一种连续合成对硝基苯胺的方法技术

本发明专利技术提供一种连续合成对硝基苯胺的方法,包括下述步骤：将对硝基氯苯溶液和氨水溶液混合，在第一微反应器中进行高温氨解反应，在第二微反应器中进行反应液冷却，得到对硝基苯胺；其中，所述对硝基氯苯溶液的溶剂为N

【技术实现步骤摘要】
一种连续合成对硝基苯胺的方法


[0001]本专利技术涉及合成对硝基苯胺的
，具体是一种连续合成对硝基苯胺的方法。

技术介绍

[0002]对硝基苯胺是一种重要的精细化学品，将对硝基苯胺通过铁还原或催化氢化是生成对苯二胺的重要路线，也作为4
‑
氨基乙酰苯胺、2, 6
‑
二氯
‑4‑
硝基苯胺及2
‑
溴
‑4‑
硝基苯胺等化学品合成原料，对硝基苯胺经重氮化、还原及水解制得的4
‑
硝基苯肼是生产吡唑啉酮偶氮偶联组份的中间体，此外，对硝基苯胺可作为生产分散单偶氮染料和颜料的重氮组分，也可用于合成直接耐晒黑G等染料。
[0003]Ullmann化学工业百科全书（Mitchell & Waring (2011).Nitro Compounds, Aromatic.In Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry.）中提到以对硝基氯苯为起始原料的氨解法和以N
‑
乙酰苯胺为起始原料的硝化水解法是合成对硝基苯胺的重要合成方法，而与硝化水解法相比，氨解法具有更可观的经济性，将对硝基氯苯和显著过量的浓氨水置于高压釜式反应器中于140
‑
180 o
C及3.7
‑
5.5 MPa的条件下反应15
‑
20 h可制备得对硝基苯胺，但高压釜中间歇氨解过程存在安全风险高、生产效率低、产品质量不稳定及氨水过度消耗等缺陷。
[0004]近年来研究人员也尝试通过引入催化剂或采用连续化改造等方式以开发对硝基苯胺的绿色高效合成工艺路线，如专利CN102001952 A引入四丁基溴化铵等相转移催化剂在相对温和的条件下制备对硝基苯胺，专利CN107619373 A在固定床反应器或列管式反应器中引入分子筛、磁环等催化剂连续合成高纯度对硝基苯胺，专利CN102617361 A以235
‑
245 o
C、10.1
‑
14.0 MPa的反应条件在管道化反应器中连续合成对硝基苯胺。而上述合成方法在过程效率、生产成本、工艺稳定性及/或过程安全性等方面存在一定缺陷，产业界对基于氨解法的对硝基苯胺传统合成路线过程强化技术的开发仍旧需求强烈。

技术实现思路

[0005]为了克服目前对硝基苯胺传统合成过程中安全风险高、过程效率低、工艺稳定性差及氨水过度消耗等问题，本专利技术基于微反应技术并以N
‑
甲基吡咯烷酮为溶剂提供了一种连续非催化合成对硝基苯胺的方法，不仅可以显著降低过程安全风险，大幅缩短反应周期，而且工艺操作简单便于调控，工艺稳定性强，可以有效解决
技术介绍
中提出的问题。
[0006]本专利技术提供的一种连续合成对硝基苯胺的方法，包括下述步骤：将对硝基氯苯溶液和氨水溶液混合，在第一微反应器中进行高温氨解反应，在第二微反应器中进行反应液冷却，得到对硝基苯胺；其中，所述对硝基氯苯溶液的溶剂为N
‑
甲基吡咯烷酮。
[0007]优选地，包括下述具体步骤：S1、以N
‑
甲基吡咯烷酮为溶剂配制一定浓度的对硝基氯苯溶液，以水为溶剂配制一定浓度的氨水溶液，备用；
S2、将所述对硝基氯苯溶液与氨水溶液分别通过蠕动泵输送至原料混合釜中搅拌混合完全，得到的原料混合液利用计量泵送入空气浴控温区的第一微反应器中进行高温氨解反应，得到反应液；其中，计量泵输送时，引入单向阀来避免体系压力不稳导致的倒流；S3、所述反应液从空气浴控温区流入冰水浴冷却区的第二微反应器中进行冷却，在所述第二微反应器的尾端收集样品，得到对硝基苯胺。
[0008]优选地，所述高温氨解反应的反应温度为200
‑
260
o
C，反应时间为30
‑
150min。
[0009]优选地，所述高温氨解反应的反应温度为220
‑
240
o
C，反应时间为60
‑
80min。
[0010]优选地，所述反应液冷却至0
‑5o
C。
[0011]优选地，所述对硝基氯苯溶液的浓度为0.5
‑
1.2M。
[0012]优选地，所述氨水溶液的浓度为20
‑
35wt%。
[0013]优选地，所述对硝基氯苯与氨水的摩尔比为1.0：2.0
‑
12.0。
[0014]优选地，所述对硝基氯苯与氨水的摩尔比为1.0：8.0
‑
10.0。
[0015]优选地，所述第一微反应器和第二微反应器的通道均为特征尺寸400
‑
3000μm的毛细管式、填充床式、曲径式、层叠式结构中的至少一种。
[0016]相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：本专利技术采用N
‑
甲基吡咯烷酮为溶剂配制的对硝基氯苯溶液与氨水溶液在微反应器内连续高温氨解制备对硝基苯胺，相比于现有技术，反应时间由间歇高压釜式数十小时大幅缩短至80 min以内，氨水当量控制在12.0以内，且反应体系持液量大幅降低，过程效率显著改善，有效增强了过程安全性，连续化操作简单且工艺可控，工艺过程更绿色高效。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例的结构示意图。
[0018]其中，1、第一储罐；2、第二储罐；3、第一蠕动泵；4、第二蠕动泵；5、搅拌装置；6 原料混合釜；7、废液罐；8、第三储罐；9、第一计量泵10、第二计量泵；11、第二三通球阀；12、第二单向阀；13、第一三通球阀； 14、第一单向阀；15、第一微反应器；16、空气浴控温区；17、第二微反应器；18、冰水浴冷却区；19、背压阀；20、样品收集罐。
具体实施方式
[0019]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。
[0020]实施例1如图1所示，一种连续合成对硝基苯胺的方法，包括下述步骤：将0.6 M的对硝基氯苯溶液和25wt%的氨水溶液分别置于第一储罐1和第二储罐2中，两股物料分别通过第一蠕动泵3和第二蠕动泵4输送至原料混合釜6中经过搅拌装置5搅拌充分混合，通过调节两股物料之间的流量比例控制氨水摩尔当量为10，混合后的原料液通过第一计量泵9经第一单向阀14输送至空气浴控温区16的第一微反应器15中进行高温氨解反应，空气浴控温区的温度控制在234
o
C，通过调节第一蠕动泵3、第二蠕动泵4及第一计量泵9之间的流量比例以控制反应液在控温区的停留时间为74.6min，并维持原料混合釜6中的液位高度保持恒定，反应后的反应液进入冰水浴冷却区18的第二微反应器17中利用冷流体换热来抑制反应，冷却在
0℃，反应抑制段的停留时间为7.2 min，通过背压阀19控制体系的压力稳定在750psi，反应产物在第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续合成对硝基苯胺的方法,其特征在于，包括下述步骤：将对硝基氯苯溶液和氨水溶液混合，在第一微反应器中进行高温氨解反应，在第二微反应器中进行反应液冷却，得到对硝基苯胺；其中，所述对硝基氯苯溶液的溶剂为N
‑
甲基吡咯烷酮。2.如权利要求1所述的连续合成对硝基苯胺的方法，其特征在于，包括下述具体步骤：S1、以N
‑
甲基吡咯烷酮为溶剂配制一定浓度的对硝基氯苯溶液，以水为溶剂配制一定浓度的氨水溶液，备用；S2、将所述对硝基氯苯溶液与氨水溶液分别通过蠕动泵输送至原料混合釜中搅拌混合完全，得到的原料混合液利用计量泵送入空气浴控温区的第一微反应器中进行高温氨解反应，得到反应液；S3、所述反应液从空气浴控温区流入冰水浴冷却区的第二微反应器中进行冷却，在所述第二微反应器的尾端收集样品，得到对硝基苯胺。3.如权利要求1或2所述的连续合成对硝基苯胺的方法，其特征在于，所述高温氨解反应的反应温度为200
‑
260
o
C，反应时间为30
‑
150min。4.如权利要求3所述的连续合成对硝基苯胺的方法，其特征在于，所述高温氨解反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：主凯，胡猛，黄益平，郭凯，方正，李双涛，周峰，
申请(专利权)人：中建安装集团有限公司，
类型：发明
国别省市：