二硝基甲苯連續液相催化加氫還原生產二氨基甲苯的裝置及方法
【專利摘要】本發明公開了二硝基甲苯連續液相催化加氫還原生產二氨基甲苯的裝置及方法，將熔融的二硝基甲苯、貴金屬催化劑投入加氫反應器內布好底料，依次用氮氣和氫氣將系統置換干凈；然后開啟進料閥，將熔融的二硝基甲苯連續送入加氫反應器，二硝基甲苯、貴金屬催化劑質量比1：0.001-0.005，通入氫氣進行加氫還原反應，反應溫度80-120℃、壓力1.0-2.5MPa；反應物料通過循環泵首先進入換熱器，再經過錯流過濾器，催化劑和部分氫化液與新鮮原料一起進入噴射器去循環，另一部分氫化液連續采出，經后處理得到二氨基甲苯。本發明生產周期短，收率高，質量穩定，生產成本低，設備效率高，生產連續化。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及二氨基甲苯的裝置及方法，具體涉及一種二硝基甲苯連續液相催化加 氫還原生產二氨基甲苯的裝置及方法。 二硝基甲苯連續液相催化加氫還原生產二氨基甲苯的裝置 及方法

【背景技術】
[0002] 二氨基甲苯（TDA)，又名甲苯二胺，包括2,4_二氨基甲苯和2,6_二氨基甲苯兩種 異構體。二氨基甲苯在工業上有廣泛的應用，最主要用途是作為生產甲苯二異氰酸酯（TDI) 的原料，而TDI是生產聚氨酯的重要原料之一。二氨基甲苯是由二硝基甲苯還原制得，還原 方法分為三類：第一類為化學還原法，如鐵粉、硫化堿等，第二類為催化加氫還原法，常用的 加氫還原金屬催化劑有Pd/C、Pd-Fe/C、Raney-Ni等，第三類是C0/H 20催化還原法。化學 還原法工藝成熟，操作比較簡單，反應條件溫和，但后處理困難、環境污染嚴重、能耗高；C0/ H20催化還原法較好地克服了化學還原法后處理困難、環境污染重、能耗高的缺點，以及催 化加氫法對于帶有易還原基團的硝基化合物還原選擇性差的不足，但需要大量催化劑才能 得到較高的收率，且催化劑容易失活，目前尚未見工業化報道；催化加氫法與化學還原法相 t匕，具有產品質量和收率高、適合大批量生產特點，更為重要的是催化加氫法生產過程比化 學還原法產生的三廢少，是一種綠色的生產工藝，因此催化加氫還原法是生產二氨基甲苯 的主要方法。但是催化加氫反應屬于復雜的氣-液-固三相反應體系，具有強放熱和副反 應多等特點，容易生成焦油、甲基苯胺等副產物，且目前大多采用釜式間歇生產，存在著生 產周期長、操作繁瑣、勞動強度大、產品質量不穩定、投資大、設備利用率低、生產效率低等 缺點。


【發明內容】

[0003] 本發明的目的在于：提供一種二硝基甲苯連續液相催化加氫還原生產二氨基甲苯 的裝置及方法，有效提高二硝基甲苯加氫還原生產二氨基甲苯的生產效率，具有生產周期 短、副反應少、產品收率高、產品質量穩定、工藝流程簡單、生產成本低、設備利用效率高、連 續化生產等特點。
[0004] 本發明的技術解決方案是：該二氨基甲苯的生產裝置包括加氫反應器、循環泵、換 熱器、錯流過濾器及噴射器，加氫反應器頂部安裝噴射器，加氫反應器底部通過管道與循環 泵的進口連接，循環泵的出口通過管道與換熱器的進口連接，換熱器的出口通過管道與錯 流過濾器的進口連接，錯流過濾器的出口通過管道與噴射器的進口連接。
[0005] 其中，加氫反應器安裝有夾套，用于加氫初始階段對物料進行升溫。
[0006] 該二氨基甲苯的生產方法包括以下步驟：將熔融的二硝基甲苯、貴金屬催化劑投 入加氫反應器內布好底料，用氮氣將系統內的空氣置換干凈，再用氫氣將氮氣置換干凈；然 后開啟進料閥，將熔融的二硝基甲苯連續送入加氫反應器，二硝基甲苯、貴金屬催化劑質 量比為1 :〇. 001-0. 005,通入氫氣，進行加氫還原反應，氫化反應溫度為80-120°C、壓力為 1. 0-2. 5MPa ;加氫反應器內混合催化劑的氫化液通過循環泵首先進入換熱器移走反應熱維 持體系反應溫度，再經過錯流過濾器，催化劑和部分氫化液與新鮮的二硝基甲苯一起進入 噴射器去循環，另一部分氫化液從錯流過濾器上反應液出口連續采出，先進行脫水干燥除 去水分，再送入精餾分離工序，得到二氨基甲苯產品。
[0007] 其中，所述的催化劑為鉬碳（Pt/C)催化劑，鉬的質量百分數為1-5%。
[0008] 本發明與現有二氨基甲苯生產裝置及方法相比，具有以下優勢： 1、加氫反應單元噴射器及循環泵的使用，不僅使反應體系獲得了極高的傳質效果，提 高了反應速率，還使得整個反應體系實現快速的循環，保證了反應體系內的溫度各處均等， 反應能平穩而快速進行；同時極佳的傳質效果，使得反應速度快、反應時間短，大大提高了 生產能力；良好的傳熱效果，使加氫反應均勻，減少副反應的發生，提高了產品質量和收率。
[0009] 2、設備體積小，工藝流程簡單，一套1萬t/a的二氨基甲苯生產裝置只需要兩臺 2. 5m3左右的反應器，是釜式反應器體積的二十分之一，設備投資大大節省，同樣生產能力 的釜式反應工藝設備投資為本發明工藝的10倍左右。
[0010] 3、貴金屬（Pt /C)催化劑利用率高，用量少，僅為二硝基甲苯質量的0. 1-0. 5%，從 而節省了運行成本與投資。
[0011] 4、反應過程不加溶劑，降低了生產成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1為二硝基甲苯連續催化加氫還原生產二氨基甲苯工藝流程圖。
[0013] 圖中：1加氫反應器，2循環泵，3換熱器，4錯流過濾器，5噴射器。

【具體實施方式】
[0014] 下面結合實施例進一步說明本發明的技術解決方案，這些實施例不能理解為是對 技術方案的限制。
[0015] 如圖1所示，該二氨基甲苯的生產裝置包括加氫反應器1、循環泵2、換熱器3、錯流 過濾器4及噴射器5,加氫反應器1頂部安裝噴射器5,加氫反應器1底部通過管道與循環 泵2的進口連接，循環泵2的出口通過管道與換熱器3的進口連接，換熱器3的出口通過管 道與錯流過濾器4的進口連接，錯流過濾器4的出口通過管道與噴射器5的進口連接。
[0016] 其中，加氫反應器1安裝有夾套，用于加氫初始階段對物料進行升溫。
[0017] 實施例1 :將熔融的二硝基甲苯、鉬質量百分數為1%的鉬碳（Pt/C)催化劑投入加 氫反應器內布好底料，用氮氣將系統內的空氣置換干凈，再用氫氣將氮氣置換干凈；然后開 啟進料閥，將熔融的二硝基甲苯連續送入加氫反應器，二硝基甲苯、貴金屬催化劑質量比1 : 0. 001,通入氫氣，進行加氫還原反應，氫化反應溫度為80°C、壓力為1. OMPa ;加氫反應器內 混合催化劑的氫化液通過循環泵首先進入換熱器移走反應熱維持體系反應溫度，再經過錯 流過濾器，催化劑和部分氫化液與新鮮的二硝基甲苯一起進入噴射器去循環，另一部分氫 化液從錯流過濾器上反應液出口連續采出，先進行脫水干燥除去水分，再送入精餾分離工 序，得到二氨基甲苯產品。轉化率為100%，選擇性99. 5%，產品含量99. 6%，產品收率99. 2%。
[0018] 實施例2 :將熔融的二硝基甲苯、鉬質量百分數為3%的鉬碳（Pt/C)催化劑投入加 氫反應器內布好底料，用氮氣將系統內的空氣置換干凈，再用氫氣將氮氣置換干凈；然后開 啟進料閥，將熔融的二硝基甲苯連續送入加氫反應器，二硝基甲苯、貴金屬催化劑質量比1 : 0. 003,通入氫氣，進行加氫還原反應，氫化反應溫度為100°C、壓力為1.8MPa;加氫反應器 內混合催化劑的氫化液通過循環泵首先進入換熱器移走反應熱維持體系反應溫度，再經過 錯流過濾器，催化劑和部分氫化液與新鮮的二硝基甲苯一起進入噴射器去循環，另一部分 氫化液從錯流過濾器上反應液出口連續采出，先進行脫水干燥除去水分，再送入精餾分離 工序，得到二氨基甲苯產品。轉化率為100%，選擇性99. 6%，產品含量99. 6%，收率99. 2%。
[0019] 實施例3 :將熔融的二硝基甲苯、鉬質量百分數為5%的鉬碳（Pt/C)催化劑投入加 氫反應器內布好底料，用氮氣將系統內的空氣置換干凈，再用氫氣將氮氣置換干凈；然后開 啟進料閥，將熔融的二硝基甲苯連續送入加氫反應器，二硝基甲苯、貴金屬催化劑質量比1 : 0. 005,通入氫氣，進行加氫還原反應，氫化反應溫度為120°C、壓力為2. 5MPa ;加氫反應器 內混合催化劑的氫化液通過循環泵首先進入換熱器移走反應熱維持體系反應溫度，再經過 錯流過濾器，催化劑和部分氫化液與新鮮的二硝基甲苯一起進入噴射器去循環，另一部分 氫化液從錯流過濾器上反應液出口連續采出，先進行脫水干燥除去水分，再送入精餾分離 工序，得到二氨基甲苯產品。轉化率為100%，選擇性99. 7%，產品含量99. 6%，收率99. 3%。
【權利要求】
1. 二硝基甲苯連續液相催化加氫還原生產二氨基甲苯的裝置，其特征在于該二氨基甲 苯的生產裝置包括加氫反應器（1)、循環泵（2)、換熱器（3)、錯流過濾器（4)及噴射器（5)， 加氫反應器（1)頂部安裝噴射器（5 )，加氫反應器（1)底部通過管道與循環泵（2 )的進口連 接，循環泵（2)的出口通過管道與換熱器（3)的進口連接，換熱器（3)的出口通過管道與錯 流過濾器（4)的進口連接，錯流過濾器（4)的出口通過管道與噴射器（5)的進口連接。
2. 根據權利要求1所述的二硝基甲苯連續液相催化加氫還原生產二氨基甲苯的裝 置，其特征在于：加氫反應器（1)安裝有夾套。
3. 二硝基甲苯連續液相催化加氫還原生產二氨基甲苯的方法，其特征在于該二氨 基甲苯的生產方法包括以下步驟：將熔融的二硝基甲苯、貴金屬催化劑投入加氫反應 器內布好底料，用氮氣將系統內的空氣置換干凈，再用氫氣將氮氣置換干凈；然后開啟 進料閥，將熔融的二硝基甲苯連續送入加氫反應器，二硝基甲苯、貴金屬催化劑質量比 為1 :0. 001-0. 005,通入氫氣，進行加氫還原反應，氫化反應溫度為80-120 °C、壓力為 1. 0-2. 5MPa ;加氫反應器內混合催化劑的氫化液通過循環泵首先進入換熱器移走反應熱維 持體系反應溫度，再經過錯流過濾器，催化劑和部分氫化液與新鮮的二硝基甲苯一起進入 噴射器去循環，另一部分氫化液從錯流過濾器上反應液出口連續采出，先進行脫水干燥除 去水分，再送入精餾分離工序，得到二氨基甲苯產品。
4. 根據權利要求3所述的二硝基甲苯連續液相催化加氫還原生產二氨基甲苯的方 法，其特征在于：所述的催化劑為鉬碳（Pt/C)催化劑，鉬的質量百分數為1-5%。
【文檔編號】C07C211/50GK104098475SQ201410361845
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月28日 優先權日:2014年7月28日
【發明者】石祖嘉, 章燕軍, 臧維東, 沈學軍, 郭奎, 龔雷, 吳安農 申請人:淮安嘉誠高新化工股份有限公司