[发明专利]一种苯二胺的连续制备工艺及系统

说明书

本申请公开了一种苯二胺的连续制备工艺及系统，以苯为原料，采用固体酸催化剂，同时加入混酸，进行两级连续硝化，得到的混合二硝基苯不经过分离直接进行两级连续加氢还原后得到苯二胺。本申请方案中间无须大量储存硝基苯与二硝基苯，并且采用连续管道反应，不累积物料，从根本上消除了突然发生爆炸的可能，是一种本质安全的苯二胺制备工艺。

技术领域

本发明涉及催化加氢合成苯胺类化合物的方法，具体涉及一种苯二胺的连续制备工艺及系统。

背景技术

硝基苯类化合物是重要的精细化工中间体，可广泛用于染料、医药、农药及炸药。目前工业上仍采用以苯和硝酸为原料，硫酸为催化剂，在一定反应条件下硝化的传统工艺。该工艺的缺点是会产生大量废酸、废水需要进行处理；此外，每发生1mol硝化反应，放出的热量都在100kJ以上，而硫酸的比热容很小，用同样的热量加热硫酸升高的温度往往是加热同质量水升高温度的3倍，硝化反应速度快，放热量大，而且硝基苯类化合物被加热到一定温度时很容易发生爆炸，存在重大的安全隐患。为此，固体酸催化剂代替硫酸的硝化方法受到广泛的关注。陈皓等研究了沸石固体酸催化苯硝基化的反应，以硝酸为硝化剂，自制沸石固体酸为催化剂，进行了硝基苯合成新工艺的研究，优化的反应条件为：常压80～100℃、反应时间3h，硝酸/苯(体积比)1.5～3.5时，硝基苯收率96％。但是与浓硫酸相比，固体酸催化剂的活性有所逊色，而且由于反应是非均相的，酸位密度及利用效率都较低，反应速率较慢。

在精细化工生产中，常通过硝基苯类化合物的还原来制备苯二胺，而催化加氢还原法因其工艺相对成熟、绿色环保、工业应用价值高等特点备受关注。根据氨基在苯环上的不同位置，苯二胺包括邻苯二胺、间苯二胺、对苯二胺三种异构体，各产品可分别用于生产染料、医药、环氧树脂固化剂和石油添加剂、橡胶助剂、聚芳酰胺纤维等。国内目前对于硝基苯类化合物和苯二胺都是分别生产，需要先将硝基苯类化合物进行分离，分别将间、对二硝基苯进行加氢还原得到间、对苯二胺，例如CN108164425A公开了一种间苯二胺的制备方法，通过将间二硝基苯进行连续催化加氢、然后经过沉降和膜过滤，得到了间苯二胺。二硝基苯的存储具有一定的危险性。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种苯二胺的连续制备工艺，该工艺以苯为原料，以固体酸为催化剂，同时在少量硫酸存在下进行两级硝化反应，得到混合二硝基苯；混合二硝基苯不经过分离直接以骨架镍作为催化剂进行加氢还原，得到苯二胺。

为实现以上目的，本发明一方面涉及一种苯二胺的连续制备工艺，包括以下步骤：

1)将硝酸与硫酸混合配置成混酸，将苯与混酸Ⅰ连续送入装填有固体酸催化剂的管式反应器Ⅰ中进行反应，控制管式反应器Ⅰ的温度为30～80℃，物料在管式反应器Ⅰ内停留0.1～1.5小时后出料；

2)步骤1)得到的出料进行连续相分离后分别得到酸相Ⅰ和有机相Ⅰ，所述有机相Ⅰ与混酸Ⅱ连续送入装填有固体酸催化剂的管式反应器Ⅱ，控制管式反应器Ⅱ的温度为60～100℃，物料在管式反应器Ⅱ内停留0.1～1.5小时后出料；

3)步骤2)得到的出料进行连续相分离后分别得到酸相Ⅱ和有机相Ⅱ，所述酸相Ⅱ连续送入步骤1)进行套用；

4)步骤3)得到的有机相Ⅱ经过连续洗涤后得到混合二硝基苯，所述混合二硝基苯与醇类溶剂连续送入立管式反应器Ⅲ，同时向立管式反应器Ⅲ中连续送入氢气和骨架镍催化剂，进行连续加氢还原反应，控制立管式反应器Ⅲ温度为50～160℃，压力为0.1～20MPa，物料在立管式反应器Ⅲ内停留0.01～0.5小时后出料；

5)所述步骤4)得到的出料连续进入气液分离器，连续分离得到的气体循环套用于加氢还原反应；分离得到的液体连续进入骨架镍磁分离装置Ⅰ；