[发明专利]一种芳香族硝基化合物加氢还原方法

说明书

技术领域

本发明是关于芳香族硝基化合物加氢还原方法。更具体地说，是关于在磁稳定床反应器中用具有磁性的加氢催化剂对芳香族硝基化合物加氢还原的方法。

背景技术

对芳香族硝基化合物进行加氢是染料、医药以及香料工业的一个很重要的单元反应。已有一些采用均相催化剂催化该反应的报道，然而，这些均相催化剂在空气中不稳定并且不容易从反应物中分离回收。近年来，负载型的钯、铂、铑催化剂和阮内镍催化剂用于芳香族硝基化合物加氢制芳香胺受到人们的重视。

US 5877350公开了一种芳香族硝基化合物加氢制芳香胺的方法，该方法是在气相固定床中、以氧化铝负载钯、铅等金属为加氢催化剂、在绝热条件下进行反应的，反应条件为：压力为1～30巴、反应器内温度为200～400℃、最高催化剂温度为500℃。

CN1239945A公开了一种芳香族硝基化合物加氢制芳香胺的方法，该方法是在气相固定床中使芳香族硝基化合物加氢生成芳香胺，反应条件为：氢气压力为0.5～5巴、反应温度为180～500℃、氢气与硝基基团的摩尔比为3～30∶1。催化剂为在比表面积小于40m²/g的陶瓷载体上负载的钯、钒、铅、铼等金属。

CN1470498A公开了一种连续氢化制备4-氨基二苯胺的方法，该方法是在连续搅拌釜反应器中，使用含镍的粉末状催化剂，对含4-亚硝基二苯胺和4-硝基二苯胺的缩合液进行加氢还原反应制备4-氨基二苯胺。

采用连续搅拌釜反应器时，由于物料返混严重，很难达到100％的转化率，而在4-亚硝基二苯胺和4-硝基二苯胺的缩合液进行加氢还原反应制备4-氨基二苯胺时，反应物和产品难于分离。因此，提高芳香族硝基化合物加氢反应的转化率、选择性，可以大大节省后续的产品分离费用，明显提高产品品质。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上提供一种加氢转化率更高的芳香族硝基化合物加氢还原方法。

本发明提供的芳香族硝基化合物加氢还原方法是在磁稳定床反应器中，将芳香族硝基化合物与溶剂的混合物、氢气和具有铁磁性的催化剂接触，在温度为25～150℃，压力为0.1～5.0MPa，液相进料体积空速为0.5～50h^-1，氢气与液相进料体积比为1～1000，磁场强度为10～1500奥斯特的条件下进行加氢还原反应使芳香族硝基化合物转化为相应的芳胺；其中所述的磁稳定床反应器是在反应器中存在均匀磁场、具有铁磁性的催化剂由于该磁场的磁化作用而相互吸引并稳定存在于反应器中的反应器。

本发明提供的方法优选先将芳香族硝基化合物和溶剂的混合物与氢气在搅拌釜反应器中与具有铁磁性的加氢催化剂接触，在温度为25～150℃、更优选25～100℃，压力为0.1～5.0MPa、更优选0.1～3.0MPa，液相进料停留时间为3～150分钟、更优选5～120分钟，催化剂浓度为0.2～15重量％、更优选0.5～10重量％，氢气与液相进料体积比为1～1000、更优选5～300，搅拌转速30～1000转/分、更优选50～500转/分的反应条件下进行加氢还原反应使芳香族硝基化合物部分转化为相应的芳胺，然后再进入磁稳定床反应器中继续与氢气、具有铁磁性的加氢催化剂接触进行加氢还原反应。

本发明提供的方法中，优选的磁稳定床反应器中的反应条件为：温度为25～100℃，压力为0.1～3.0MPa，液相进料体积空速为1～30h^-1，氢气与液相进料体积比为5～300，磁场强度为100～800奥斯特。

本发明提供的方法中，所述的芳香族硝基化合物优选为硝基苯、4-亚硝基二苯胺等，所述的溶剂为苯胺、甲醇、乙醇、环己烷等；所述的芳香族硝基化合物与溶剂的混合物中芳香族硝基化合物的浓度为0.2～30重量％、优选0.5～10重量％。

本发明提供的方法中，所述的具有铁磁性的催化剂可以是用于加氢精制的各种催化剂，但必须是具有铁磁性的催化剂，例如以镍为主要活性组分的非晶态合金催化剂、阮内镍催化剂或者磁性载体负载的贵金属催化剂。

所说的具有铁磁性的催化剂优选含镍的非晶态合金催化剂。所述的含镍的非晶态合金催化剂的X射线衍射图中在2θ为45±1°处出现一个平缓的漫射峰(馒头状漫散射峰)，该催化剂的组成为含有50～90重量％、优选60～90重量％的Ni，5～20重量％的Al、0.1～20重量％、优选0.1～10重量％的Fe以及0～10重量％的选自Co、Cr、Mo和W中的一种或几种金属。