[发明专利]一种二硝基苯连续加氢及其反应热回收利用方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种芳香族硝基物催化加氢制备芳香族胺的方法，更具体地，涉及一种二硝基苯连续液相催化加氢制备苯二胺、以及加氢反应热回收利用的方法。

(二)背景技术

在芳香硝基苯液相催化加氢反应工业化应用中，加氢工艺的优化开发与加氢底物结构特征、与加氢催化剂活性、选择性以及与加氢反应器等生产装置间有密切的关系。芳香硝基苯的催化加氢反应一般是强放热反应，硝基还原为氨基剧烈放热情况下，加氢反应生产效率受反应器传质、传热效能影响较大，加氢工艺以及加氢装置是否合理，直接影响到加氢反应的选择性、转化率、反应速率、产品的收率、质量、原料消耗和装置生产能力等问题。

二硝基苯如间二硝基苯催化加氢反应标准生成热达1134.2kJ·mol^-1，反应温度过高不仅影响催化剂的活性，还会加剧副反应的发生。对此，国内二硝基苯高压反应釜液相加氢研究较多体现在降低加氢反应温度，如中国专利CN02122519.2和文献《混合二硝基苯催化加氢合成苯二胺》(天津化工[J]200221)中，混二硝基苯催化加氢还原的反应温度一般控制在80～105℃。液相低温加氢反应，虽然在一定程度上，减少了副产物的产生，但是也存在相应的不足：反应温度低使得反应速率相对较慢；反应停留时间长，也增加了一些额外的副反应；加氢反应在低温情况下进行，会导致循环水移走反应热的效率降低，使得冷却用循环水用量增大，能耗增加；循环水水温偏低，无回收利用价值。

工业生产上二硝基苯催化加氢多采用釜式反应器进行，该反应器传质的强化受搅拌器转速、耐压密封部件性能、釜体容积的约束，且采用盘管换热方式的换热面积增加受到限制，设备多采用间歇操作。但间歇加氢操作需要不断的重复加料、升温、降温等步骤，导致设备操作繁琐，无法有效地解决液相加氢中的传质、传热问题，因此，反应釜内盘管换热无法完全满足二硝基苯加氢换热需求，容易导致加氢反应釜局部过热、反应物料传质、传热不均，釜内传质阻力大，从而影响到产品品质和催化剂活性，使得生产能力低，催化剂寿命短，同时间歇工艺也不利于加氢反应热的回收利用。为满足市场需求，增加产能，开发连续的生产工艺以扩大间苯二胺的生产规模、保证产品质量、实现节能降耗是必要的。

(三)发明内容

本发明目的旨在提供一种二硝基苯连续液相加氢及其反应热回收利用的方法，提高反应速率和装置生产效率，同时使液相连续加氢在适宜的温度下进行，提升加氢过程的回收热能品位并加以利用。

本发明采用的技术方案如下：

一种二硝基苯连续加氢及其反应热回收利用的方法，所述方法包括：

(1)采用2～5级串联的加氢反应釜，原料二硝基苯、甲醇按1∶0.5～5.0体积比连续通入各级加氢反应釜中(原料通入前，各釜通常需要用氮气分别置换至氧气含量合格后，用氢气置换至氮含量合格，再加入釜容积50～70％的甲醇底液，及活化好的催化剂)，同时向各级反应釜中连续通入氢气，进行液相催化加氢反应，加氢反应温度控制为100～130℃、压力控制为1.0～3.0MPa，上一级加氢反应釜出料作为下一级加氢反应釜进料，末级加氢反应釜出料连续进入成熟釜进行熟化冷却；同时，通过加氢釜的热交换装置，用水移出加氢反应热，得到90～115℃高温热水；

(2)步骤(1)中成熟釜出来的加氢还原冷却液，依次进入多级沉降槽，分离出的催化剂循环套用，分离出的还原液进一步经由过滤器进行连续过滤分离。分离得到加氢还原清液经脱醇、脱水、精馏后得到苯二胺产品。所述精馏在减压条件下进行，优选在2～10Kpa下进行。