硝基甲苯連續(xù)液相催化加氫還原生產(chǎn)甲基苯胺的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種硝基甲苯連續(xù)液相催化加氫還原生產(chǎn)甲基苯胺的裝置及方法，將硝基甲苯、貴金屬催化劑投入加氫反應(yīng)器內(nèi)布好底料，依次用氮?dú)夂蜌錃鈱⑾到y(tǒng)置換干凈；開(kāi)啟進(jìn)料閥，將硝基甲苯連續(xù)送入加氫反應(yīng)器，硝基甲苯、貴金屬催化劑質(zhì)量比1：0.001-0.005，通入氫氣，進(jìn)行加氫反應(yīng)，反應(yīng)溫度為60-100℃、壓力為0.5-1.5MPa；氫化液通過(guò)循環(huán)泵首先進(jìn)入換熱器再經(jīng)過(guò)錯(cuò)流過(guò)濾器，催化劑和部分氫化液與新鮮原料一起進(jìn)入噴射器去循環(huán)，另一部分氫化液連續(xù)采出，經(jīng)后處理得到甲基苯胺。本發(fā)明生產(chǎn)周期短，收率高，質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)成本低，設(shè)備效率高，生產(chǎn)連續(xù)化。
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及甲基苯胺的生產(chǎn)裝置及方法，具體涉及一種硝基甲苯連續(xù)液相催化加 氫還原生產(chǎn)甲基苯胺的裝置及方法。 硝基甲苯連續(xù)液相催化加氫還原生產(chǎn)甲基苯胺的裝置及方 法

【背景技術(shù)】
[0002] 甲基苯胺是一種重要的有機(jī)化工原料，在醫(yī)藥、染料、橡膠等行業(yè)中具有廣泛的應(yīng) 用，近年來(lái)，其需求不斷增長(zhǎng)。傳統(tǒng)的甲基苯胺合成方法，主要有硝基甲苯還原法（Journal of Catalysisl91 (2000) :467 - 473)、甲基苯酚氨化法（US Patent 3272865)以及鹵代甲 苯氨化法（CatalysisToday 37(1997) :121 - 136)等，另外，中國(guó)專利CN 1706808A提出以 氨水為氨化劑、美國(guó)專利US Patent 3919155、US Patent 6933409B1以氨氣為氨化劑，均可 以直接由甲苯合成甲基苯胺，上述方法雖然工藝簡(jiǎn)單，但甲基苯胺收率較低，收率最高達(dá)到 60%。目前，國(guó)內(nèi)外甲基苯胺的工業(yè)化生產(chǎn)主要采用硝基甲苯還原法。硝基甲苯還原法又分 為化學(xué)還原法和催化加氫還原法。化學(xué)還原法包括鐵粉還原和硫化堿還原，工藝成熟，但污 染重、能耗高、收率低、產(chǎn)品質(zhì)量差。催化加氫還原法又分為液相催化加氫和氣相催化加氫 兩種，氣相催化加氫還原法具有無(wú)溶劑、操作壓力低、生產(chǎn)規(guī)模大等優(yōu)點(diǎn)，但該工藝能耗高、 氫氣消耗量大、反應(yīng)溫度高、設(shè)備投資大。液相催化加氫還原法與氣相催化加氫還原法相比 具有反應(yīng)溫度低、能耗低、生產(chǎn)成本低、三廢少、產(chǎn)品收率高等優(yōu)點(diǎn)，但目前液相催化加氫還 原大多采用釜式間歇生產(chǎn)，該工藝生產(chǎn)周期長(zhǎng)、副反應(yīng)多、操作繁瑣、勞動(dòng)強(qiáng)度大、產(chǎn)品質(zhì)量 不穩(wěn)定、投資大、設(shè)備利用率低、生產(chǎn)效率低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于：提供一種硝基甲苯連續(xù)液相催化加氫還原生產(chǎn)甲基苯胺的裝 置及方法，該甲基苯胺的裝置及方法生產(chǎn)周期短、副反應(yīng)少、產(chǎn)品收率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、工 藝流程簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、設(shè)備利用效率高、連續(xù)化生產(chǎn)，有效提高硝基甲苯加氫還原生產(chǎn) 甲基苯胺的生產(chǎn)效率。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：該甲基苯胺的生產(chǎn)裝置包括加氫反應(yīng)器、循環(huán)泵、換熱 器、錯(cuò)流過(guò)濾器及噴射器，加氫反應(yīng)器頂部安裝噴射器，加氫反應(yīng)器底部通過(guò)管道與循環(huán)泵 的進(jìn)口連接，循環(huán)泵的出口通過(guò)管道與換熱器的進(jìn)口連接，換熱器的出口通過(guò)管道與錯(cuò)流 過(guò)濾器的進(jìn)口連接，錯(cuò)流過(guò)濾器的出口通過(guò)管道與噴射器的進(jìn)口連接。
[0005] 其中，所述的加氫反應(yīng)器安裝有夾套，用于加氫初始階段對(duì)物料進(jìn)行升溫。
[0006] 該甲基苯胺的生產(chǎn)方法包括以下步驟：將硝基甲苯、貴金屬催化劑投入加氫反應(yīng) 器內(nèi)布好底料，用氮?dú)鈱⑾到y(tǒng)內(nèi)的空氣置換干凈，再用氫氣將氮?dú)庵脫Q干凈；開(kāi)啟進(jìn)料閥， 將硝基甲苯連續(xù)送入加氫反應(yīng)器，硝基甲苯、貴金屬催化劑質(zhì)量比1 :0.001-0. 005,通入氫 氣，進(jìn)行加氫還原反應(yīng)，氫化反應(yīng)溫度為60-100°C、壓力為0. 5-1. 5MPa ;加氫反應(yīng)器內(nèi)混合 催化劑的氫化液通過(guò)循環(huán)泵首先進(jìn)入換熱器移走反應(yīng)熱維持體系反應(yīng)溫度，再經(jīng)過(guò)錯(cuò)流過(guò) 濾器，催化劑和部分氫化液與新鮮的硝基甲苯一起進(jìn)入噴射器去循環(huán)，另一部分氫化液從 錯(cuò)流過(guò)濾器上氫化液出口連續(xù)采出，進(jìn)入油水分離器除去水分，再送入精餾分離工序，得到 甲基苯胺產(chǎn)品。
[0007] 其中，所述的催化劑為鉬碳（Pt/C)催化劑，鉬的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1-5%。
[0008] 本發(fā)明與現(xiàn)有甲基苯胺的生產(chǎn)裝置及方法相比，具有以下優(yōu)勢(shì)： 1、加氫反應(yīng)單元噴射器及循環(huán)泵的使用，不僅使反應(yīng)體系獲得了極高的傳質(zhì)效果，提 高了反應(yīng)速率，還使得整個(gè)反應(yīng)體系實(shí)現(xiàn)快速的循環(huán)，保證了反應(yīng)體系內(nèi)的溫度各處均等， 反應(yīng)能平穩(wěn)而快速進(jìn)行；同時(shí)極佳的傳質(zhì)效果，使得反應(yīng)速度快、反應(yīng)時(shí)間短，大大提高了 生產(chǎn)能力；良好的傳熱效果，使加氫反應(yīng)均勻，減少副反應(yīng)的發(fā)生，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和收率。
[0009] 2、設(shè)備體積小，工藝流程簡(jiǎn)單，一套1萬(wàn)t/a的甲基苯胺生產(chǎn)裝置只需要兩臺(tái) 2. 5m3左右的反應(yīng)器，是釜式反應(yīng)器體積的二十分之一，設(shè)備投資大大節(jié)省，同樣生產(chǎn)能力 的釜式反應(yīng)工藝設(shè)備投資為本發(fā)明工藝的10倍左右。
[0010] 3、貴金屬（Pt C)催化劑利用率高，用量少，僅為硝基甲苯質(zhì)量的0. 1-0. 5%，從而節(jié) 省了運(yùn)行成本與投資。
[0011] 4、反應(yīng)過(guò)程不加溶劑，降低了生產(chǎn)成本。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1為硝基甲苯連續(xù)催化加氫還原生產(chǎn)甲基苯胺工藝流程圖。
[0013] 圖中：1加氫反應(yīng)器，2循環(huán)泵，3換熱器，4錯(cuò)流過(guò)濾器，5噴射器。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)解決方案，這些實(shí)施例不能理解為是對(duì) 技術(shù)方案的限制。
[0015] 如圖1所示，該甲基苯胺的生產(chǎn)裝置包括加氫反應(yīng)器1、循環(huán)泵2、換熱器3、錯(cuò)流過(guò) 濾器4及噴射器5,加氫反應(yīng)器1頂部安裝噴射器5,加氫反應(yīng)器1底部通過(guò)管道與循環(huán)泵 2的進(jìn)口連接，循環(huán)泵2的出口通過(guò)管道與換熱器3的進(jìn)口連接，換熱器3的出口通過(guò)管道 與錯(cuò)流過(guò)濾器4的進(jìn)口連接，錯(cuò)流過(guò)濾器4的出口通過(guò)管道與噴射器5的進(jìn)口連接。
[0016] 其中，所述的加氫反應(yīng)器1安裝有夾套，用于加氫初始階段對(duì)物料進(jìn)行升溫。
[0017] 實(shí)施例1 :將硝基甲苯、鉬質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1%的鉬碳（Pt/C)催化劑投入加氫反應(yīng)器 內(nèi)布好底料，用氮?dú)鈱⑾到y(tǒng)內(nèi)的空氣置換干凈，再用氫氣將氮?dú)庵脫Q干凈；開(kāi)啟進(jìn)料閥，將 硝基甲苯連續(xù)送入加氫反應(yīng)器，硝基甲苯、貴金屬催化劑質(zhì)量比1 :〇. 001，通入氫氣，進(jìn)行 加氫還原反應(yīng)，氫化反應(yīng)溫度為60°C、壓力為0. 5MPa ;加氫反應(yīng)器內(nèi)混合催化劑的氫化液 通過(guò)循環(huán)泵首先進(jìn)入換熱器移走反應(yīng)熱維持體系反應(yīng)溫度，再經(jīng)過(guò)錯(cuò)流過(guò)濾器，催化劑和 部分氫化液與新鮮的硝基甲苯一起進(jìn)入噴射器去循環(huán)，另一部分氫化液從錯(cuò)流過(guò)濾器上氫 化液出口連續(xù)采出，進(jìn)入油水分離器除去水分，再送入精餾分離工序，得到甲基苯胺產(chǎn)品。 轉(zhuǎn)化率為100%，選擇性99. 7%，產(chǎn)品含量99. 7%，產(chǎn)品收率99. 3%。
[0018] 實(shí)施例2 :將硝基甲苯、鉬質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3%的鉬碳（Pt/C)催化劑投入加氫反應(yīng)器 內(nèi)布好底料，用氮?dú)鈱⑾到y(tǒng)內(nèi)的空氣置換干凈，再用氫氣將氮?dú)庵脫Q干凈；開(kāi)啟進(jìn)料閥，將 硝基甲苯連續(xù)送入加氫反應(yīng)器，硝基甲苯、貴金屬催化劑質(zhì)量比1 :〇. 003,通入氫氣，進(jìn)行 加氫還原反應(yīng)，氫化反應(yīng)溫度為80°C、壓力為1. OMPa ;加氫反應(yīng)器內(nèi)混合催化劑的氫化液 通過(guò)循環(huán)泵首先進(jìn)入換熱器移走反應(yīng)熱維持體系反應(yīng)溫度，再經(jīng)過(guò)錯(cuò)流過(guò)濾器，催化劑和 部分氫化液與新鮮的硝基甲苯一起進(jìn)入噴射器去循環(huán)，另一部分氫化液從錯(cuò)流過(guò)濾器上氫 化液出口連續(xù)采出，進(jìn)入油水分離器除去水分，再送入精餾分離工序，得到甲基苯胺產(chǎn)品。 轉(zhuǎn)化率為100%，選擇性99. 8%，產(chǎn)品含量99. 6%，收率99. 2%。
[0019] 實(shí)施例3 :將硝基甲苯、鉬質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5%的鉬碳（Pt/C)催化劑投入加氫反應(yīng)器 內(nèi)布好底料，用氮?dú)鈱⑾到y(tǒng)內(nèi)的空氣置換干凈，再用氫氣將氮?dú)庵脫Q干凈；開(kāi)啟進(jìn)料閥，將 硝基甲苯連續(xù)送入加氫反應(yīng)器，硝基甲苯、貴金屬催化劑質(zhì)量比1 : 0. 005,通入氫氣，進(jìn)行 加氫還原反應(yīng)，氫化反應(yīng)溫度為loot：、壓力為1. 5MPa ;加氫反應(yīng)器內(nèi)混合催化劑的氫化液 通過(guò)循環(huán)泵首先進(jìn)入換熱器移走反應(yīng)熱維持體系反應(yīng)溫度，再經(jīng)過(guò)錯(cuò)流過(guò)濾器，催化劑和 部分氫化液與新鮮的硝基甲苯一起進(jìn)入噴射器去循環(huán)，另一部分氫化液從錯(cuò)流過(guò)濾器上氫 化液出口連續(xù)采出，進(jìn)入油水分離器除去水分，再送入精餾分離工序，得到甲基苯胺產(chǎn)品。 轉(zhuǎn)化率為100%，選擇性99. 8%，產(chǎn)品含量99. 6%，收率99. 4%。
【權(quán)利要求】
1. 硝基甲苯連續(xù)液相催化加氫還原生產(chǎn)甲基苯胺的裝置，其特征在于：該甲基苯胺的 生產(chǎn)裝置包括加氫反應(yīng)器（1)、循環(huán)泵（2)、換熱器（3)、錯(cuò)流過(guò)濾器（4)及噴射器（5)，加氫 反應(yīng)器（1)頂部安裝噴射器（5)，加氫反應(yīng)器（1)底部通過(guò)管道與循環(huán)泵（2)的進(jìn)口連接，循 環(huán)泵（2 )的出口通過(guò)管道與換熱器（3 )的進(jìn)口連接，換熱器（3 )的出口通過(guò)管道與錯(cuò)流過(guò)濾 器（4)的進(jìn)口連接，錯(cuò)流過(guò)濾器（4)的出口通過(guò)管道與噴射器（5)的進(jìn)口連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硝基甲苯連續(xù)液相催化加氫還原生產(chǎn)甲基苯胺的裝置，其 特征在于：所述的加氫反應(yīng)器（1)安裝有夾套。
3. 硝基甲苯連續(xù)液相催化加氫還原生產(chǎn)甲基苯胺的方法，其特征在于該甲基苯胺的 生產(chǎn)方法包括以下步驟：將硝基甲苯、貴金屬催化劑投入加氫反應(yīng)器內(nèi)布好底料，用氮?dú)鈱?系統(tǒng)內(nèi)的空氣置換干凈，再用氫氣將氮?dú)庵脫Q干凈；開(kāi)啟進(jìn)料閥，將硝基甲苯連續(xù)送入加氫 反應(yīng)器，硝基甲苯、貴金屬催化劑質(zhì)量比1 :0.001-0. 005,通入氫氣，進(jìn)行加氫還原反應(yīng)，氫 化反應(yīng)溫度為60-100°C、壓力為0. 5-1. 5MPa ;加氫反應(yīng)器內(nèi)混合催化劑的氫化液通過(guò)循環(huán) 泵首先進(jìn)入換熱器移走反應(yīng)熱維持體系反應(yīng)溫度，再經(jīng)過(guò)錯(cuò)流過(guò)濾器，催化劑和部分氫化 液與新鮮的硝基甲苯一起進(jìn)入噴射器去循環(huán)，另一部分氫化液從錯(cuò)流過(guò)濾器上氫化液出口 連續(xù)采出，進(jìn)入油水分離器除去水分，再送入精餾分離工序，得到甲基苯胺產(chǎn)品。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的硝基甲苯連續(xù)液相催化加氫還原生產(chǎn)甲基苯胺的方法，其 特征在于：所述的催化劑為鉬碳（Pt/C)催化劑，鉬的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1-5%。
【文檔編號(hào)】C07C211/47GK104098474SQ201410361825
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】石祖嘉, 章燕軍, 郭奎, 陳雪琴, 臧維東, 沈?qū)W軍, 龔雷 申請(qǐng)人:淮安嘉誠(chéng)高新化工股份有限公司