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一种N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺连续化生产系统及方法

摘要

本发明公开了N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺的连续化合成系统及方法,邻二甲苯和硝硫混酸在硝化系统中进行硝化反应,反应液依次经过第一分相槽、迷宫洗涤系统、精馏系统进行精馏处理,收集4-硝基邻二甲苯与3-戊酮在氢化反应器内进行催化氢化反应,再经绛膜蒸发系统制得N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺。本发明提供的生产系统的各物料实现循环回用,降低生产成本,且有效提高单批生产的原料转化率,降低废酸废水量。

著录项

  • 公开/公告号CN105348113A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2016-02-24

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 绍兴贝斯美化工有限公司;

    申请/专利号CN201510939077.X

  • 申请日2015-12-15

  • 分类号C07C211/48(20060101);C07C209/36(20060101);

  • 代理机构33224 杭州天勤知识产权代理有限公司;

  • 代理人胡红娟

  • 地址 312369 浙江省绍兴市上虞杭州湾经济技术开发区

  • 入库时间 2023-12-18 14:26:07

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2018-02-16

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更 IPC(主分类):C07C211/48 变更前: 变更后: 申请日:20151215

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更

  • 2017-04-19

    授权

    授权

  • 2016-03-23

    实质审查的生效 IPC(主分类):C07C211/48 申请日:20151215

    实质审查的生效

  • 2016-02-24

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域,具体涉及一种N-(1-乙基丙基)-3,4-二 甲基苯胺连续化生产系统及方法。

背景技术

N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺,分子式:C13H21N分子:191.3125、沸 点290.2℃、CAS:56038-89-2,结构式为式1:是高效、低毒、广普除草剂 二甲戊乐灵的主要中间体。

式1

现有合成N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺的方法较多,如,如EP 630883公开了一种合成方法:3,4-二甲基硝基苯先经铁粉还原制得3,4-二 甲基苯胺,再与3-戊酮在酸催化下缩合并脱水得到亚胺,亚胺在稀有金属 催化剂作用下经加氢还原得到N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺:合成线路 见方程式1。该反应路线长,总收率低,用铁粉还原3,4-二甲基硝基苯还 会产生大量废水和有毒铁泥,不适合放大生产。

方程式1

工业上主要采用3,4-二甲基硝基苯和3-戊酮直接在催化剂下发生氢化 还原反应,如公开号为CN101302168A的中国专利文献公开了一种有邻二 甲苯制备N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺的方法,邻二甲苯现在硝硫混酸 下发生消化反应,消化反应产物3-戊酮、催化剂的作用下制得目的产物, 该方法的物料为循环利用,生产过程产生大量的废物。

公开号为CN104250215A的中国专利也公开了上述相同路线的合成 方法,并对氢化催化剂进行了优选。

现有方法的物料利用率不高,易产生大量废水废酸。

发明内容

本发明提供了一种N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺生产过程的连续化 生产系统及方法,实现多种物料的循环套用,不仅降低了生产成本,提高 单批原料的转化效率。

一种N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺的连续化合成系统,包括硝化系 统、洗涤系统、精馏系统、氢化反应器和绛膜蒸发系统;硝化系统由多台卧 式双环形硝化反应器叠置而成,洗涤系统由多级迷宫洗涤槽串联而成;精馏 系统由多级精馏塔串联而成;绛膜蒸发系统为多级串联的绛膜蒸发器;还包 括串联在硝化系统与洗涤系统之间的第一分相槽;串联在洗涤系统与精馏系 统之间的第二分相槽;

最后一级双环形硝化反应器的出口与第一分相槽入口连接,第一分相槽 的油相出口与洗涤系统的第一级迷宫洗涤槽的入口连接,洗涤系统的最后一 级迷宫洗涤槽的出口与第二分相槽入口连接,第二分相槽的油相出口与精馏 系统的第一级精馏塔的入口连接,精馏系统的最后一级精馏塔的出口与4-硝 基邻二甲苯储罐入口连接;

4-硝基邻二甲苯储罐出口与氢化反应器物料入口连接,氢化反应器的出 口与过滤器相连,过滤器的出口与第三分相槽入口连接,第三分相槽的油相 进入绛膜蒸发系统的第一级绛膜蒸发器,最后一级绛膜蒸发器的出口与N-(1- 乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺储罐连接。

作为优选,第一分相槽的水相出口与干燥浓缩设备入口连接,干燥浓缩 设备的出口与硝硫混酸高位槽入口相连;第二分相槽的水相出口与MVR浓 缩系统连接,MVR浓缩系统的冷凝液通过管道接入迷宫洗涤槽内,作为洗涤 用水回用,MVR浓缩系统的浓缩液通过管路接入硝硫混酸高位槽;精馏系统 收集的邻二甲苯馏分通过管路接入邻二甲苯高位槽中循环套用。

更优选,MVR浓缩系统的冷凝液先经过干燥浓缩设备干燥处理后再返回 至硝硫混酸高位槽循环回用。

进一步优选,绛膜蒸发系统收集的4-硝基邻二甲苯馏分通过管路返回至 4-硝基邻二甲苯储罐,并重新转移至氢化反应器内,循环套用。

本发明提供的生产系统的各物料实现循环回用,降低生产成本,且有效 提高单批生产的原料转化率,降低废酸废水量。氢化反应液在多级降膜蒸发 系统中连续化处理,相比于现有锅式间歇蒸发方式的生产效率更高,收集的 N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺的产物纯度更高。

硝化系统中,每台双环形硝化反应器包括:

主通道,其一端的顶面带有进料口,另一端的底面带有出料口;

两条返料子通道,位于主通道外部两侧且并联在主通道的两端之间;

推进式搅拌桨,沿主通道长度方向布置,推进方向为出料口至进料口;

相邻两台双环形硝化反应器的主通道布置方向相反,即上方一台的出料 口正对下方一台的进料口。

本发明提供的双环形硝化反应器相比于现有立式的管式硝化反应器,物 料分流更均匀,可有效避免反应液的反流,增加邻二甲苯与硝硫混酸的接触 机会、提高原料的转化率;且换热面积更充分、可有效降低副反应。

作为优选,所述的双环形硝化反应器呈8字形。

作为优选,所述双环形硝化反应器为8字形的圆滑腔体结构,如此可有 效减少混合物料在反应器内反流现象,有助于物料在反应器内的循环运转, 同时减轻了反应器的清洗难度。

作为优选,各双环形硝化反应器的内壁采用耐酸材料制成,进一步优选, 各双环形硝化反应器的内壁具有粗糙表面。

将反应器内壁设置成粗糙表面,一方面能降低硝化反应过程的噪音,另 一方面可以提高硝硫混酸和邻二甲苯的接触机会,降低混合物料中油相与酸 相的界面张力,进一步提高反应物转化率,提高产物的收率。

作为优选,所述双环形硝化反应器的主通道为圆柱形腔体,如此有助于 提高推进式搅拌桨的搅拌推进效率,使混合物料充分接触,提高反应物的转 化率,同时降低副反应。

作为优选,每台双环形硝化反应器中两条返料子通道和主通道处在同一 平面,且两条返料子通道和主通道之间安装换热器。

返料子通道和主通道处在同一平面,有利于各双环形硝化反应器叠置组 合,提高硝化反应效率。在每个反应器内都可设置两个换热器,能提高换热 效果,有利于硝化反应向正向移动。

进一步优选,各双环形硝化反应器上下对正布置,换热器贯穿所有双环 形硝化反应器。

作为优选,硝化系统中,各双环形硝化反应器的推进式搅拌桨通过联动 机构同步运动。

硝化反应液进入第一分相槽内分层,上层进入洗涤系统进行迷宫洗涤; 所述的洗涤系统有多级串联的迷宫洗涤槽串联而成。

作为优选,所述的洗涤系统由1-3级迷宫洗涤槽串联而成。

进一步优选,所述的洗涤系统由第一级迷宫洗涤槽和第二级迷宫洗涤槽 串联而成,第一级迷宫洗涤槽设有物料入口,第一级迷宫洗涤槽的出口与第 二级迷宫洗涤槽的入口连接,第二级迷宫洗涤槽的出口与第二分相槽的入口 连接。

第一分相槽的上层油相由第一级迷宫洗涤槽的物料入口进入,经过二级 迷宫洗涤后,第一分相槽的上层残留的酸充分和洗涤系统的水接触,洗涤液 一并进入第二分相槽内分相。第二分相槽的上层为产物或为反应的疏水性物 料;下层为酸水。

第二分相槽下层的酸水进入MVR系统浓缩,收集的冷凝液为水,循环 套用至洗涤系统作为洗涤用水;MVR系统的浓缩液主要为酸,经过干燥处理 后,循环至硝硫混酸高位槽中,循环套用。

第二分相槽的分出的上层转移至精馏系统分离。

作为优选,所述的精馏系统为3-6级精馏塔串联而成。

进一步优选,所述的精馏系统为第一精馏塔、第二精馏塔和第三精馏塔 串联连接,第一精馏塔的入口与第二分相槽上层出口连接,第一精馏塔的出 口与第二精馏塔的入口;第二精馏塔的出口与第三精馏塔的入口;第三精馏 塔的出口与各组分储罐连接。

多级精馏塔串联的精馏系统能提高各组分的分离效果,提供分离出的组 分的纯度。

4-硝基邻二甲苯储罐的出口与氢化反应器的物料入口连接,之间的连 接管路上依次串联计量泵和缓冲罐。氢化反应器顶部还设有3-戊酮入口、 助剂入口及气体入口。氢化反应器的底部出口与过滤器的入口连接,过滤 器的滤液出口与第三分相槽的入口连接,第三分相槽的底部水相出口进入 接入MVR浓缩系统;第三分相槽的上部的油相出口与绛膜蒸发系统的第 一级绛膜蒸发器的入口连接,绛膜蒸发系统的最后一级绛膜蒸发器的出口 与N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺储罐连接,期间也分离出较多其他组分, 其中4-硝基邻二甲苯通过管路接入4-硝基邻二甲苯储罐,循环至反应系统 回收套用。

作为优选,本发明的连续化生产系统中,硝化系统由四级串联的双环形 硝化反应器叠置而成,洗涤系统由二级迷宫洗涤槽串联而成,精馏系统由四 级精馏塔串联而成,精馏系统收集的邻二甲苯馏分与原料混合回收套用。进 一步优选,所述的绛膜蒸发系统由两级绛膜蒸发器串联而成。

第三分相槽的油相出口与第一绛膜蒸发器的入口连接,第一绛膜蒸发 器的出口与第二绛膜蒸发器的入口连接,第二绛膜蒸发器的出口与N-(1- 乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺储罐连接。

本发明还提供了采用上述连续化生产系统合成N-(1-乙基丙基)-3,4-二 甲基苯胺的方法,即,4-硝基邻二甲苯与3-戊酮在氢化反应器内进行催化 氢化反应,再经绛膜蒸发系统制得N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺;催化 剂为Pt-Pd/C、Pd/C和蓝尼镍的一种或多种;4-硝基邻二甲苯与3-戊酮的 进料摩尔比为1:1.1-3;氢气压为0.5-1MPa,反应温度为65-80℃。

氢气在所述催化剂下优先和硝基反应,生成芳香胺,芳香胺很容易和 3-戊酮的羰基反应生产亚胺化合物,亚胺化合物再进行加氢反应,制得目 的产物,合成线路见方程式2。本发明以3-戊酮原料自身为溶剂,一锅法 制得产品N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺。减少了操作步骤及相应的精 制工序,减少了废气排放,提高了生产效率。

方程式2

催化氢化反应中,一般4-硝基邻二甲苯的及亚胺物的GC小于1%结 束反应。进一步优选,催化氢化反应的时间为0.5-3h,也即反应混合物料 在氢化反应器内停留时间为0.5-3h。

作为优选,催化剂的投加摩尔量为4-硝基邻二甲苯摩尔量的0.01-0.15 倍。

作为优选,催化氢化反应在酸性条件下进行,所述酸的投加摩尔比为 4-硝基邻二甲苯的0.1-0.5倍。

作为优选,催化氢化反应在pH为5.5-7的条件下进行。

进一步优选,向催化氢化反应体系中投加C2-12的羧酸或磺酸,并控制 pH为6-7。

所述的羧酸优选乙酸、丙酸、戊酸、己酸、己二酸的一种或多种;所 述的磺酸优选苯磺酸、十二烷基磺酸、对甲苯磺酸的一种或多种。

本方法还包括4-硝基邻二甲苯的连续化合成:邻二甲苯和硝硫混酸混 合后压入硝化系统中进行硝化反应,反应液进入第一分相槽内分层,上层油 相进入洗涤系统进行迷宫洗涤;洗涤液在第二分相槽内分层,其上层进入精 馏系统进行精馏处理,收集得到4-硝基邻二甲苯。

作为优选,硝化反应中,所述的硝硫混酸为硝酸和硫酸的混合溶液,其 中,硝酸和硫酸的摩尔比为1:0.1-1;以硝硫混酸中硝酸的摩尔量计,邻二甲 苯与硝硫混酸的摩尔比为1:1.05-5;各环形硝化反应器内的硝化反应温度为 10-25℃;邻二甲苯和硝硫混酸混合物料的进料流速为1.5-10m/s。

本发明中,邻二甲苯与硝硫混酸分别由各自的高位槽放入混合器内,混 合后由氮气或其他惰性气体压入卧式双环形硝化反应器内,在所述推进式搅 拌桨的推动下,混合进料形成返流,在主通道和返料子通道循环运转,充分 接触并发生消化反应。部分混合物料在流经至出料口时在重力及进料压力的 双重作用下进入下一级双环形硝化反应器继续反应,经过多级硝化反应后进 入第一分相槽内分层。

第一分相槽的有机相含有较多产物及原料,下层为酸相,酸相经过干燥 后返回至硝硫混酸高位槽中循环回用。上层的有机相经过洗涤系统,进入第 二分相槽内分相,第二分相槽下层的酸水相经过浓缩处理,冷凝液(主要为 水)循环至洗涤系统循环利用,浓缩液经过干燥后返回至硝硫混酸高位槽中 循环回用。

第二分相槽的上层进入精馏系统,收集4-硝基邻二甲苯、邻二甲苯、3- 硝基邻二甲苯及轻相组分,其中邻二甲苯返回至邻二甲苯高位槽中循环套用。

4-硝基邻二甲苯通过计量泵转移至氢化反应器中,同时将化学计量量的 3-戊酮转移至氢化反应器,对反应器进行N2/H2抽换气处理,然后升温至所 述的温度,进行催化氢化反应,反应液经过滤器过滤,回收套用催化剂; 过滤滤液泵至第三分相槽中分层,上层的有机层进入绛膜蒸发系统中,收 集产物N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺,收集的未反应的原料如4-硝基邻 二甲苯和3-戊酮通过管路导入氢化反应器内循环套用。

经过多级精馏收集的4-硝基邻二甲苯色谱纯度大于99.5%,收集在储 罐中。4-硝基邻二甲苯储罐与3-戊酮储罐的物料通过计量泵连续打入氢化 反应器内,并投加催化剂;N2/H2置换多次。氢化反应器进行催化氢化反 应,反应液由氢化反应器的底部出口流入过滤器内,过滤的滤液含有催化 氢化反应生产的较多水,滤液再第三分相槽内分相,第三分相槽的底部水 相出口进入接入MVR浓缩系统,回收套用催化氢化合成的水。第三分相 槽的上部的油相进入二级串联的绛膜蒸发系统的连续蒸发收集N-(1-乙基 丙基)-3,4-二甲基苯胺储罐,期间也分离出较多其他组分,其中4-硝基邻 二甲苯通过管路接入4-硝基邻二甲苯储罐,循环至反应系统回收套用。

本发明具有以下有益效果:

1、提供的双环形硝化反应器可保证酸相和有机相充分接触,及时有效排 除热量,搅拌良好,易于控制,生产能力大,副产多硝基物和硝基酚减少;

2、采用迷宫洗涤方式进行水洗,多级逆向洗涤保证了油相(第一分相槽 上层)和水相(洗涤用水)充分接触,分层时可以达到彻底分离的效果,减少 了静置时间和设备容积,提高了分层效果,实现了洗涤连续化,单位废水产 生量减少;且对废水进行回收套用,进一步降低废水量。

3、采用连续精馏方式,提高了产品品质;且对反应原料进行回收处理, 降低了生产成本,同时降低了废物量。

4、采用多级降膜蒸发系统对产物进行连续化处理,相比于现有锅式间歇 蒸发方式的生产效率更高,收集的产物纯度更高。

附图说明

图1为本发明提供的双环形硝化反应器的俯视图;

图2为本发明提供的N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺的连续化合成系 统。

具体实施方式

以下实施例按上述操作方法实施:

如图1、图2所示,N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺的连续化合成系统, 包括由四台卧式双环形硝化反应器1叠置而成的硝化系统、由二级迷宫洗涤 槽串联而成的洗涤系统和由四级精馏塔串联而成的精馏系统;氢化反应器26 和绛膜蒸发系统;二级绛膜蒸发器串联的绛膜蒸发系统;还包括串联在硝化 系统与洗涤系统之间的第一分相槽10;串联在洗涤系统与精馏系统之间的第 二分相槽13。

双环形硝化反应器1的横截面呈8字形。双环形硝化反应器1为8字形 的圆滑腔体结构。

每台双环形硝化反应器1包括主通道3、返料子通道4、推进式搅拌桨5:

主通道3,为圆柱形腔体,其一端的顶面带有进料口2,另一端的底面带 有出料口6;两条返料子通道4位于主通道3外部两侧且并联在主通道3的 两端之间。各双环形硝化反应器1的内壁(主通道3和返料子通道4)采用耐酸 材料制成,且内壁具有粗糙表面。

每台双环形硝化反应器1中两条返料子通道4和主通道3处在同一平面, 且两条返料子通道4和主通道3之间安装换热器。硝化系统中,在多台叠置 各双环形硝化反应器1上下对正布置,且换热器贯穿所有双环形硝化反应器 1。

推进式搅拌桨5,沿主通道3长度方向布置,推进方向为出料口6至进 料口2;

相邻两台双环形硝化反应器1的主通道3布置方向相反,即上方一台的 出料口6正对下方一台的进料口2;

最后一级双环形硝化反应器1(第四级双环形硝化反应器)的出口与第一 分相槽10入口连接,第一分相槽10的水相出口与干燥浓缩设备24入口连接, 干燥浓缩设备24的出口与硝硫混酸高位槽7入口相连;第一分相槽10的油 相出口与洗涤系统的第一级迷宫洗涤槽11的入口连接。

洗涤系统的最后一级迷宫洗涤槽(第二级迷宫洗涤槽12)的出口与第二分 相槽13入口连接,第二分相槽13的水相出口与MVR浓缩系统23连接, MVR浓缩系统23的冷凝液通过管路导入迷宫洗涤槽作为洗涤用水回用, MVR浓缩系统23的浓缩液通过管路接入干燥浓缩设备24,干燥后一并返回 至硝硫混酸高位槽7循环套用;第二分相槽13的油相进入精馏系统进行多级 精馏处理。

精馏系统为第一精馏塔14、第二精馏塔15、第三精馏塔16和第四精馏 塔17串联连接,第一精馏塔14的入口与第二分相槽13上层出口连接,第一 精馏塔14的出口与第二精馏塔15的入口;第二精馏塔15的出口与第三精馏 塔16的入口;第三精馏塔16的出口与第四精馏塔17的入口连接,第四精馏 塔17的出口与各组分储罐连接(邻二甲苯储罐21、4-硝基邻二甲苯储罐18、 3-硝基邻二甲苯储罐19、轻相储罐20)。各级精馏塔底部出口与有机废料储 罐22连接。精馏系统收集的邻二甲苯馏分通过管路接入邻二甲苯高位槽8中 循环套用。

4-硝基邻二甲苯储罐18出口和3-戊酮储罐25分别与氢化反应器26物料 入口连接,氢化反应器26还设有氢气入口,氢气管路上设有多通气阀,氮气 管路与多通气阀连接。该氢化反应器26的出口与过滤器27相连,过滤器27 的出口与第三分相槽28入口连接。第三分相槽28的底部水相出口与MVR 浓缩系统23连接。第三分相槽28的油相进入绛膜蒸发系统。绛膜蒸发系统 由第一绛膜蒸发器29和第二绛膜蒸发器30串联而成,第一绛膜蒸发器29的 入口与第三分相槽28的油相出口连接,第一绛膜蒸发器29的出口与第二绛 膜蒸发器30的入口连接;第二绛膜蒸发器30的出口与N-(1-乙基丙基)-3,4- 二甲基苯胺储罐31储罐连接。其中第二绛膜蒸发器30的出口还与4-硝基 邻二甲苯储罐18连接,实际生产过程中采用多通阀馏分流向。各级绛膜蒸发 器底部的高沸废料通过管路接入有机废料储罐22。

邻二甲苯与硝硫混酸分别由各自的高位槽放入混合器9内,混合后由氮 气压入卧式双环形硝化反应器1内,在推进式搅拌桨5的推动下,混合进料 形成返流,在主通道3和返料子通道4循环运转,充分接触并发生消化反应。 部分混合物料在流经至出料口6时在重力及进料压力的双重作用下进入下一 级双环形硝化反应器1继续反应,经过多级硝化反应后进入第一分相槽10内 分层。第一分相槽10的有机相含有较多产物及原料,下层为酸相,酸相经过 干燥浓缩设备24干燥后返回至硝硫混酸高位槽7中循环回用。上层的有机相 经过洗涤系统,进入第二分相槽13内分相,第二分相槽13下层的酸水相经 过浓缩处理,冷凝液循环至洗涤系统循环利用,浓缩液返回至硝硫混酸高位 槽7中循环回用。第二分相槽13的上层进入精馏系统,经过四级精馏处理, 收集4-硝基邻二甲苯、邻二甲苯及3-硝基邻二甲苯,其中邻二甲苯返回至邻 二甲苯高位槽8中循环套用。

4-硝基邻二甲苯储罐18的与3-戊酮储罐25的物料通过计量泵连续打 入氢化反应器26内,并投加催化剂;N2/H2置换多次。氢化反应器26进 行催化氢化反应,反应液由氢化反应器26的底部出口流入过滤器27内, 过滤的滤液含有催化氢化反应生产的较多水,滤液再第三分相槽28内分 相,第三分相槽28的底部水相出口进入接入MVR浓缩系统23,回收套 用催化氢化合成的水。第三分相槽28的上部的油相进入二级串联的绛膜 蒸发系统的连续蒸发收集N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺储罐31,期间也 分离出较多其他组分,其中4-硝基邻二甲苯通过管路接入4-硝基邻二甲苯 储罐18,循环至反应系统回收套用。

实施例1:

邻二甲苯和硝硫混酸通过计量泵由各自的高位槽放入混合器内,其中, 硝硫混酸中,硝酸和硫酸的摩尔比为1:0.5-1;以硝硫混酸中硝酸的摩尔量计, 邻二甲苯与硝硫混酸的摩尔比为1:1.5-2。邻二甲苯和硝硫混酸在混合器内混 合后,由氮气压入双环形硝化反应器,邻二甲苯和硝硫混酸混合物料的进料 流速为1.5-2m/s。混合物料压入硝化系统中,有机相和酸相充分接触进行多 级硝化反应。通过换热器控制各级环形硝化反应器内的温度为10-25℃。

反应液流出硝化系统进入第一分相槽内分层,第一分相槽内下层的酸液 经过干燥设备处理后返回至硝硫混酸高位槽循环利用;上层的油相进入洗涤 系统进行二级迷宫洗涤。洗涤液在第二分相槽内分层,第二分相槽的下层酸 水层进入MVR系统,收集的冷凝液返回至洗涤系统,浓缩液返回至硝硫混 酸高位槽。第二分相槽的上层进入精馏系统进行四级精馏处理,收集得到4- 硝基邻二甲苯。收集的邻二甲苯返回至邻二甲苯高位槽循环利用。

连续化生产结束后,邻二甲苯的转化率为93%,硝化反应液(为硝化系 统最后一级反应器出料口的反应液,每30min取样一次)中,4-硝基邻二甲 苯的含量大于89%,精馏收集的4-硝基邻二甲苯的纯度大于99.6%(GC面积 归一法纯度)。

4-硝基邻二甲苯与3-戊酮泵至氢化反应器内,4-硝基邻二甲苯与3-戊 酮的进料摩尔比为1:1.1-1.5,催化剂为Pt-Pd/C,催化剂投料当量为 0.1eqv(以4-硝基邻二甲苯为基准)。用氮气、氢气分别对高压釜内的空气 进行置换3~5次。开启进氢阀,缓慢开启高压釜氢气进气阀,控制进氢 速度与压力(0.2~0.5MPa),对高压釜内的空气进行置换3~5次,置换 完后控制压力在0.75MPa左右。升温至65-80℃,调节氢气减压阀,控制 釜内压力≤1.0MPa,进行催化氢化反应,反应后期,氢气用量缓慢,取样 分析,当反应液中4-硝基邻二甲苯的GC含量小于1%时(物料在氢化反应 器内停留时间为1-2h),停止反应。

反应液经过滤器过滤,回收的催化剂返回至氢化反应器内循环套用, 滤液分相处理,水相进入MVR浓缩系统;油相进入绛膜蒸发系统,收集 N-(1-乙基丙基)-3,4-二甲基苯胺馏分;收集的4-硝基邻二甲苯与3-戊酮分 别通过管道转至各自的储罐中循环套用。

经过测定,4-硝基邻二甲苯的转化率为99%,N-(1-乙基丙基)-3,4-二 甲基苯胺的收率为98.1%,GC纯度为99.5%。

实施例2

和实施例1相比,区别在于,硝硫混酸中,硝酸和硫酸的摩尔比为 1:0.1-0.44;以硝硫混酸中硝酸的摩尔量计,邻二甲苯与硝硫混酸的摩尔比为 1:1.1-2;邻二甲苯和硝硫混酸混合物料的进料流速为1.5-2m/s。通过换热器控 制各级环形硝化反应器内的温度为10-15℃。

连续化生产结束后,邻二甲苯的转化率为96.5%,硝化反应液(为硝化 系统最后一级反应器出料口的反应液,每30min取样一次)中,4-硝基邻二 甲苯的含量大于93%,精馏收集的4-硝基邻二甲苯的纯度大于99.6%(GC面 积归一法纯度)。

催化氢化反应中,4-硝基邻二甲苯与3-戊酮的进料摩尔比为1:1.5-2, 催化剂为蓝尼镍,催化剂投料当量为0.1eqv(以4-硝基邻二甲苯为基准)。 控制氢气压力在0.6-0.75MPa。升温至65-80℃,物料在氢化反应器内停留 时间为2-3h。

经过测定,4-硝基邻二甲苯的转化率为99%,N-(1-乙基丙基)-3,4-二 甲基苯胺的收率为98.1%,GC纯度为99.5%。

实施例3

和实施例1相比,区别在于,催化氢化反应中,向氢化反应器中投加

0.1-0.2eqv(以4-硝基邻二甲苯为基准)的十二烷基磺酸,控制反应体系 的pH为5.5-6之间,物料在氢化反应器内的停留时间为0.5-1h。连续化反 应结束后,经过测定,4-硝基邻二甲苯的转化率为99.6%,N-(1-乙基丙 基)-3,4-二甲基苯胺的收率为99.1%,GC纯度为99.5%。

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