[发明专利]一种硝基苯连续加氢制苯胺的方法

说明书

一种硝基苯连续加氢制苯胺的方法，属于催化加氢有机合成技术领域。在流化床加氢反应器加入加氢催化剂、溶剂苯胺；液相硝基苯按与液相苯胺配比后经过预热与氢气连续进入流化床加氢反应器，硝基苯在加氢催化剂的催化作用下加氢反应生成苯胺和水；产物进入闪蒸系统浓缩分离催化剂，闪蒸产物经冷却进入产品罐；含催化剂的苯胺浓缩液通过循环系统进入反应器继续参与反应；反应过量氢气通过氢气压缩机循环增压后进入反应系统中继续参与反应，从而实现硝基苯连续加氢制苯胺。

技术领域

本发明属于石油化工催化加氢技术领域，本发明提供一种硝基苯连续加氢制苯胺的方法。

背景技术

苯胺的工业生产始于1857年，最初采用的是硝基苯铁粉还原法，因存在设备庞大，腐蚀严重，铁粉耗用量大，“三废”污染严重等不足之处，20世纪50年代后逐渐被先进的硝基苯催化加氢法所取代；1962年成功开发出苯酚氨化法，并于1970年实现工业化生产。目前世界上苯胺的生产以硝基苯催化加氢法为主。

硝基苯催化加氢反应中反应热高达544kJ/mol，如何及时除去反应热以避免苯核上加氢副反应，保持催化剂活性，以及充分利用反应热，降低能耗和使用高效催化剂成为该工艺的关键，为此相应开发出各具特色的催化加氢工艺和方法。

为了解决硝基苯气相加氢制苯胺反应温度高等问题，英国ICI公司、美国杜邦公司等相继开发出硝基苯液相催化加氢工艺，反应温度和压力分别为90-200℃，100-600kPa，一般使用淤浆和流化床反应器，ICI技术使用大量苯胺作为溶剂，通过苯胺蒸发，从而去除反应热，该工艺采用的催化剂为以硅藻土为载体的镍催化剂。杜邦公司的液相加氢技术使用以碳为载体的铂/钯催化剂，以铁为改性剂，使用改性剂可以延长催化剂使用寿命，提高活性，反应在一个活塞式流动床反应器内进行。

瑞士龙扎公司开发的方法是将氢气和硝基苯作为均相的原料经过载有铜/沸石的固定床，入口处的温度215℃，尽管反应器入口处氢气与硝基苯的摩尔比为100:1，但是吸收了反应热后，留在反应器内的反应产物温度达到325℃。拜耳公司也采用固定床气化工艺，其采用Pd/Al2O3为催化剂，钒为助催化剂，氢气压力为100-700kPa，将氢气与气化的硝基苯送入绝热反应器内，入口温度为250-350℃，出口温度最高可以达到460℃。目前国外使用的固定床反应器一般都是德国林德公司设计和制造的产品。

目前典型的流化床气相催化加氢工艺是由德国巴斯夫公司开发并工业化应用。该公司使用Cu/SiO₂催化剂（其中Cu质量百分含量为15%），以锌和钡为助催化剂，在温度250-300℃，压力为400-1000kPa，过量氢气存在下进行加氢反应，氢气和硝基苯摩尔比为10:1，由反应器底部充入混合气体，再送入装有催化剂的流化床，此时反应温度为270℃左右，另外在反应器的一些关键部位处安装管式网络，这样热交换流体在此网络里循环流动去除反应热，一般6个月更新一次催化剂，由反应器排出的气体产物中含有苯胺和水，可将其送入产物冷凝器，从冷凝器中排出的氢气经过浓缩后再循环送至反应系统中。

针对硝基苯气相加氢制苯胺高温、高压、高氢气循环量的特点，技术人员开发出硝基苯液相加氢制苯胺的反应器及加氢工艺。硝基苯、氢气经过预热后一起进入反应器与催化剂在液相状态下流化混合，充分反应。

发明内容

本技术发明的目的是：在设计提供一种用于硝基苯液相连续加氢制苯胺反应装置的基础上，通过自主创新，开发出一种具有自主知识产权的硝基苯液相连续加氢制苯胺的工艺方法，以实现硝基苯在液相状态下快速、高效连续加氢反应制备得到苯胺。