[发明专利]芳香族胺的制备方法及反应装置

说明书

技术领域

本发明涉及芳香族胺的制备方法、以及通过该制备方法制备芳香族胺时使用的反应装置。

背景技术

作为将硝基苯用氢气还原(加氢)制备苯胺的方法，在特开平2-279657号公报中记载了一种方法，该方法具有第一工序和第二工序，所述的第一工序中以苯胺为溶剂，应用钯催化剂或者钯-铂系载体催化剂，将反应液中的硝基苯用氢气还原，连续地使苯胺和反应生成的水作为蒸气随同氢一起馏出，所述的第二工序中，将从第一工序馏出的蒸气引入到填充有铜-铬系催化剂的固定床反应器，在150-250℃的温度下将在该蒸气中含有的未反应的硝基苯用氢气还原，转化为苯胺。

在特公平1-36459号公报中记载了一种方法，该方法中，以苯胺为溶剂，以钯-铂等为催化剂并使其悬浮，边使反应液中硝基苯的浓度保持为0.5重量％以下边在150-250℃的温度下进行反应，同时从该反应产物中连续地使苯胺和反应生成水作为蒸气馏出，使反应在水实质上不存在的条件下进行。

在特公平1-36460号公报中记载了一种方法，该方法中应用钯、钯-铂系等贵金属催化剂，在选自碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐、醋酸锌、硝酸锌的化合物的存在下，边使以苯胺为溶剂的反应液中的硝基苯的浓度保持为0.5重量％以下边进行反应。另外，在该文献中记载了以下的概念，即，在蒸气反应中，将反应产物作为蒸气排除到体系外。

另外，在特表2006-508017号公报中，记载了一种胺的制备方法，其中，进行芳香族硝基化合物的催化加氢，接着，从含有芳香族胺和水的反应混合物中除去催化剂，其特点在于通过悬浮液侧的压力为5-50巴、悬浮液侧和透过液侧的压力差为0.3巴以上且悬浮液侧的流动速度为1-6m/s的膜过滤，除去催化剂。

本发明人等在研究过程中发现，在上述的各文献中记载的方法，即通过硝基苯的氢气还原(加氢)反应将反应液中生成的苯胺作为蒸气从反应器取出的方法中，上述反应器的内部会蓄积、浓缩N-环己基苯胺等高沸点成分。当该高沸点成分在反应器内浓缩时，会加速催化剂的活性和寿命的下降，混入于馏出的反应产物中的高沸点杂质的量将会增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以在抑制反应器内的高沸点杂质的蓄积和随之而来的催化剂的活性下降和寿命下降的同时制备高纯度的芳香族胺的制备方法，以及用于边抑制催化剂的活性下降和寿命下降边制备高纯度的芳香族胺的反应装置。

为了实现上述目的，本发明的芳香族胺的制备方法，其包括第1氢化工序和第2氢化工序，所述第1氢化工序中使芳香族硝基化合物和氢通过气液接触进行反应，由此对上述芳香族硝基化合物进行氢化，所述第2氢化工序中，使上述第1氢化工序中未反应的芳香族硝基化合物和未反应的氢在气相中反应，由此对上述未反应的芳香族硝基化合物进行氢化，在上述第1氢化工序中，从该反应体系中取出部分反应液，在通过蒸馏除去高沸点杂质后使之返回第1氢化工序的反应体系。

在该芳香族胺的制备方法中，在第1氢化工序中，将反应液的一部分由反应体系内取出并进行蒸馏，由此，将高沸点杂质从上述反应液中分离。因此，根据该芳香族胺的制备方法，可以在抑制第1氢化工序中高沸点杂质的蓄积和随之而来的催化剂的活性下降和寿命下降的同时高效地制备高纯度的芳香族胺。

另外，在该芳香族胺的制备方法中，由第1氢化工序的反应体系取出的反应液在返回该反应体系的途中被蒸馏，所以返回至该反应体系内的是蒸馏后的馏出液。因此，根据该芳香族胺的制备方法，可以抑制作为反应原料的芳香族硝基化合物和作为反应产物的芳香族胺因从反应液中分离高沸点杂质的处理所产生的损失。

本发明的芳香族胺的制备方法中，在上述反应液中含有催化剂，优选将由反应体系取出的反应液在蒸馏之前过滤，由该反应液中除去催化剂。

通过在蒸馏反应液之前经过滤从反应液中除去催化剂，可以提高蒸馏操作的安全性。另外，通过蒸馏从反应液中分离出的高沸点杂质，其粘度高，有时很难将与该高沸点杂质一同含于蒸馏塔底液中的催化剂分离、回收，但是，通过在蒸馏之前进行过滤，可以很容易地回收催化剂。

本发明的芳香族胺的制备方法中，该反应液可以通过连续式蒸馏进行蒸馏，也可以通过间歇式蒸馏进行蒸馏。

将反应液通过连续式蒸馏进行蒸馏时，可以使蒸馏装置小型化。另外，由于可以减小第1氢化工序的反应液的浓度变化，所以可以保持第1氢化工序中的反应的稳定。

另一方面，将反应液通过间歇式蒸馏进行蒸馏时，蒸馏处理的操作变得简单，可以减小蒸馏处理时的负荷、对蒸馏器进行维护的负担。