CN103664642B - 一种采用微通道反应装置制备邻氯苯胺的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于精细化工技术领域,涉及邻硝基氯苯液相催化加氢制备邻氯苯胺的方法。反应采用微通道反应装置,邻硝基氯苯、溶剂和催化剂采用浆液进料的方式,于50℃~150℃及0.5~1.2MPa的压力下与氢气反应,反应得到邻氯苯胺。本发明所述邻氯苯胺的制备工艺中具备能连续进料,灵活改变反应条件,传质效果好,反应物与催化剂充分接触,减少副反应等优点。
Description
技术领域
本发明属于精细化工技术领域,涉及一种邻氯苯胺新的制备方法,具体是采用微通道反应装置的邻氯苯胺制备方法。
背景技术
邻氯苯胺是一种重要的有机化工原料和中间体,在染料、农药、医药、橡胶助剂、合成树脂、香料、摄影药品等化学和工业生产中占有重要地位,其生产是精细化工合成的重要领域,其合成方法也成为今年来研究的热点。目前,国内厂家主要采用加氢法,但对于其合成方法的研究一直都有新的专利公开。
CN1660774A用Ru/C、非晶态NiB、Ni-Fe-B、Ni-Co-B等催化剂,催化剂用量为原料用量的10-20%,以乙醇为溶剂,通过用醇裂解获得的氢用于加氢反应,但此专利中反应所需催化剂用量很大,增加了成本。
CN101333169A公开了一种连续催化加氢制备邻氯苯胺的方法,该方法中使用1-6只釜式反应器串联进行连续反应,催化剂为Ni/Al2O3、雷尼镍、Pt/C、Pd/C催化剂,加入环己胺、乙二胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、吡啶、液氨、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸钾、磷酸氢钠、磷酸二氢钠、磷酸氢钾、磷酸二氢钾中的一至三种为助剂,达到抑制脱氯现象的目的。
CN1506348A中使用碳纳米管负载Pt、Pd为加氢催化剂,对卤代硝基苯入邻氯硝基苯、对氯硝基苯、3,4-二氯硝基苯等进行液相催化加氢合成相应的卤代苯胺,脱卤率小于0.1%。
US4070401公开了一种氯代硝基苯的加氢工艺,即在反应体系中加入多元胺做脱氯抑制剂,在100℃、5.0MPa压力下反应150min,脱氯率为0.4%,但反应压力较大,会较大提高设备的投资。
在有机加氢实验中,常规反应器内比表面积一般约为100m2m-3,由于传热和传质不均匀会在局部产生所谓“热点”,导致反应选择性下降,催化剂中毒,副反应增加。
发明内容
本发明提供了一种采用微通道反应器制备邻氯苯胺的新方法。
利用微通道反应器制备邻氯苯胺与常规反应器相比,在技术上是一个很大的突破:
能精确控制反应条件,操作性强,多模块的反应***可通过增减反应通道满足实际的需要;几十到几百微米的微通道可使反应物瞬间混合,较大的换热面积使传质和传热的效率大大提高;在线连续化的反应打破了常规反应器的间歇操作模式,可大大减少每次间歇操作带来的误差。
本发明所使用的微通道反应器的比表面积为2500m2m-3,具有很大的热交换效率,瞬间放出的大量反应热能及时移出,维持反应温度在安全范围内。该反应器属于强传质、传热型微通道反应器,采用的是多模块结构,模块间连接方式和模块数目可根据需要进行组装,模块材质为特种玻璃,模块内微通道结构为心型结构,这样可使反应物的接触更充分,混合更加均匀。
本发明的技术方案:邻硝基氯化苯,醇溶液,催化剂,脱氯抑制剂采用浆液进料的方式,于50℃~150℃及0.5~1.2MPa的压力下与氢气反应,反应得到邻氯苯胺。
本发明中氢气流速为0.2~3SL/min;本发明中浆液流量为5~80g/min,其中邻硝基氯化苯的质量百分含量为20~60%;本发明中所用溶剂为醇溶液;本发明中催化剂为钯碳,骨架镍催化剂。
采用本发明提供的技术方案,反应物的配比、温度、压力、反应时间和流速等反应条件很容易得到控制。反应物在流动过程中发生反应,可以通过调节反应物物流流速和微通道的长度,精确控制微通道反应器中的反应时间。在邻氯苯胺的制备过程中可以连续进料,灵活改变反应条件,传质效果好。所选微通道反应器较大的比表面积使得反应物与催化剂充分接触,大大提高了反应效率,缩短反应时间,减少能耗。
具体实施方式
下面通过实例进一步说明本发明的特点,但本专利的保护范围并不受实施例的限制。
实施例1
将甲醇,钯碳催化剂经浆料泵打入反应***,通入氢气并调至反应所需压力0.7MPa,调节恒温***温度至反应温度70℃后,邻硝基氯化苯以0.0254mol/min进料,氢气流量为1SL/min,反应时间3.2s,反应结束后,取样分析,选择性为62%。
实施例2
将甲醇,骨架镍催化剂经浆料泵打入反应***,通入氢气并调至反应所需压力0.7MPa,调节恒温***温度至反应温度90℃后,邻硝基氯化苯以0.0223mol/min进料,氢气流量为1SL/min,反应时间3.2s,反应结束后,取样分析,选择性为66%。
实施例3
将甲醇,钯碳催化剂经浆料泵打入反应***,通入氢气并调至反应所需压力0.7MPa,调节恒温***温度至反应温度110℃后,邻硝基氯化苯以0.0180mol/min进料,氢气流量为0.4SL/min,反应时间8.0s,反应结束后,取样分析,选择性为68%。
实施例4
将甲醇,钯碳催化剂经浆料泵打入反应***,通入氢气并调至反应所需压力0.8MPa,调节恒温***温度至反应温度70℃后,邻硝基氯化苯以0.0178mol/min进料,氢气流量为1.8SL/min,反应时间1.8s,反应结束后,取样分析,选择性为69%。
实施例5
将异丙醇,钯碳催化剂经浆料泵打入反应***,通入氢气并调至反应所需压力0.75MPa,调节恒温***温度至反应温度110℃后,邻硝基氯化苯以0.0610mol/min进料,氢气流量为2SL/min,反应时间1.6s,反应结束后,取样分析,选择性为82%。
从实施例中可见,邻硝基氯化苯、溶剂和催化剂采用浆液进料,进入到微通道反应器中能实现瞬间的均匀混合,反应时间小于0.8s,不同于普通反应器中缓慢不规则的加料方式,避免了反应中“热点”的存在,使副反应减少。
Claims (5)
1.一种采用微通道反应装置制备邻氯苯胺的方法,其特征在于使用微通道反应器按照下述步骤进行:
调节微通道反应器***压力为0.5~1.2Mpa、温度为50℃~150℃;将邻硝基氯苯,溶剂,催化剂配成的浆液打入***;根据进料量调节氢气流量,进行反应;经过微通道反应的产物,过滤、常压精馏后得到最终产物邻氯苯胺;
所述的微通道反应器比表面为2500m2m-3 ;所述的微通道反应器采用的是多模块结构,模块间连接方式和模块数目可根据需要进行组装,模块材质为特种玻璃,模块内微通道结构为心型结构。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于所述的邻硝基氯化苯、溶剂和催化剂采用浆液进料,浆液的流速为5~80g/min。
3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于所述的溶剂为乙醇溶液,催化剂为钯碳,骨架镍催化剂。
4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于以浆液为总重计,邻硝基氯化苯的质量百分含量为20~60%,催化剂用量为邻硝基氯苯质量的1%~2%。
5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于氢气流速为0.2~3SL/min。
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