一种生产邻苯二胺的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了生产邻苯二胺的方法，包括先将邻二氯苯、氨放入高温、高压容器中、在催化剂的作用下进行氨解反应，再将所得反应物进行分析和分离，此邻二氯苯、液氨、铜催化剂、相转移催化剂连续进入管道式反应器中进行氨解反应。本发明专利技术还公开了实现上述方法的一种生产装置。本发明专利技术可实现连续化生产邻苯二胺，且成本低、收率高、安全性好、环境友好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种芳香有机胺的合成方法及装置，特别是一种化工中间体——邻苯二胺的高压管道化合成方法及装置。
技术介绍
邻苯二胺是一种重要的有机化工中间体，除了用于染料生产外，还是农药多菌灵、苯君灵、(甲基)硫菌灵等内吸杀菌剂的主要原料。目前有多条合成邻二氯苯的路线，其中三条较为重要路线如下一、文献Rev.Chim.，1976，27(5)394～401，以邻硝基氯苯为起始原料，经氨化、还原得到邻苯二胺产品，反应式如下 该工艺路线成熟，两步的总收率在64％左右，其中第一步的氨化反应据文献农药工业，1976，718～20中有报道，已取得管道化生产工艺的较好结果。但是该反应原料及中间体的毒性较高，间歇式的生产条件影响职工健康，另外原料邻硝基氯苯有时供应不足，扩大生产受到限制。二、美国专利文献USP4207261报道的合成路线，是以对二氯苯为起始原料，在适当温度下进行硝化得到2，5-二氯硝基苯，再将所得之二氯硝基苯(I)与浓氨水进行氨解反应，经处理后则得到4-氯-2-硝基苯胺(II)。然后再将上步所得中间体(II)进行催化加氢并脱氯反应，处理后即得最终产品邻苯二胺。反应式如下 对二氯苯硝化反应几乎无副产物，三步合成反应收率都较高，但硝化过程需用混酸，对设备要求高，污染大，目前没有在生产中应用。三、专利英国GB440697和日本JP57027133，在高压釜中以铜为催化剂，邻二氯苯进行氨解反应，得较高收率的邻苯二胺。反应式如下 此法有两个重要的实际问题没有解决，一是邻苯二胺的分离过程的技术细节没有公开，二是催化剂的回收问题。东洋曹达工业公司对此进行了研究，但研究内容的细节也没有公布。釜式氨解工艺较成熟，但是存在的缺陷是第一，间歇式反应，操作时间长，设备生产能力较小；第二，釜式氨解反应时间长，高温高压，副产氯化铵对设备的腐蚀极为严重，设备投资增加，存在安全隐患；第三，长时间高温反应对产物的色泽产生不良的影响，特别是染料中间体，色泽影响更严重。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供一种可实现连续化生产、成本低、收率高、安全性好、环境友好的邻苯二胺合成方法及所使用的装置。本专利技术为达到以上目的，是通过这样的技术方案来实现的提供一种生产邻苯二胺的方法，包括先将邻二氯苯、氨放入高温、高压容器中、在催化剂的作用下进行氨解反应，再将所得反应物进行分析和分离，此邻二氯苯、液氨、铜催化剂、相转移催化剂连续进入管道式反应器中进行氨解反应。液氨与邻二氯苯的重量比为0.8～1.27∶1，所述铜催化剂的重量是邻二氯苯的0.25％～0.5％，所述铜催化剂与相转移催化剂的重量比是1∶1；所述氨解反应中反应温度为150～200℃，反应压力为15～18Mpa，反应物在管道式反应器中的停留时间为20～60分钟。作为本专利技术的方法一种改进邻二氯苯、液氨、铜催化剂、相转移催化剂先在预混合器中、经过高压、常温搅拌后，再进入管道式反应器；预混合器中的压力等于氨解反应的压力。作为本专利技术的方法又一种改进铜催化剂、相转移催化剂预先溶入稀氨水或水中，再进入预混合器，此稀氨水的浓度为≤30％。作为本专利技术的方法又一种改进铜催化剂为氯化亚铜，相转移催化剂为季铵盐类催化剂。一种实现生产邻苯二胺方法的装置，包括提供邻二氯苯的计量罐1、主要提供催化剂的计量罐2、提供液氨的计量罐3、内设盘管18的管道式反应器17，加热器16与管道式反应器17相连；计量罐1的出口端设有高压计量泵4，高压计量泵4通过管路7连接盘管18的进口端；计量罐2的出口端设有高压计量泵5，高压计量泵5通过管路8连接盘管18的进口端；计量罐3的出口端设有高压计量泵6，高压计量泵6通过管路9连接盘管18的进口端；盘管18的出口端通过管20连接保温膨胀器22，管20上设有减压阀19；保温膨胀器22设有出口21和出口23。作为本专利技术的装置的一种改进管路7、8、9的出口端均连接预混合器13的进口端，此预混合器13的出口端通过管路15连接盘管18的进口端，预混合器13与加压泵24相连。作为本专利技术的装置的又一种改进盘管18的内径为3mm。作为本专利技术的装置的又一种改进管路7上设有截止阀10，管路8上设有截止阀11，管路9上设有截止阀12，管路15上设有截止阀14。本专利技术中，稀氨水的密度≈水的密度，邻二氯苯∶液氨∶水(密度比)＝1.3059∶0.6386∶1。本专利技术采用管道化的装置来生产邻苯二胺，用合适直径的空管替代反应釜，承压力能力强，安全性好，反应条件容易控制，还可以适当的降低反应温度，使得产物的色泽好。本方法采用将催化剂预先溶在稀氨水或水中，可使催化剂随稀氨水或水计量连续均匀地进入反应管道(此时稀氨水只起到溶解催化剂的作用，本身不参加氨解反应)；物料在反应管内的强制流动替代釜内搅拌，能简化设备工艺，节约投资；可实现连续化生产，产率高，产品质量稳定，工业上只需要少量投资就可以实现大规模生产。氨解反应中多余的氨能进行回收，不会造成对环境的污染。具体实施例方式下面结合附附图说明图1对实施方式进行详细说明实施例1一种反应装置，包括提供邻二氯苯的计量罐1、主要提供催化剂的计量罐2、提供液氨的计量罐3、内设盘管18的管道式反应器17、预混合器13，加热器16与管道式反应器17相连，此加热器16可选择油浴加热器；预混合器13与加压泵24相连，加压泵24可保持预混合器13中的压力为所需压力。为了便于观测罐内的原料，计量罐1和计量罐2设计为玻璃制成的计量罐；盛放液氨的计量罐3用不锈钢制成，计量罐3的表面设有玻璃液位计。计量罐1的出口端设有高压计量泵4，高压计量泵4通过管路7连接预混合器13的进口端；同样，计量罐2的出口端设有高压计量泵5，高压计量泵5通过管路8连接预混合器13的进口端；同样，计量罐3的出口端设有高压计量泵6，高压计量泵6通过管路9连接预混合器13的进口端。预混合器13的出口端通过管路15连接盘管18的进口端，盘管18的出口端通过管20连接保温膨胀器22，在管20上设有减压阀19；通过开启减压阀19，使得反应物减压后进入保温膨胀器22。保温膨胀器22设有出口21和出口23，出口21用来收集反应后多余的氨气，出口23用来收集反应所得产物。盘管18为外径是6mm，内径为3mm的耐高压管，此盘管18的长度约为50m。(盘管18的长度计算公式为反应物在管道式反应器内的流速×停留时间。)在管路7上设有截止阀10，所述管路8上设有截止阀11，所述管路9上设有截止阀12，在管路15上设有截止阀14；这4个截止阀在工作中处于常开状态，加这些截止阀的目的是为了维修时便于拆卸、清洗。反应方法如下计量罐1内加入邻二氯苯，计量罐2内加入浓度为25％的稀氨水，此稀氨水中含有1％氯化亚铜和1％四丁基溴化铵，计量罐3内加入液氨。同时开启高压计量泵4、5、6，高压计量泵4、5、6的出口压力均设置为18Mpa。控制三个计量罐内的物料以流量比(计量罐1∶计量罐2∶计量罐3)为3∶1∶5，均匀地通过各自的管路7、8、9注入预混合器13，在预混合器13中进行常温搅拌，预混合器13的压力保持在18Mpa。(此时，实际氯化亚铜与液氨的重量比为0.255％∶1；液氨与邻二氯苯的重量比为0.815∶1。)然后，从预混合器13出来的混合物通过管15进入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产邻苯二胺的方法，包括先将邻二氯苯、氨放入高温、高压容器中、在催化剂的作用下进行氨解反应，再将所得反应物进行分析和分离，其特征是：所述邻二氯苯、液氨、铜催化剂、相转移催化剂连续进入管道式反应器中进行氨解反应。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新志，钱超，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]