一种用于4-氨基二苯胺前体的连续生产设备及生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种用于4

【技术实现步骤摘要】
一种用于4
‑
氨基二苯胺前体的连续生产设备及生产工艺


[0001]本专利技术属于化工生产
，具体涉及一种用于4
‑
氨基二苯胺前体的连续生产设备及生产工艺。

技术介绍

[0002]4‑
氨基二苯胺(4
‑
Aminodiphenylamine，简称4
‑
ADPA)，又称对氨基二苯胺、N
‑
苯基对苯二胺、RT培司。纯净的4
‑
ADPA外观为针状结晶，几乎不溶于水，溶于稀盐酸，易溶于无水乙醇、乙醚等有机溶剂，熔铸体熔点为75℃，在光或暴露在空气中逐渐变为紫黑色，工业品通常是一种有较强的刺激性气体味的灰褐色固体。
[0003]4‑
ADPA是一种重要的化工中间体，它在橡胶助剂、染料、印刷等工业领域均有广泛应用，主要用于生产橡胶防老剂4010、4010NA、4020及688等。据统计4
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ADPA在4010NA和4020上的使用量占总量的95％以上，另外还用于合成蓝色盐VRT、酸性大红GR、分散黄GFL等染料。
[0004]目前，4
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ADPA的工业制备方法主要包括：二苯胺法、甲酰苯胺法和硝基苯法。其中，4
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亚硝基二苯胺和4
‑
硝基二苯胺是用于生产4
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氨基二苯胺的前体。
[0005]二苯胺法是以二苯胺、无机酸、亚硝酸盐为原料，经亚硝化反应得到N
‑
亚硝基二苯胺，再用无水氯化氢进行重排生成4
‑
亚硝基二苯胺盐酸盐，用碱中和生成4
‑
亚硝基二苯胺，最后还原即得4
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氨基二苯胺。该工艺流程短，反应条件温和，但生产过程中会产生大量废水。
[0006]甲酰苯胺法是以苯胺、甲酸、对硝基氯化苯为原料，先生成甲酰苯胺，再与对硝基氯化苯缩合，得到N
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甲酰基二苯胺，而后脱羧基生成4
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亚硝基二苯胺，还原4
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亚硝基二苯胺即得4
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氨基二苯胺。由于国内对硝基氯化苯的需求发展较快，故该生产工艺也是国内主要的4
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ADPA生产路线之一。该工艺反应条件温和，能耗较低，技术也非常成熟，但缩合反应会产生大量的酸，处理后形成大量的废水，并消耗甲酸和碳酸钾，对生产设备有较强的腐蚀作用。
[0007]硝基苯法是以苯胺、硝基苯、氢气为原料的生产工艺路线，即以硝基苯和苯胺为原料，在有机碱四甲基氢氧化铵(TMA(OH))的催化作用下，先直接缩合生成4
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亚硝基二苯胺和4
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硝基二苯胺，然后再催化加氢还原制得4
‑
氨基二苯胺。由于硝基苯没有氯基团，在缩合反应过程中不会产生氯化氢，大大减少三废排放。该工艺弥补了二苯胺法和甲酰苯胺法两种工艺的不足，因此“硝基苯法”为目前国际上最具有竞争力的4
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氨基二苯胺合成工艺。
[0008]在国际上，德国的拜耳公司、美国的福莱克斯公司相继开发出硝基苯法的生产工艺技术，并建成了3万吨/年的硝基苯生产4
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氨基二苯胺的生产装置。在国内，安徽铜陵信达化工公司和山东圣奥化工有限公司也开发出了以硝基苯生产4
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氨基二苯胺的生产工艺，并于2001年3月和2002年12月，先后成功建成了3000吨/年的硝基苯生产4
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氨基二苯胺的生产装置，但是该生产装置的产能不是很稳定，严重制约了4
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氨基二苯胺的国内年产生产总值。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种用于4
‑
氨基二苯胺前体的连续生产设备及生产工艺，通过将硝基苯、苯胺、催化剂按照一定的计量比持续泵入反应釜中，以改传统的硝基苯“滴加”模式或采用以环己烷为带水剂共沸脱水的合成模式，有效减少了催化剂的用量，全封闭状态下运行；连续性强、自动化程度高、劳动强度低、无环境污染，是有利于生态和经济的较佳工业规模工艺和设备；硝基苯转化率达到100％，产物混合液中4
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硝基二苯胺和4
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亚硝基二苯胺总收率在92％以上。
[0010]本专利技术目的之一，提出一种用于4
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氨基二苯胺前体的连续生产设备，包括原料储罐、原料泵、预热缓冲罐、换热器、若干反应釜、缩合液储罐、真空冷凝水罐、冷凝器、气液分离器和控制系统，若干所述的反应釜串接连接，所述的原料储罐的原料出口通过所述的原料泵与所述的预热缓冲罐的进料口一管线相接，所述的预热缓冲罐的出料口一与所述的换热器的进料口二管线相接，所述的换热器的出料口二与位于首位的反应釜的进料口管线相接，位于末端的反应釜的出料口与所述的缩合液储罐的进料口管线相接；
[0011]若干所述的反应釜的蒸汽出口依次通过气液分离器、冷凝器和真空冷凝水罐接入真空系统；
[0012]所述的预热缓冲罐壳程的蒸汽进口一、换热器壳程的蒸汽进口二和若干反应釜壳程的蒸汽进口均外接生蒸汽，所述的预热缓冲罐壳程的冷凝水出口一、换热器壳程的冷凝水出口二、若干反应釜壳程的冷凝水出口均外接冷凝水储罐，所述的换热器内部和若干反应釜内部均设有温度传感器，并且换热器壳程的蒸汽进口二内部和若干反应釜壳程的蒸汽进口内部均设有电磁阀或电动阀，所述的温度传感器、电磁阀或电动阀均与控制系统信号连接。
[0013]优选的技术方案是，所述的原料储罐包括硝基苯储罐、苯胺储罐、催化剂储罐，所述的原料泵为三个，所述的硝基苯储罐的原料出口、苯胺储罐的原料出口、催化剂储罐的原料出口分别通过一个所述的原料泵与所述的预热缓冲罐的进料口一管线相接，所述的原料泵为计量泵。
[0014]优选的技术方案还有，若干所述的反应釜包括一级反应釜和二级反应釜，位于所述的一级反应釜上端的进料口三与所述的换热器的出料口二管线相接，位于所述的一级反应釜上端的出料口三与位于所述的二级反应釜上端的进料口四管线相接，位于所述的二级反应釜上端的出料口四与所述的缩合液储罐的进料口管线相接。
[0015]进一步优选的技术方案还有，还包括循环泵，所述的循环泵的出液口与所述的预热缓冲罐上的循环进料口管线相接，所述的循环泵的进液口与位于所述的一级反应釜底部的放净口二管线相接。
[0016]进一步优选的技术方案还有，所述的进料口一位于预热缓冲罐的下端，所述的出料口一位于预热缓冲罐的顶部，所述的出料口一内部设有延伸至预热缓冲罐内部下端的出料内插管，所述的循环进料口位于预热缓冲罐的中部，所述的蒸汽进口一位于预热缓冲罐的上端，所述的冷凝水出口一位于预热缓冲罐的下端，所述的预热缓冲罐内部设有加热盘管一，加热盘管一上端位于所述的蒸汽进口一内部并与所述的换热器壳程的冷凝水出口二相接，加热盘管一下端位于所述的冷凝水出口一内部并外接冷凝水储罐，所述的预热缓冲罐底部设有带阀体的放净口一。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于4
‑
氨基二苯胺前体的连续生产设备，其特征在于，包括原料储罐(1)、原料泵(2)、预热缓冲罐(3)、换热器(5)、若干反应釜、缩合液储罐(8)、真空冷凝水罐(9)、冷凝器(11)、气液分离器(12)和控制系统，若干所述的反应釜串接连接，所述的原料储罐(1)的原料出口通过所述的原料泵(2)与所述的预热缓冲罐(3)的进料口一(3
‑
1)管线相接，所述的预热缓冲罐(3)的出料口一(3
‑
2)与所述的换热器(5)的进料口二(5
‑
1)管线相接，所述的换热器(5)的出料口二(5
‑
2)与位于首位的反应釜的进料口管线相接，位于末端的反应釜的出料口与所述的缩合液储罐(8)的进料口管线相接；若干所述的反应釜的蒸汽出口依次通过气液分离器(12)、冷凝器(11)和真空冷凝水罐(9)接入真空系统；所述的预热缓冲罐(3)壳程的蒸汽进口一(3
‑
5)、换热器(5)壳程的蒸汽进口二(5
‑
3)和若干反应釜壳程的蒸汽进口均外接生蒸汽，所述的预热缓冲罐(3)壳程的冷凝水出口一(3
‑
6)、换热器(5)壳程的冷凝水出口二(5
‑
4)、若干反应釜壳程的冷凝水出口均外接冷凝水储罐，所述的换热器(5)内部和若干反应釜内部均设有温度传感器，并且换热器(5)壳程的蒸汽进口二(5
‑
3)内部和若干反应釜壳程的蒸汽进口内部均设有电磁阀或电动阀，所述的温度传感器、电磁阀或电动阀均与控制系统信号连接。2.如权利要求1所述的用于4
‑
氨基二苯胺前体的连续生产设备，其特征在于，所述的原料储罐(1)包括硝基苯储罐(1
‑
1)、苯胺储罐(1
‑
2)、催化剂储罐(1
‑
3)，所述的原料泵(2)为三个，所述的硝基苯储罐(1
‑
1)的原料出口、苯胺储罐(1
‑
2)的原料出口、催化剂储罐(1
‑
3)的原料出口分别通过一个所述的原料泵(2)与所述的预热缓冲罐(3)的进料口一(3
‑
1)管线相接，所述的原料泵(2)为计量泵。3.如权利要求1所述的用于4
‑
氨基二苯胺前体的连续生产设备，其特征在于，若干所述的反应釜包括一级反应釜(6)和二级反应釜(7)，位于所述的一级反应釜(6)上端的进料口三(6
‑
1)与所述的换热器(5)的出料口二(5
‑
2)管线相接，位于所述的一级反应釜(6)上端的出料口三(6
‑
2)与位于所述的二级反应釜(7)上端的进料口四(7
‑
1)管线相接，位于所述的二级反应釜(7)上端的出料口四(7
‑
2)与所述的缩合液储罐(8)的进料口管线相接。4.如权利要求3所述的用于4
‑
氨基二苯胺前体的连续生产设备，其特征在于，还包括循环泵(4)，所述的循环泵(4)的出液口与所述的预热缓冲罐(3)上的循环进料口(3
‑
8)管线相接，所述的循环泵(4)的进液口与位于所述的一级反应釜(6)底部的放净口二(6
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8)管线相接。5.如权利要求4所述的用于4
‑
氨基二苯胺前体的连续生产设备，其特征在于，所述的进料口一(3
‑
1)位于预热缓冲罐(3)的下端，所述的出料口一(3
‑
2)位于预热缓冲罐(3)的顶部，所述的出料口一(3
‑
2)内部设有延伸至预热缓冲罐(3)内部下端的出料内插管(3
‑
3)，所述的循环进料口(3
‑
8)位于预热缓冲罐(3)的中部，所述的蒸汽进口一(3
‑
5)位于预热缓冲罐(3)的上端，所述的冷凝水出口一(3
‑
6)位于预热缓冲罐(3)的下端，所述的预热缓冲罐(3)内部设有加热盘管一(3
‑
4)，加热盘管一(3
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4)上端位于所述的蒸汽进口一(3
‑
5)内部并与所述的换热器(5)壳程的冷凝水出口二(5
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4)相接，加热盘管一(3
‑
4)下端位于所述的冷凝水出口一(3
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6)内部并外接冷凝水储罐，所述的预热缓冲罐(3)底部设有带阀体的放净口一(3
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7)。6.如权利要求5所述的用于4
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氨基二苯胺前体的连续生产设备，其特征在于，所述的换
热器(5)为降膜强制换热器，所述的进料口二(5
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1)位于换热器(5)的顶部，所述的换热器(5)内部上端设有位于壳程上方的布料器(5
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5)和位于布料器(5
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5)下方的花盘板(5
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6)，所述的换热器(5)内部下端设有位于壳程下方的料液收集腔(5
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【专利技术属性】
技术研发人员：王奇，孙健哲，陈曦，何亚峰，郭魂，
申请(专利权)人：常州工学院，
类型：发明
国别省市：