该催化剂在反应区、分离区和外围设备中的停留时间至少为三天。

术语“总铝”被理解为铝(O)和铝(+III)的总数。

现已发现，就工业生产规模来说，通过在这些条件下进行加氢作用，和通过直接从加氢反应开始就使用一种总铝含量远远低于已开发的工业规模的催化剂中存在的含量，或者甚至使用一种在某些情况下不含铝的催化剂，铝酸镍的生成被极大地减慢，或者甚至被消除。

因此，本发明的第二个主题是至少包含镍和可能包含铝的催化剂的用途，如果存在铝，当连续地进行芳香族硝基化合物的催化加氢反应时，为了限制铝酸镍的生成。以重量计的总铝含量至多为5.5％。

减少(或限制)铝酸镍生成尤其可以通过将该方法在两次停车之间的操作时间至少增加1.5倍，优选至少增加2倍来看到。应该记得，这两次停车是必要的，因为铝酸镍沉淀物阻碍了设备的正常操作(生产能力的降低，特别是管道堵塞)。应该注意到，当催化剂中初始铝的数量低时，或当没有铝时，在规定的两个操作时间之间不停车是可能的。

此外，令人意外的是，这种催化剂的使用不会显著地降低反应的性能，特别是催化剂的产率和消耗。更值得注意的是，使用这种类型的催化剂能有助于提高反应的性能。

作为一个说明，在本发明的条件下使用本方法，使加氢化合物(如芳香胺)的产率以重量计至少达到99.5％成为可能。

在本方法中使用的催化剂特别适合于实现每小时和每克催化剂转化2摩尔氢那么高的生产率，或甚至高达每小时每克催化剂转化3摩尔氢。更具体地，按本发明的方法获得的产率在每小时每克催化剂转化0.1和3摩尔氢之间，优选是在每小时每克催化剂转化0.2和2摩尔氢之间。