[发明专利]将芳香族硝基化合物转化为胺的方法

说明书

本发明涉及将芳香族硝基化合物转化为芳香胺，比如将硝基苯转化为苯胺的方法。本发明还涉及通过这些方法可获得和获得的芳香胺比如苯胺。

氢化芳香族硝基化合物从而提供相应胺的方法是公知的。这类方法通常包含

- 提供氢气气流和液体芳香族硝基化合物流；

- 提供具有流入侧和流出侧的固定床催化反应器；

- 向所述流入侧提供所述氢气气流和所述液体芳香族硝基化合物流；

- 使所述氢气和所述芳香族硝基化合物反应，提供包含相应芳香胺和水的反应器流出物；

- 将所述反应器流出物从所述反应器的流出侧排出反应器。

本发明的一个目的是减少反应器流出物中的氢化的芳香族硝基化合物即相应芳香胺的副产品的量，所述副产品为具有来自硝基化合物中芳环的氢化环的化合物。根据本发明的方法可具有经济上可行的将芳香族硝基化合物转化成相应芳香胺的产率。

上述目的通过根据本发明的方法实现。

根据本发明的第一个方面，提供氢化芳香族硝基化合物的方法，所述方法包含以下步骤：

- 提供氢气气流和液体芳香族硝基化合物流；

- 提供具有流入侧和流出侧的固定床催化反应器；

- 向所述流入侧进料所述氢气气流和所述液体芳香族硝基化合物流；

- 将所述氢气和所述芳香族硝基化合物转化为芳香胺，从而提供包含水和所述芳香胺的反应器流出物；

- 将所述反应器流出物从所述反应器的流出侧排出反应器。

将惰性溶剂或水进料至反应器的流入侧，使得惰性溶剂或水的摩尔数与氢气摩尔数的摩尔比大于1。

产生的氢化的芳香族硝基化合物为芳香族伯胺化合物，所述伯胺由硝基氢化产生。

根据一些实施方案，惰性溶剂或水的摩尔数与氢气摩尔数的摩尔比的范围可为1.5至7.5。

更优选惰性溶剂或水的摩尔数与氢气摩尔数的摩尔比的范围可为2至5，比如2至4，比如3。

根据本发明的方法导致提供反应器流出物，也称为反应混合物，其包含芳香族伯胺化合物和水，连同减少量的具有由芳基氢化产生的基团的副产品。可进行所述方法，提供工业上可接受的生产产率。

不希望受限于任何理论，在惰性溶剂或水以大于1的惰性溶剂摩尔数或水的摩尔数与氢气摩尔数的摩尔比(并优选在上述范围内)进料至反应器流入侧的情况下，相信惰性溶剂或水的这种进料影响流入侧和流出侧之间的氢分压差值，流入侧的氢分压高于流出侧的氢分压。相信这种作用，特别是使用优选范围内的比值，起到减少反应器流出物中过度氢化的杂质的作用。另一方面，进料太多惰性溶剂或水可引起胺产量的损失即转化产率下降，并可导致催化剂效力下降。

术语气体或蒸气的“分压”在本领域公知。它指的是，对于在给定温度下以真实或假想的体积存在的气体或蒸气，所述气体或蒸气若在该温度单独占据该体积会具有的压力。在本发明的上下文中，在反应器中某点的氢的分压即氢分压，意指若氢气在该点存在的温度下单独占据该无限小体积，所述氢气在包含反应器该点的无限小体积下会具有的压力。

在根据本发明的氢化方法中，通常使用过量的氢气。氢气(H₂)摩尔数与“A”倍芳香族硝基化合物的摩尔数的摩尔比(A为每分子芳香族硝基化合物的硝基数的三倍)优选的范围为3.15至3.6。换句话说，氢气进料优选以高于将所有硝基反应成伯胺基的化学计算需求5-30摩尔%的范围流动。

改变氢气进料可有助于进一步控制水或惰性溶剂的摩尔数与氢气摩尔数的摩尔比。

不希望受限于任何理论，相信在反应器流入侧(该处氢气和芳香族硝基化合物例如硝基苯接触)较高的氢分压导致氢化反应迅速开始，引发硝基到伯胺基的高度转化，例如硝基苯到苯胺的转化，而反应器流出侧较低的氢分压减少了所述副产品的形成。

通过仔细控制水或惰性溶剂在反应器流入侧的进料，硝基(在进料中)到胺(在反应器流出物中)的选择率，例如硝基苯到苯胺的选择率可达到99.8%，且硝基例如硝基苯的转化率为99.998%。

转化率为任何转化的芳香族硝基化合物的摩尔数比之芳香族硝基化合物进料的摩尔数的比率，表示为百分率。

选择率为反应器流出物中目标胺产品的摩尔数比之芳香族硝基化合物进料的摩尔数的比率，表示为百分率。