CN107619373A - 一种高纯度对硝基苯胺的连续合成方法 - Google Patents

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储政
袁俊秀
徐冬梅
封心领
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Abstract

本发明提供一种对硝基苯胺合成新工艺。该工艺以对硝基氯苯、氨水为原料，在固定床反应器或者列管式反应器中，在催化剂存在的情况下，氨化反应制备对硝基苯胺粗产品，粗产品通过分离回收等工艺制备对硝基苯胺，同时得到氯化铵副产，过量的氨进行回收循环套用，该工艺对硝基氯苯转化率达到100%，对硝基苯胺纯度达到99.9%，是一种绿色环保新工艺。

Description

一种高纯度对硝基苯胺的连续合成方法
技术领域
本发明属于精细化工领域，涉及到对硝基氯苯胺化制备高纯度对硝基苯胺的方法。
背景技术
对硝基苯胺(Para-Nitroanillne)是一个重要的有机合成原料，主要用于制造偶氮染料，如直接墨绿B、酸性媒介棕G、酸性黑10B 、酸性毛元ATT、毛皮黑D 和直接版D等；还可以作兽药和农药的中间体； 并可用于制造对苯二胺，后者用作高强度聚合物的中间体，出口量大；此外，对硝基苯胺还可制取抗氧化剂和防腐剂。由于对硝基苯胺应用的广泛性和重要性，因此其合成工艺的研究日益受到人们的重视。
对硝基苯胺的合成方法一般有两种：一是氨解法，将对硝基氯化苯、浓氨水于高压釜中140～l75 ℃ 、4.0～5.5 MPa的条件下反应1 5～20 h，生成对硝基苯胺，经结晶、甩滤即得成品；二是硝化水解法，N-乙酰苯胺经混酸硝化得对硝基-N-乙酰苯胺，再加热水解得成品。国内的生产厂家普遍采用第一种方法，但间歇式的氨解法生产工艺存在着产品质量不稳定，反应周期长，生产能耗高，同时产生大量含盐废水的缺陷，随着国内环保要求越来越严格，迫切需要开发新的环境友好、能耗低、产品质量稳定的对硝基苯胺合成新工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种连续法合成高纯度对硝基苯胺新工艺。
本发明的目的通过以下技术方案来实现的：以对硝基氯苯、氨水为原料，在固定床反应器或者列管式反应器中，在催化剂存在的情况下，氨化反应制备粗产品，粗产品通过分离回收等工艺制备对硝基苯胺，同时得到氯化铵副产，过量的氨进行回收循环套用，该工艺对硝基氯苯转化率达到100%，对硝基苯胺纯度达到99.9%，是一种绿色环保新工艺。
一般地，连续法合成对硝基苯胺新工艺，具有如下特征：
1、所述的催化剂为分子筛、瓷球、磁环或者其它用以改善液体分布的填料。
2、所述的氨为氨水，优选氨水质量浓度在35%以上，氨水浓度不够可以充入部分液氨。
3、所述的反应温度为120~260℃，优选150~190℃。
4、所述的氨和对硝基氯苯物质的量之比为1.5~20倍，对硝基氯苯预先加热到85℃以上，通过泵送入反应器。
5、所述的对硝基氯苯体积空速为0.2~3h-1。
6、所述的反应压力控制范围为0.5~5MPa。
7、所述的粗产品分离提纯工艺，采取的是常规蒸馏、结晶过滤、冷却压缩、精馏工艺，分离出对硝基苯胺、氯化铵和氨，氨水回收利用套用，氯化铵作为副产。
本发明的有益效果：
1、环境友好、能耗低、产品质量稳定；
2、该工艺对硝基氯苯转化率达到100%，对硝基苯胺纯度达到99.9%。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明加以详细描述。
实施例1
在固定床反应器中加入球状分子筛（40-60目），氨和对硝基氯苯物质的量比为3：1，氨水质量浓度35%，对硝基氯苯预先加热到90℃，反应温度为182℃，反应压力为2.5MPa，对硝基氯苯体积空速为0.5h-1，出来的对硝基苯胺粗产品首先减压、冷却、结晶，过滤分离出对硝基苯胺和氨水的氯化铵混合液。气相色谱分析对硝基苯胺纯度为99.99%，对硝基氯苯转化率100%。
实施例2
在固定床反应器中加入球状分子筛（40-60目），氨和对硝基氯苯物质的量比为4：1，氨水质量浓度40%，对硝基氯苯预先加热到85℃，反应温度为185℃，反应压力为3.5MPa，对硝基氯苯体积空速为0.3h-1，出来的对硝基苯胺粗产品首先减压、冷却、结晶，过滤分离出对硝基苯胺和氨水的氯化铵混合液。气相色谱分析对硝基苯胺纯度为99.99%，对硝基氯苯转化率100%。
实施例3
在固定床反应器中加入磁环（20-40目），氨和对硝基氯苯物质的量比为5：1，氨水质量浓度38.0%，对硝基氯苯预先加热到85℃，反应温度为190℃，反应压力为3.5MPa，对硝基氯苯体积空速为1.2h-1，出来的对硝基苯胺粗产品首先减压、冷却、结晶，过滤分离出对硝基苯胺和氨水的氯化铵混合液。气相色谱分析对硝基苯胺纯度为99.99%，对硝基氯苯转化率100%。
实施例4
在固定床反应器中加入磁环（20-40目），氨和对硝基氯苯物质的量比为7：1，氨水质量浓度45.0%（充入部分液氨），对硝基氯苯预先加热到85℃，反应温度为190℃，反应压力为4.0MPa，对硝基氯苯体积空速为0.7h-1，出来的对硝基苯胺粗产品首先减压、冷却、结晶，过滤分离出对硝基苯胺和氨水的氯化铵混合液。气相色谱分析对硝基苯胺纯度为99.99%，对硝基氯苯转化率100%。
实施例5
在固定床反应器中加入球状分子筛（20-40目），氨和对硝基氯苯物质的量比为3.5：1，氨水质量浓度38.0%，对硝基氯苯预先加热到85℃，反应温度为210℃，反应压力为4.0MPa，对硝基氯苯体积空速为0.4h-1，出来的对硝基苯胺粗产品首先减压、冷却、结晶，过滤分离出对硝基苯胺和氨水的氯化铵混合液。气相色谱分析对硝基苯胺纯度为99.99%，对硝基氯苯转化率100%。

Claims (10)

1.一种高纯度对硝基苯胺的连续合成方法，其特征是以对硝基氯苯、高浓度氨水为原料，在固定床反应器或者列管式反应器中，在催化剂存在下，氨化反应制备对硝基苯胺粗产品，粗产品通过分离回收工艺制得对硝基苯胺纯品，同时副产氯化铵，氨水进行回收循环利用。
2.根据权利要求1所述的高纯度对硝基苯胺的连续合成方法，其特征是在固定床反应器或者列管式反应器中加入改善液体分布的填料。
3.根据权利要求2所述的高纯度对硝基苯胺的连续合成方法，其特征是所述改善改善液体分布的填料为分子筛、瓷球、磁环中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的高纯度对硝基苯胺的连续合成方法，其特征是所述的高浓度氨水质量浓度为35%以上。
5.根据权利要求1所述的高纯度对硝基苯胺的连续合成方法，其特征是所述的反应温度为120~260℃。
6.根据权利要求4所述的高纯度对硝基苯胺的连续合成方法，其特征是所述的反应温度为150~190℃。
7.根据权利要求1所述的高纯度对硝基苯胺的连续合成方法，其特征是所述的氨和对硝基氯苯物质的量之比为1.5~20：1，对硝基氯苯预先加热到85℃以上。
8.根据权利要求1所述的高纯度对硝基苯胺的连续合成方法，其特征是所述的对硝基氯苯体积空速为0.2~3h-1。
9.根据权利要求1所述的高纯度对硝基苯胺的连续合成方法，其特征是所述的反应压力控制范围为0.5~5MPa。
10.根据权利要求1所述的高纯度对硝基苯胺的连续合成方法，其特征是所述的粗产品分离提纯工艺，采取的是结晶过滤、冷却压缩、蒸馏、精馏工艺，分离出对硝基苯胺、氯化铵和氨，氨水回收利用，氯化铵作为副产。
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