[发明专利]一种连续合成对硝基苯胺的方法

说明书

本发明提供一种连续合成对硝基苯胺的方法,包括下述步骤：将对硝基氯苯溶液和氨水溶液混合，在第一微反应器中进行高温氨解反应，在第二微反应器中进行反应液冷却，得到对硝基苯胺；其中，所述对硝基氯苯溶液的溶剂为N‑甲基吡咯烷酮。本发明采用N‑甲基吡咯烷酮为溶剂配制的对硝基氯苯溶液与氨水溶液在微反应器内连续高温氨解制备对硝基苯胺，相比于现有技术，反应时间由间歇高压釜式数十小时大幅缩短至80 min以内，氨水当量控制在12.0以内，且反应体系持液量大幅降低，过程效率显著改善，有效增强了过程安全性，连续化操作简单且工艺可控，工艺过程更绿色高效。

技术领域

本发明涉及合成对硝基苯胺的技术领域，具体是一种连续合成对硝基苯胺的方法。

背景技术

对硝基苯胺是一种重要的精细化学品，将对硝基苯胺通过铁还原或催化氢化是生成对苯二胺的重要路线，也作为4-氨基乙酰苯胺、2, 6-二氯-4-硝基苯胺及2-溴-4-硝基苯胺等化学品合成原料，对硝基苯胺经重氮化、还原及水解制得的4-硝基苯肼是生产吡唑啉酮偶氮偶联组份的中间体，此外，对硝基苯胺可作为生产分散单偶氮染料和颜料的重氮组分，也可用于合成直接耐晒黑G等染料。

Ullmann化学工业百科全书（Mitchell Waring (2011).Nitro Compounds,Aromatic.In Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry.）中提到以对硝基氯苯为起始原料的氨解法和以N-乙酰苯胺为起始原料的硝化水解法是合成对硝基苯胺的重要合成方法，而与硝化水解法相比，氨解法具有更可观的经济性，将对硝基氯苯和显著过量的浓氨水置于高压釜式反应器中于140-180 ^oC及3.7-5.5 MPa的条件下反应15-20 h可制备得对硝基苯胺，但高压釜中间歇氨解过程存在安全风险高、生产效率低、产品质量不稳定及氨水过度消耗等缺陷。

近年来研究人员也尝试通过引入催化剂或采用连续化改造等方式以开发对硝基苯胺的绿色高效合成工艺路线，如专利CN102001952 A引入四丁基溴化铵等相转移催化剂在相对温和的条件下制备对硝基苯胺，专利CN107619373 A在固定床反应器或列管式反应器中引入分子筛、磁环等催化剂连续合成高纯度对硝基苯胺，专利CN102617361 A以235-245 ^oC、10.1-14.0 MPa的反应条件在管道化反应器中连续合成对硝基苯胺。而上述合成方法在过程效率、生产成本、工艺稳定性及/或过程安全性等方面存在一定缺陷，产业界对基于氨解法的对硝基苯胺传统合成路线过程强化技术的开发仍旧需求强烈。

发明内容

为了克服目前对硝基苯胺传统合成过程中安全风险高、过程效率低、工艺稳定性差及氨水过度消耗等问题，本发明基于微反应技术并以N-甲基吡咯烷酮为溶剂提供了一种连续非催化合成对硝基苯胺的方法，不仅可以显著降低过程安全风险，大幅缩短反应周期，而且工艺操作简单便于调控，工艺稳定性强，可以有效解决背景技术中提出的问题。

本发明提供的一种连续合成对硝基苯胺的方法，包括下述步骤：将对硝基氯苯溶液和氨水溶液混合，在第一微反应器中进行高温氨解反应，在第二微反应器中进行反应液冷却，得到对硝基苯胺；其中，所述对硝基氯苯溶液的溶剂为N-甲基吡咯烷酮。

优选地，包括下述具体步骤：

S1、以N-甲基吡咯烷酮为溶剂配制一定浓度的对硝基氯苯溶液，以水为溶剂配制一定浓度的氨水溶液，备用；

S2、将所述对硝基氯苯溶液与氨水溶液分别通过蠕动泵输送至原料混合釜中搅拌混合完全，得到的原料混合液利用计量泵送入空气浴控温区的第一微反应器中进行高温氨解反应，得到反应液；其中，计量泵输送时，引入单向阀来避免体系压力不稳导致的倒流；

S3、所述反应液从空气浴控温区流入冰水浴冷却区的第二微反应器中进行冷却，在所述第二微反应器的尾端收集样品，得到对硝基苯胺。