基于固定床微反应器连续高效合成3,4-二氯苯胺的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于固定床微反应器连续高效合成3,4

【技术实现步骤摘要】
基于固定床微反应器连续高效合成3,4
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二氯苯胺的方法


[0001]本专利技术涉及3,4
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二氯苯胺合成
，具体涉及一种基于固定床微反应器连续高效合成3,4
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二氯苯胺的方法。

技术介绍

[0002]3,4
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二氯苯胺是精细化工领域中常用的化学中间体，主要用于农药、医药和染料中间体的制备，其结构式如下：
[0003][0004]3,4
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二氯苯胺在农药制备领域中主要用于合成敌草隆、敌稗和利谷隆等除草剂；在医药领域主要用于杀菌剂TCC的合成；染料工业上主要用作合成偶氮染料和分散红；此外3,4
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二氯苯胺还可用于制备3,4
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二氯苯酚和毛织品等。近年来，我国对于除草剂和染料的市场需求日益增长，其为3,4
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二氯苯胺的广泛应用奠定了良好的基础，因此其新型生产工艺的开发具有广阔的市场前景。
[0005]目前国内外生产3,4
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二氯苯胺的方法主要有铁粉还原法和催化加氢法。铁粉还原法以3,4
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二氯硝基苯作为原料，在稀酸介质中用铁粉还原后经中和、分离和精制可得3,4
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二氯苯胺。其工艺路线简单，但由于生产过程中产生的三废较多，污染严重，已被国家发改委列入勒令淘汰的落后生产工艺。催化加氢法以3,4
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二氯硝基苯作为原料，醇类溶剂作为介质，采用合适的催化剂，在加温加压条件下进行加氢反应制得，其原料成本较低，产品收率高，满足原子经济性的要求，因此更符合清洁工艺的发展需要。目前工业生产中利用催化加氢生产3,4
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二氯苯胺的过程大多在传统的加氢釜中进行，其存在下列的缺陷：
[0006]催化加氢反应是典型的气液固三相反应，在间歇式反应釜中进行操作时，为保证三相之间的充分接触，通常需要高温高压以及较长的反应时间，能耗高；间歇釜反应器体积大，安全性差；间歇釜内返混严重，易导致反应体系中产生脱氯杂质，影响最终产品的纯度并给后处理造成较大的困难；同时，在间歇式反应釜内进行反应对催化剂的用量大且易损失。微反应器具有混合效率高，传质传热性能好和本质安全等优点，其应用于有机合成领域，可以实现反应过程的连续化，减小反应器体积，精准控制反应条件，提高反应的产率和选择性。因此，基于微反应器技术来发展催化加氢连续合成3,4
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二氯苯胺的方法，可以减小反应器体积，提高过程安全性，减小生产能耗，改善产品质量，具有重要的经济、安全和环保价值。
[0007]公开号为CN 107973720 A的专利说明书公开了一种微通道反应器合成3,4
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二氯苯胺的方法，将3,4
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二氯硝基苯溶解于溶剂中，加入负载Pd的活性炭催化剂，加入脱氯抑制
剂后预热；预热后与氢气进入反应模块组进行反应，后处理得到3,4
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二氯苯胺。可见，该专利技术的整体专利技术构思和技术路线是：1、先形成3,4
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二氯硝基苯溶液和催化剂的悬浮液，并且必须加入脱氯抑制剂；2、悬浮液预热后与氢气在微通道反应器内反应得到3,4
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二氯苯胺。具体的，反应压力仅为0.5～1.5MPa，其受到反应模块可承受的最大安全压力1.5～1.8MPa限制，无法进一步提高，因此反应效率也受限。此外，根据该专利技术催化剂加入底物溶液中形成悬浮液进行反应的方式，可以合理推测其反应过程中不可避免地存在催化剂沉降、物料返混等问题，而且其后续必然有从产物3,4
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二氯苯胺中分离回收催化剂的步骤，操作繁琐。

技术实现思路

[0008]针对上述技术问题以及本领域存在的不足之处，本专利技术提供了一种基于固定床微反应器连续高效合成3,4
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二氯苯胺的方法，以填有固体颗粒催化剂的微填充床反应器为所述固定床微反应器，该反应器与传统反应器相比具有传质传热效率高、操作连续、可精确控制反应时间、占地面积小、便于放大、绿色安全环保等优点；该方法操作简单、放热可控、反应周期短、环保安全、节省人力，且所得产品纯度高，脱氯副产物含量极少，无需额外加入脱氯抑制剂。
[0009]一种基于固定床微反应器连续高效合成3,4
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二氯苯胺的方法，包括步骤：
[0010](1)以3,4
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二氯硝基苯为原料，将其溶解于溶剂中作为待加氢底物溶液；
[0011](2)将所述待加氢底物溶液与氢气进入微混合器内进行混合，形成具有良好气液微分散状态的气液混合物，然后进入填有固体颗粒催化剂的微填充床反应器中进行反应；
[0012]所述反应的温度为30～150℃，压力为1～5MPa；
[0013]所述气液混合物在所述微填充床反应器内的停留时间为10～120s；
[0014](3)反应结束后得到的气液混合物进行气液分离，液体产物进入后续的分离纯化系统。
[0015]本专利技术的构思和技术路线在于：1、先将含3,4
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二氯硝基苯的待加氢底物溶液与氢气在微混合器内混合形成具有良好气液微分散状态的气液混合物；2、将得到的气液混合物进入填有固体颗粒催化剂的微填充床反应器中进行反应，催化剂不会被反应液带出，产物仍为气液混合物，无需分离固体颗粒催化剂；3、微填充床反应器内流体流型为理想的平推流，无明显返混，从而有效地抑制脱氯反应，延长催化剂的使用寿命。
[0016]在上述构思和技术路线的基础上，针对气液混合物与固定床微反应器，本专利技术进一步优化控制与之相适应的反应温度、反应压力以及气液混合物在装有催化剂的固定床微反应器内的停留时间，实现最大反应效率和产物收率、纯度。本专利技术方法中，在固定床微反应器内的催化加氢反应过程中，反应压力可高达5MPa，显著提高了反应效率，缩短了反应周期。
[0017]本专利技术方法利用了填有固体颗粒催化剂的微填充床反应器高效的传质传热性能，强化了加氢反应过程中的气液固传质，大大降低了反应的停留时间，同时通过对反应时间分布和反应温度、反应压力的良好控制，大大地抑制了脱氯副反应，提高了反应转化率和产品纯度，在不使用脱氯抑制剂的情况下，产品的脱氯含量不超过0.3％，减少了脱氯产物对反应设备的腐蚀以及设备的维修护理费用，并且避免了脱氯产物与3,4
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二氯苯胺难以分离
的问题。
[0018]步骤(1)中，所述溶剂优选为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、四氢呋喃中的至少一种。
[0019]3,4
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二氯硝基苯在待加氢底物溶液中的浓度影响反应转化率、产品纯度。在本专利技术方法体系中，步骤(1)中，所述3,4
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二氯硝基苯在溶剂中的质量浓度优选为5wt％～40wt％，进一步优选为5wt％～15wt％。
[0020]步骤(2)中，所述微混合器优选包括膜分散反应器、微筛孔反应器、T型反应器中的一种，也可以是其它能实现本专利技术气液体系均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于固定床微反应器连续高效合成3,4
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二氯苯胺的方法，其特征在于，包括步骤：(1)以3,4
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二氯硝基苯为原料，将其溶解于溶剂中作为待加氢底物溶液；(2)将所述待加氢底物溶液与氢气进入微混合器内进行混合，形成具有良好气液微分散状态的气液混合物，然后进入填有固体颗粒催化剂的微填充床反应器中进行反应；所述反应的温度为30～150℃，压力为1～5MPa；所述气液混合物在所述微填充床反应器内的停留时间为10～120s；(3)反应结束后得到的气液混合物进行气液分离，液体产物进入后续的分离纯化系统。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、四氢呋喃中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述3,4
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二氯硝基苯在溶剂中的质量浓度为5wt％～40wt％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述微混合器包括膜分散反应器、微筛...

【专利技术属性】
技术研发人员：张吉松，段笑楠，徐万福，傅伟松，陈华祥，黄振夫，丁亚刚，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：