CN105348113B - 一种n‑(1‑乙基丙基)‑3,4‑二甲基苯胺连续化生产装置及方法 - Google Patents

一种n‑(1‑乙基丙基)‑3,4‑二甲基苯胺连续化生产装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105348113B
CN105348113B CN201510939077.XA CN201510939077A CN105348113B CN 105348113 B CN105348113 B CN 105348113B CN 201510939077 A CN201510939077 A CN 201510939077A CN 105348113 B CN105348113 B CN 105348113B
Authority
CN
China
Prior art keywords
split
phase
dimethylbenzene
nitric
outlet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510939077.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105348113A (zh
Inventor
田园
沈亮明
黄淑芳
陈湘朋
姚文斌
应天祥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chemical Limited by Share Ltd
Original Assignee
BSM CHEMICAL Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSM CHEMICAL Co Ltd filed Critical BSM CHEMICAL Co Ltd
Priority to CN201510939077.XA priority Critical patent/CN105348113B/zh
Publication of CN105348113A publication Critical patent/CN105348113A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105348113B publication Critical patent/CN105348113B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C201/00—Preparation of esters of nitric or nitrous acid or of compounds containing nitro or nitroso groups bound to a carbon skeleton
    • C07C201/06—Preparation of nitro compounds
    • C07C201/08—Preparation of nitro compounds by substitution of hydrogen atoms by nitro groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C209/00—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C209/30—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of nitrogen-to-oxygen or nitrogen-to-nitrogen bonds
    • C07C209/32—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of nitrogen-to-oxygen or nitrogen-to-nitrogen bonds by reduction of nitro groups
    • C07C209/36—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by reduction of nitrogen-to-oxygen or nitrogen-to-nitrogen bonds by reduction of nitro groups by reduction of nitro groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings in presence of hydrogen-containing gases and a catalyst

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了N‑(1‑乙基丙基)‑3,4‑二甲基苯胺的连续化生产装置及方法，邻二甲苯和硝硫混酸在硝化***中进行硝化反应，反应液依次经过第一分相槽、迷宫洗涤***、精馏***进行精馏处理，收集4‑硝基邻二甲苯与3‑戊酮在氢化反应器内进行催化氢化反应，再经降膜蒸发***制得N‑(1‑乙基丙基)‑3,4‑二甲基苯胺。本发明提供的生产装置的各物料实现循环回用，降低生产成本，且有效提高单批生产的原料转化率，降低废酸废水量。

Description

一种N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺连续化生产装置及 方法
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺连续化生产装置及方法。
背景技术
N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺，分子式:C13H21N分子:191.3125、沸点290.2℃、CAS:56038-89-2，结构式为式1：是高效、低毒、广普除草剂二甲戊乐灵的主要中间体。
现有合成N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺的方法较多，如，如EP630883公开了一种合成方法：3,4-二甲基硝基苯先经铁粉还原制得3,4-二甲基苯胺，再与3-戊酮在酸催化下缩合并脱水得到亚胺，亚胺在稀有金属催化剂作用下经加氢还原得到N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺：合成线路见方程式1。该反应路线长，总收率低，用铁粉还原3,4-二甲基硝基苯还会产生大量废水和有毒铁泥，不适合放大生产。
工业上主要采用3,4-二甲基硝基苯和3-戊酮直接在催化剂下发生氢化还原反应，如公开号为CN101302168A的中国专利文献公开了一种有邻二甲苯制备N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺的方法，邻二甲苯现在硝硫混酸下发生消化反应，消化反应产物3-戊酮、催化剂的作用下制得目的产物，该方法的物料为循环利用，生产过程产生大量的废物。
公开号为CN104250215A的中国专利也公开了上述相同路线的合成方法，并对氢化催化剂进行了优选。
现有方法的物料利用率不高，易产生大量废水废酸。
发明内容
本发明提供了一种N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺生产过程的连续化生产装置及方法，实现多种物料的循环套用，不仅降低了生产成本，提高单批原料的转化效率。
一种N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺的连续化生产装置，包括硝化***、洗涤***、精馏***、氢化反应器和降膜蒸发***；硝化***由多台卧式双环形硝化反应器叠置而成，洗涤***由多级迷宫洗涤槽串联而成；精馏***由多级精馏塔串联而成；降膜蒸发***为多级串联的降膜蒸发器；还包括串联在硝化***与洗涤***之间的第一分相槽；串联在洗涤***与精馏***之间的第二分相槽；
最后一级双环形硝化反应器的出口与第一分相槽入口连接，第一分相槽的油相出口与洗涤***的第一级迷宫洗涤槽的入口连接，洗涤***的最后一级迷宫洗涤槽的出口与第二分相槽入口连接，第二分相槽的油相出口与精馏***的第一级精馏塔的入口连接，精馏***的最后一级精馏塔的出口与4-硝基邻二甲苯储罐入口连接；
4-硝基邻二甲苯储罐出口与氢化反应器物料入口连接，氢化反应器的出口与过滤器相连，过滤器的出口与第三分相槽入口连接，第三分相槽的油相进入降膜蒸发***的第一级降膜蒸发器，最后一级降膜蒸发器的出口与N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺储罐连接。
作为优选，第一分相槽的水相出口与干燥浓缩设备入口连接，干燥浓缩设备的出口与硝硫混酸高位槽入口相连；第二分相槽的水相出口与MVR浓缩***连接，MVR浓缩***的冷凝液通过管道接入迷宫洗涤槽内，作为洗涤用水回用，MVR浓缩***的浓缩液通过管路接入硝硫混酸高位槽；精馏***收集的邻二甲苯馏分通过管路接入邻二甲苯高位槽中循环套用。
更优选，MVR浓缩***的冷凝液先经过干燥浓缩设备干燥处理后再返回至硝硫混酸高位槽循环回用。
进一步优选，降膜蒸发***收集的4-硝基邻二甲苯馏分通过管路返回至4-硝基邻二甲苯储罐，并重新转移至氢化反应器内，循环套用。
本发明提供的生产装置的各物料实现循环回用，降低生产成本，且有效提高单批生产的原料转化率，降低废酸废水量。氢化反应液在多级降膜蒸发***中连续化处理，相比于现有锅式间歇蒸发方式的生产效率更高，收集的N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺的产物纯度更高。
硝化***中，每台双环形硝化反应器包括：
主通道，其一端的顶面带有进料口，另一端的底面带有出料口；
两条返料子通道，位于主通道外部两侧且并联在主通道的两端之间；
推进式搅拌桨，沿主通道长度方向布置，推进方向为出料口至进料口；
相邻两台双环形硝化反应器的主通道布置方向相反，即上方一台的出料口正对下方一台的进料口。
本发明提供的双环形硝化反应器相比于现有立式的管式硝化反应器，物料分流更均匀，可有效避免反应液的反流，增加邻二甲苯与硝硫混酸的接触机会、提高原料的转化率；且换热面积更充分、可有效降低副反应。
作为优选，所述的双环形硝化反应器呈8字形。
作为优选，所述双环形硝化反应器为8字形的圆滑腔体结构，如此可有效减少混合物料在反应器内反流现象，有助于物料在反应器内的循环运转，同时减轻了反应器的清洗难度。
作为优选，各双环形硝化反应器的内壁采用耐酸材料制成，进一步优选，各双环形硝化反应器的内壁具有粗糙表面。
将反应器内壁设置成粗糙表面，一方面能降低硝化反应过程的噪音，另一方面可以提高硝硫混酸和邻二甲苯的接触机会，降低混合物料中油相与酸相的界面张力，进一步提高反应物转化率，提高产物的收率。
作为优选，所述双环形硝化反应器的主通道为圆柱形腔体，如此有助于提高推进式搅拌桨的搅拌推进效率，使混合物料充分接触，提高反应物的转化率，同时降低副反应。
作为优选，每台双环形硝化反应器中两条返料子通道和主通道处在同一平面，且两条返料子通道和主通道之间安装换热器。
返料子通道和主通道处在同一平面，有利于各双环形硝化反应器叠置组合，提高硝化反应效率。在每个反应器内都可设置两个换热器，能提高换热效果，有利于硝化反应向正向移动。
进一步优选，各双环形硝化反应器上下对正布置，换热器贯穿所有双环形硝化反应器。
作为优选，硝化***中，各双环形硝化反应器的推进式搅拌桨通过联动机构同步运动。
硝化反应液进入第一分相槽内分层，上层进入洗涤***进行迷宫洗涤；所述的洗涤***有多级串联的迷宫洗涤槽串联而成。
作为优选，所述的洗涤***由1-3级迷宫洗涤槽串联而成。
进一步优选，所述的洗涤***由第一级迷宫洗涤槽和第二级迷宫洗涤槽串联而成，第一级迷宫洗涤槽设有物料入口，第一级迷宫洗涤槽的出口与第二级迷宫洗涤槽的入口连接，第二级迷宫洗涤槽的出口与第二分相槽的入口连接。
第一分相槽的上层油相由第一级迷宫洗涤槽的物料入口进入，经过二级迷宫洗涤后，第一分相槽的上层残留的酸充分和洗涤***的水接触，洗涤液一并进入第二分相槽内分相。第二分相槽的上层为产物或为反应的疏水性物料；下层为酸水。
第二分相槽下层的酸水进入MVR***浓缩，收集的冷凝液为水，循环套用至洗涤***作为洗涤用水；MVR***的浓缩液主要为酸，经过干燥处理后，循环至硝硫混酸高位槽中，循环套用。
第二分相槽的分出的上层转移至精馏***分离。
作为优选，所述的精馏***为3-6级精馏塔串联而成。
进一步优选，所述的精馏***为第一精馏塔、第二精馏塔和第三精馏塔串联连接，第一精馏塔的入口与第二分相槽上层出口连接，第一精馏塔的出口与第二精馏塔的入口；第二精馏塔的出口与第三精馏塔的入口；第三精馏塔的出口与各组分储罐连接。
多级精馏塔串联的精馏***能提高各组分的分离效果，提供分离出的组分的纯度。
4-硝基邻二甲苯储罐的出口与氢化反应器的物料入口连接，之间的连接管路上依次串联计量泵和缓冲罐。氢化反应器顶部还设有3-戊酮入口、助剂入口及气体入口。氢化反应器的底部出口与过滤器的入口连接，过滤器的滤液出口与第三分相槽的入口连接，第三分相槽的底部水相出口进入接入MVR浓缩***；第三分相槽的上部的油相出口与降膜蒸发***的第一级降膜蒸发器的入口连接，降膜蒸发***的最后一级降膜蒸发器的出口与N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺储罐连接，期间也分离出较多其他组分，其中4-硝基邻二甲苯通过管路接入4-硝基邻二甲苯储罐，循环至反应***回收套用。
作为优选，本发明的连续化生产装置中，硝化***由四级串联的双环形硝化反应器叠置而成，洗涤***由二级迷宫洗涤槽串联而成，精馏***由四级精馏塔串联而成，精馏***收集的邻二甲苯馏分与原料混合回收套用。进一步优选，所述的降膜蒸发***由两级降膜蒸发器串联而成。
第三分相槽的油相出口与第一降膜蒸发器的入口连接，第一降膜蒸发器的出口与第二降膜蒸发器的入口连接，第二降膜蒸发器的出口与N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺储罐连接。
本发明还提供了采用上述连续化生产装置合成N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺的方法，即，4-硝基邻二甲苯与3-戊酮在氢化反应器内进行催化氢化反应，再经降膜蒸发***制得N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺；催化剂为Pt-Pd/C、Pd/C和雷尼镍的一种或多种；4-硝基邻二甲苯与3-戊酮的进料摩尔比为1:1.1-3；氢气压为0.5-1MPa，反应温度为65-80℃。
氢气在所述催化剂下优先和硝基反应，生成芳香胺，芳香胺很容易和3-戊酮的羰基反应生产亚胺化合物，亚胺化合物再进行加氢反应，制得目的产物，合成线路见方程式2。本发明以3-戊酮原料自身为溶剂，一锅法制得产品N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺。减少了操作步骤及相应的精制工序，减少了废气排放，提高了生产效率。
催化氢化反应中，一般4-硝基邻二甲苯的及亚胺物的GC小于1％结束反应。进一步优选，催化氢化反应的时间为0.5-3h，也即反应混合物料在氢化反应器内停留时间为0.5-3h。
作为优选，催化剂的投加摩尔量为4-硝基邻二甲苯摩尔量的0.01-0.15倍。
作为优选，催化氢化反应在酸性条件下进行，所述酸的投加摩尔比为4-硝基邻二甲苯的0.1-0.5倍。
作为优选，催化氢化反应在pH为5.5-7的条件下进行。
进一步优选，向催化氢化反应体系中投加C2-12的羧酸或磺酸，并控制pH为6-7。
所述的羧酸优选乙酸、丙酸、戊酸、己酸、己二酸的一种或多种；所述的磺酸优选苯磺酸、十二烷基磺酸、对甲苯磺酸的一种或多种。
本方法还包括4-硝基邻二甲苯的连续化合成：邻二甲苯和硝硫混酸混合后压入硝化***中进行硝化反应，反应液进入第一分相槽内分层，上层油相进入洗涤***进行迷宫洗涤；洗涤液在第二分相槽内分层，其上层进入精馏***进行精馏处理，收集得到4-硝基邻二甲苯。
作为优选，硝化反应中，所述的硝硫混酸为硝酸和硫酸的混合溶液，其中，硝酸和硫酸的摩尔比为1:0.1-1；以硝硫混酸中硝酸的摩尔量计，邻二甲苯与硝硫混酸的摩尔比为1:1.05-5；各环形硝化反应器内的硝化反应温度为10-25℃；邻二甲苯和硝硫混酸混合物料的进料流速为1.5-10m/s。
本发明中，邻二甲苯与硝硫混酸分别由各自的高位槽放入混合器内，混合后由氮气或其他惰性气体压入卧式双环形硝化反应器内，在所述推进式搅拌桨的推动下，混合进料形成返流，在主通道和返料子通道循环运转，充分接触并发生消化反应。部分混合物料在流经至出料口时在重力及进料压力的双重作用下进入下一级双环形硝化反应器继续反应，经过多级硝化反应后进入第一分相槽内分层。
第一分相槽的有机相含有较多产物及原料，下层为酸相，酸相经过干燥后返回至硝硫混酸高位槽中循环回用。上层的有机相经过洗涤***，进入第二分相槽内分相，第二分相槽下层的酸水相经过浓缩处理，冷凝液(主要为水)循环至洗涤***循环利用，浓缩液经过干燥后返回至硝硫混酸高位槽中循环回用。
第二分相槽的上层进入精馏***，收集4-硝基邻二甲苯、邻二甲苯、3-硝基邻二甲苯及轻相组分，其中邻二甲苯返回至邻二甲苯高位槽中循环套用。
4-硝基邻二甲苯通过计量泵转移至氢化反应器中，同时将化学计量量的3-戊酮转移至氢化反应器，对反应器进行N2/H2抽换气处理，然后升温至所述的温度，进行催化氢化反应，反应液经过滤器过滤，回收套用催化剂；过滤滤液泵至第三分相槽中分层，上层的有机层进入降膜蒸发***中，收集产物N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺，收集的未反应的原料如4-硝基邻二甲苯和3-戊酮通过管路导入氢化反应器内循环套用。
经过多级精馏收集的4-硝基邻二甲苯色谱纯度大于99.5％，收集在储罐中。4-硝基邻二甲苯储罐与3-戊酮储罐的物料通过计量泵连续打入氢化反应器内，并投加催化剂；N2/H2置换多次。氢化反应器进行催化氢化反应，反应液由氢化反应器的底部出口流入过滤器内，过滤的滤液含有催化氢化反应生产的较多水，滤液再第三分相槽内分相，第三分相槽的底部水相出口进入接入MVR浓缩***，回收套用催化氢化合成的水。第三分相槽的上部的油相进入二级串联的降膜蒸发***的连续蒸发收集N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺储罐，期间也分离出较多其他组分，其中4-硝基邻二甲苯通过管路接入4-硝基邻二甲苯储罐，循环至反应***回收套用。
本发明具有以下有益效果：
1、提供的双环形硝化反应器可保证酸相和有机相充分接触，及时有效排除热量，搅拌良好，易于控制，生产能力大，副产多硝基物和硝基酚减少；
2、采用迷宫洗涤方式进行水洗，多级逆向洗涤保证了油相(第一分相槽上层)和水相(洗涤用水)充分接触，分层时可以达到彻底分离的效果，减少了静置时间和设备容积，提高了分层效果，实现了洗涤连续化，单位废水产生量减少；且对废水进行回收套用，进一步降低废水量。
3、采用连续精馏方式，提高了产品品质；且对反应原料进行回收处理，降低了生产成本，同时降低了废物量。
4、采用多级降膜蒸发***对产物进行连续化处理，相比于现有锅式间歇蒸发方式的生产效率更高，收集的产物纯度更高。
附图说明
图1为本发明提供的双环形硝化反应器的俯视图；
图2为本发明提供的N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺的连续化生产装置。
具体实施方式
以下实施例按上述操作方法实施：
如图1、图2所示，N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺的连续化生产装置，包括由四台卧式双环形硝化反应器1叠置而成的硝化***、由二级迷宫洗涤槽串联而成的洗涤***和由四级精馏塔串联而成的精馏***；氢化反应器26和降膜蒸发***；二级降膜蒸发器串联的降膜蒸发***；还包括串联在硝化***与洗涤***之间的第一分相槽10；串联在洗涤***与精馏***之间的第二分相槽13。
双环形硝化反应器1的横截面呈8字形。双环形硝化反应器1为8字形的圆滑腔体结构。
每台双环形硝化反应器1包括主通道3、返料子通道4、推进式搅拌桨5：
主通道3，为圆柱形腔体，其一端的顶面带有进料口2，另一端的底面带有出料口6；两条返料子通道4位于主通道3外部两侧且并联在主通道3的两端之间。各双环形硝化反应器1的内壁(主通道3和返料子通道4)采用耐酸材料制成，且内壁具有粗糙表面。
每台双环形硝化反应器1中两条返料子通道4和主通道3处在同一平面，且两条返料子通道4和主通道3之间安装换热器。硝化***中，在多台叠置各双环形硝化反应器1上下对正布置，且换热器贯穿所有双环形硝化反应器1。
推进式搅拌桨5，沿主通道3长度方向布置，推进方向为出料口6至进料口2；
相邻两台双环形硝化反应器1的主通道3布置方向相反，即上方一台的出料口6正对下方一台的进料口2；
最后一级双环形硝化反应器1(第四级双环形硝化反应器)的出口与第一分相槽10入口连接，第一分相槽10的水相出口与干燥浓缩设备24入口连接，干燥浓缩设备24的出口与硝硫混酸高位槽7入口相连；第一分相槽10的油相出口与洗涤***的第一级迷宫洗涤槽11的入口连接。
洗涤***的最后一级迷宫洗涤槽(第二级迷宫洗涤槽12)的出口与第二分相槽13入口连接，第二分相槽13的水相出口与MVR浓缩***23连接，MVR浓缩***23的冷凝液通过管路导入迷宫洗涤槽作为洗涤用水回用，MVR浓缩***23的浓缩液通过管路接入干燥浓缩设备24，干燥后一并返回至硝硫混酸高位槽7循环套用；第二分相槽13的油相进入精馏***进行多级精馏处理。
精馏***为第一精馏塔14、第二精馏塔15、第三精馏塔16和第四精馏塔17串联连接，第一精馏塔14的入口与第二分相槽13上层出口连接，第一精馏塔14的出口与第二精馏塔15的入口；第二精馏塔15的出口与第三精馏塔16的入口；第三精馏塔16的出口与第四精馏塔17的入口连接，第四精馏塔17的出口与各组分储罐连接(邻二甲苯储罐21、4-硝基邻二甲苯储罐18、3-硝基邻二甲苯储罐19、轻相储罐20)。各级精馏塔底部出口与有机废料储罐22连接。精馏***收集的邻二甲苯馏分通过管路接入邻二甲苯高位槽8中循环套用。
4-硝基邻二甲苯储罐18出口和3-戊酮储罐25分别与氢化反应器26物料入口连接，氢化反应器26还设有氢气入口，氢气管路上设有多通气阀，氮气管路与多通气阀连接。该氢化反应器26的出口与过滤器27相连，过滤器27的出口与第三分相槽28入口连接。第三分相槽28的底部水相出口与MVR浓缩***23连接。第三分相槽28的油相进入降膜蒸发***。降膜蒸发***由第一降膜蒸发器29和第二降膜蒸发器30串联而成，第一降膜蒸发器29的入口与第三分相槽28的油相出口连接，第一降膜蒸发器29的出口与第二降膜蒸发器30的入口连接；第二降膜蒸发器30的出口与N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺储罐31储罐连接。其中第二降膜蒸发器30的出口还与4-硝基邻二甲苯储罐18连接，实际生产过程中采用多通阀馏分流向。各级降膜蒸发器底部的高沸废料通过管路接入有机废料储罐22。
邻二甲苯与硝硫混酸分别由各自的高位槽放入混合器9内，混合后由氮气压入卧式双环形硝化反应器1内，在推进式搅拌桨5的推动下，混合进料形成返流，在主通道3和返料子通道4循环运转，充分接触并发生消化反应。部分混合物料在流经至出料口6时在重力及进料压力的双重作用下进入下一级双环形硝化反应器1继续反应，经过多级硝化反应后进入第一分相槽10内分层。第一分相槽10的有机相含有较多产物及原料，下层为酸相，酸相经过干燥浓缩设备24干燥后返回至硝硫混酸高位槽7中循环回用。上层的有机相经过洗涤***，进入第二分相槽13内分相，第二分相槽13下层的酸水相经过浓缩处理，冷凝液循环至洗涤***循环利用，浓缩液返回至硝硫混酸高位槽7中循环回用。第二分相槽13的上层进入精馏***，经过四级精馏处理，收集4-硝基邻二甲苯、邻二甲苯及3-硝基邻二甲苯，其中邻二甲苯返回至邻二甲苯高位槽8中循环套用。
4-硝基邻二甲苯储罐18的与3-戊酮储罐25的物料通过计量泵连续打入氢化反应器26内，并投加催化剂；N2/H2置换多次。氢化反应器26进行催化氢化反应，反应液由氢化反应器26的底部出口流入过滤器27内，过滤的滤液含有催化氢化反应生产的较多水，滤液再第三分相槽28内分相，第三分相槽28的底部水相出口进入接入MVR浓缩***23，回收套用催化氢化合成的水。第三分相槽28的上部的油相进入二级串联的降膜蒸发***的连续蒸发收集N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺储罐31，期间也分离出较多其他组分，其中4-硝基邻二甲苯通过管路接入4-硝基邻二甲苯储罐18，循环至反应***回收套用。
实施例1：
邻二甲苯和硝硫混酸通过计量泵由各自的高位槽放入混合器内，其中，硝硫混酸中，硝酸和硫酸的摩尔比为1:0.5-1；以硝硫混酸中硝酸的摩尔量计，邻二甲苯与硝硫混酸的摩尔比为1:1.5-2。邻二甲苯和硝硫混酸在混合器内混合后，由氮气压入双环形硝化反应器，邻二甲苯和硝硫混酸混合物料的进料流速为1.5-2m/s。混合物料压入硝化***中，有机相和酸相充分接触进行多级硝化反应。通过换热器控制各级环形硝化反应器内的温度为10-25℃。
反应液流出硝化***进入第一分相槽内分层，第一分相槽内下层的酸液经过干燥设备处理后返回至硝硫混酸高位槽循环利用；上层的油相进入洗涤***进行二级迷宫洗涤。洗涤液在第二分相槽内分层，第二分相槽的下层酸水层进入MVR***，收集的冷凝液返回至洗涤***，浓缩液返回至硝硫混酸高位槽。第二分相槽的上层进入精馏***进行四级精馏处理，收集得到4-硝基邻二甲苯。收集的邻二甲苯返回至邻二甲苯高位槽循环利用。
连续化生产结束后，邻二甲苯的转化率为93％，硝化反应液(为硝化***最后一级反应器出料口的反应液，每30min取样一次)中，4-硝基邻二甲苯的含量大于89％，精馏收集的4-硝基邻二甲苯的纯度大于99.6％(GC面积归一法纯度)。
4-硝基邻二甲苯与3-戊酮泵至氢化反应器内，4-硝基邻二甲苯与3-戊酮的进料摩尔比为1:1.1-1.5，催化剂为Pt-Pd/C，催化剂投料当量为0.1eqv(以4-硝基邻二甲苯为基准)。用氮气、氢气分别对高压釜内的空气进行置换3～5次。开启进氢阀，缓慢开启高压釜氢气进气阀，控制进氢速度与压力(0.2～0.5MPa)，对高压釜内的空气进行置换3～5次，置换完后控制压力在0.75MPa左右。升温至65-80℃，调节氢气减压阀，控制釜内压力≤1.0MPa，进行催化氢化反应，反应后期，氢气用量缓慢，取样分析，当反应液中4-硝基邻二甲苯的GC含量小于1％时(物料在氢化反应器内停留时间为1-2h)，停止反应。
反应液经过滤器过滤，回收的催化剂返回至氢化反应器内循环套用，滤液分相处理，水相进入MVR浓缩***；油相进入降膜蒸发***，收集N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺馏分；收集的4-硝基邻二甲苯与3-戊酮分别通过管道转至各自的储罐中循环套用。
经过测定，4-硝基邻二甲苯的转化率为99％，N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺的收率为98.1％，GC纯度为99.5％。
实施例2
和实施例1相比，区别在于，硝硫混酸中，硝酸和硫酸的摩尔比为1:0.1-0.44；以硝硫混酸中硝酸的摩尔量计，邻二甲苯与硝硫混酸的摩尔比为1:1.1-2；邻二甲苯和硝硫混酸混合物料的进料流速为1.5-2m/s。通过换热器控制各级环形硝化反应器内的温度为10-15℃。
连续化生产结束后，邻二甲苯的转化率为96.5％，硝化反应液(为硝化***最后一级反应器出料口的反应液，每30min取样一次)中，4-硝基邻二甲苯的含量大于93％，精馏收集的4-硝基邻二甲苯的纯度大于99.6％(GC面积归一法纯度)。
催化氢化反应中，4-硝基邻二甲苯与3-戊酮的进料摩尔比为1:1.5-2，催化剂为雷尼镍，催化剂投料当量为0.1eqv(以4-硝基邻二甲苯为基准)。控制氢气压力在0.6-0.75MPa。升温至65-80℃，物料在氢化反应器内停留时间为2-3h。
经过测定，4-硝基邻二甲苯的转化率为99％，N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺的收率为98.1％，GC纯度为99.5％。
实施例3
和实施例1相比，区别在于，催化氢化反应中，向氢化反应器中投加
0.1-0.2eqv(以4-硝基邻二甲苯为基准)的十二烷基磺酸，控制反应体系的pH为5.5-6之间，物料在氢化反应器内的停留时间为0.5-1h。连续化反应结束后，经过测定，4-硝基邻二甲苯的转化率为99.6％，N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺的收率为99.1％，GC纯度为99.5％。

Claims (9)

1.一种N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺的连续化生产装置，其特征在于，包括硝化***、洗涤***、精馏***、氢化反应器和降膜蒸发***；硝化***由多台卧式双环形硝化反应器叠置而成，洗涤***由多级迷宫洗涤槽串联而成；精馏***由多级精馏塔串联而成；降膜蒸发***为多级串联的降膜蒸发器；还包括串联在硝化***与洗涤***之间的第一分相槽；串联在洗涤***与精馏***之间的第二分相槽；
最后一级双环形硝化反应器的出口与第一分相槽入口连接，第一分相槽的油相出口与洗涤***的第一级迷宫洗涤槽的入口连接，洗涤***的最后一级迷宫洗涤槽的出口与第二分相槽入口连接，第二分相槽的油相出口与精馏***的第一级精馏塔的入口连接，精馏***的最后一级精馏塔的出口与4-硝基邻二甲苯储罐入口连接；
4-硝基邻二甲苯储罐出口与氢化反应器物料入口连接，氢化反应器的出口与过滤器相连，过滤器的出口与第三分相槽入口连接，第三分相槽的油相进入降膜蒸发***的第一级降膜蒸发器，最后一级降膜蒸发器的出口与N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺储罐连接；
每台双环形硝化反应器包括：
主通道，其一端的顶面带有进料口，另一端的底面带有出料口；
两条返料子通道，位于主通道外部两侧且并联在主通道的两端之间；
推进式搅拌桨，沿主通道长度方向布置，推进方向为出料口至进料口；
相邻两台双环形硝化反应器的主通道布置方向相反，即上方一台的出料口正对下方一台的进料口；
所述的双环形硝化反应器的横截面呈8字形。
2.如权利要求1所述N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺的连续化生产装置，其特征在于，硝化***由四级串联的双环形硝化反应器叠置而成，洗涤***由二级迷宫洗涤槽串联而成，精馏***由三级精馏塔串联而成；降膜蒸发***有两级降膜蒸发器串联而成。
3.如权利要求2所述N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺的连续化生产装置，其特征在于，第一分相槽的水相出口与干燥浓缩设备入口连接，干燥浓缩设备的出口与硝硫混酸高位槽入口相连；第二分相槽的水相出口与MVR浓缩***连接，MVR浓缩***的冷凝液通过管道接入迷宫洗涤槽作为洗涤用水回用，MVR浓缩***的浓缩液通过管路接入硝硫混酸高位槽；精馏***收集的邻二甲苯馏分通过管路接入邻二甲苯高位槽中循环套用。
4.采用权利要求1-3任一项连续化生产装置的方法，其特征在于，4-硝基邻二甲苯与3-戊酮在氢化反应器内进行催化氢化反应，再经降膜蒸发***制得N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺；催化剂为Pt-Pd/C、Pd/C和雷尼镍的一种或多种；4-硝基邻二甲苯与3-戊酮的进料摩尔比为1:1.1-3；氢气压为0.5-1MPa，反应温度为65-80℃。
5.采用权利要求4所述的方法，其特征在于，催化氢化反应在pH为5.5-7的条件下进行。
6.采用权利要求5所述的方法，其特征在于，催化氢化反应的时间为0.5-3h。
7.采用权利要求6所述的方法，其特征在于，向催化氢化反应体系中投加C2-12的羧酸或磺酸，并控制pH为6-7。
8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括4-硝基邻二甲苯的连续化合成：邻二甲苯和硝硫混酸混合后压入硝化***中进行硝化反应，反应液进入第一分相槽内分层，上层油相进入洗涤***进行迷宫洗涤；洗涤液在第二分相槽内分层，其上层进入精馏***进行精馏处理，收集得到4-硝基邻二甲苯。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，如权利要求6所述的合成方法，其特征在于，硝化反应中，所述的硝硫混酸为硝酸和硫酸的混合溶液，其中，硝酸和硫酸的摩尔比为1:0.1-1；以硝硫混酸中硝酸的摩尔量计，邻二甲苯与硝硫混酸的摩尔比为1:1.05-5；各环形硝化反应器内的硝化反应温度为10-25℃；邻二甲苯和硝硫混酸混合物料的进料流速为1.5-10m/s。
CN201510939077.XA 2015-12-15 2015-12-15 一种n‑(1‑乙基丙基)‑3,4‑二甲基苯胺连续化生产装置及方法 Active CN105348113B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510939077.XA CN105348113B (zh) 2015-12-15 2015-12-15 一种n‑(1‑乙基丙基)‑3,4‑二甲基苯胺连续化生产装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510939077.XA CN105348113B (zh) 2015-12-15 2015-12-15 一种n‑(1‑乙基丙基)‑3,4‑二甲基苯胺连续化生产装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105348113A CN105348113A (zh) 2016-02-24
CN105348113B true CN105348113B (zh) 2017-04-19

Family

ID=55324201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510939077.XA Active CN105348113B (zh) 2015-12-15 2015-12-15 一种n‑(1‑乙基丙基)‑3,4‑二甲基苯胺连续化生产装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105348113B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112920060A (zh) * 2021-01-28 2021-06-08 浙江吉泰新材料股份有限公司 一种2,6-二氯-4-氨基苯酚的合成装置及其应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1793106A (zh) * 2006-01-17 2006-06-28 甘肃银光化学工业集团有限公司 连续制备二硝基甲苯的方法及其装置
CN1944393A (zh) * 2006-06-05 2007-04-11 甘肃银光化学工业集团有限公司 连续制备硝基二甲苯异构体单体的方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1442514A (en) * 1973-06-25 1976-07-14 American Cyanamid Co N-alkyl-3,4-xylidines and their nitration
US4740621A (en) * 1985-11-01 1988-04-26 First Chemical Corporation Co-production of an aromatic monoamine and an aromatic diamine directly from benzene or a benzene derivative through controlled nitration
CN101302168B (zh) * 2008-05-22 2012-11-28 青岛瀚生生物科技股份有限公司 N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺的制法
CN103342646B (zh) * 2013-07-01 2015-04-22 绍兴贝斯美化工有限公司 一种高选择性合成4-硝基邻二甲苯的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1793106A (zh) * 2006-01-17 2006-06-28 甘肃银光化学工业集团有限公司 连续制备二硝基甲苯的方法及其装置
CN1944393A (zh) * 2006-06-05 2007-04-11 甘肃银光化学工业集团有限公司 连续制备硝基二甲苯异构体单体的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105348113A (zh) 2016-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102442905B (zh) 连续酯化制备己二酸二甲酯的方法
CN107522602B (zh) 一种制备dmm2的工艺及***
CN110218151B (zh) 一种塔釜闪蒸式热泵反应精馏制备丙酸丙酯的装置和方法
CN106565500A (zh) 一种微通道反应器合成2,5‑二氯苯胺的方法
CN109134231A (zh) 一种微分环流连续生产氯乙酸的装置与工艺
CN109369607B (zh) 一种共沸催化反应合成三聚甲醛的装置和方法
CN107973720A (zh) 一种微通道反应器合成3,4-二氯苯胺的方法
CN103360265B (zh) 一种二硝基苯连续加氢及其反应热回收利用方法
CN101239916A (zh) 苯胺后处理***及方法
CN105348113B (zh) 一种n‑(1‑乙基丙基)‑3,4‑二甲基苯胺连续化生产装置及方法
CN109806816A (zh) 一种连续循环法生产的氯化反应装置
CN102875328A (zh) 酯交换法合成仲丁醇的催化精馏工艺及其生产设备
CN105348105B (zh) 一种4‑硝基邻二甲苯的连续化合成***及合成方法
CN105622366B (zh) 一种生产聚甲氧基二甲醚dmm3‑5的装置及方法
CN110483282B (zh) 一种生产高浓度乙二醇双乙酸酯的装置和方法
CN209378964U (zh) 共沸催化反应塔
CN112110831A (zh) 非均相催化反应精馏合成精异丙甲草胺-亚胺的方法
CN104529730A (zh) 一种由2-戊烯制备3-戊酮的方法
CN208814917U (zh) 一种甲醛与甲醇反应制取甲缩醛的催化精馏塔
CN110655470A (zh) 一种邻氯苯胺的制备方法
CN100387340C (zh) 磷钨酸阴离子插层铝锶水滑石烷基化固体酸催化剂制备方法
CN113735695A (zh) 一种采用高碳烯烃制备高碳醛的方法及其生产装置
CN109180636B (zh) 一种萃取与催化技术耦合合成三聚甲醛的装置及方法
CN210261603U (zh) 一种n-甲基二乙醇胺的生产装置
CN109232516B (zh) 一种多功能膜合成三聚甲醛及dmm3-8的装置和方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address

Address after: 312369 Hangzhou Bay Shangyu economic and Technological Development Zone, Shaoxing, Zhejiang, Shangyu

Patentee after: Chemical Limited by Share Ltd

Address before: 312369 Shangyu Hangzhou Bay Economic and Technological Development Zone, Shaoxing, Zhejiang

Patentee before: BSM Chemical Co., Ltd.

CP03 Change of name, title or address