[发明专利]制备间苯二甲胺的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种制备间苯二甲胺的方法。

背景技术：

间苯二甲胺是一种重要的有机原料中间体，主要用于制造环氧树脂固化剂，橡胶助剂，光敏塑料，聚氨酯树脂以及涂料，此外还可用于农药，纤维整理剂，防锈剂，润滑剂等方面。

国外七十年代初开始生产MXDA，八十年代初日本三菱瓦斯和昭和电工分别投产4000吨/年和2000吨/年生产装置。目前日本三菱瓦斯工业生产方法采用滴流床连续化的方法，年产量5-10万吨。德国巴斯夫采用固定床催化法，而国内的生产厂家寥寥无几。

该反应经历间苯二腈加氢生成亚胺的中间过程，亚胺的反应活性很高，很容易与反应中间产物和目标产物发生进一步反应生成仲胺、叔胺和高沸物等副产物，高沸物吸附在催化剂表面，造成催化剂失活中毒。而催化剂表面的氢气供应量不足容易导致反应液中存在过多活性很高的游离亚胺，从而生成过多副产物。采用氢气的进气分布器能强化气液传质，提供较大的气液相界面，从而保证催化剂表面有足够的氢气供应。目前国内工业上生产MXDA的方法主要是间歇法，高压加氢搅拌釜一般采用磁力或机械搅拌，该搅拌方式难以提供较大的气液相界面，从而不能保证催化剂表面能有充足的氢气供应。

该反应属于较强放热反应，摩尔反应热为90kcal/mol，且该反应速度较快，反应热若不能及时移走会造成反应器内局部温度过高。由于主反应的活化能小于副反应的活化能，因此在低温情况下有利于主反应的进行。而在高温条件下，相对有利于副反应的发生。因此要严格控制反应温度在规定的范围内。高压釜内安装盘管式换热器只能提供有限的换热面积，难于满足该反应的传热要求。另外使用盘管式换热器容易造成催化剂破损。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种反应平稳且压力小，时间短，收率高的制备间苯二甲胺的方法。

本发明的技术解决方案是：

一种制备间苯二甲胺的方法，其特征是：在高压反应釜中，以雷尼镍为催化剂，以芳烃和醇组成的混合物为溶剂，在反应温度为40-120℃，反应压力为2-10MPa条件下，使间苯二甲腈加氢反应20-90min生成间苯二甲胺；其中加氢是通过设置在高压反应釜中的氢气进气分布器进行的；高压反应釜的换热器采用外循环换热器，通过高压泵将需换热的反应液打到外循环换热器中换热。

氢气进气分布器的出气面积为高压反应釜横截面面积的3～10倍。

外循环换热器的换热单位体积的换热面积为15～30m²/m³。

外循环换热器是波纹套管换热器。

所述高压泵的流量与高压反应釜内反应液的体积之比为5∶1～20∶1。

芳烃和醇组成的混合物为溶剂，是甲苯和甲醇的混合物，二者的体积比为1∶1-15∶1。

间苯二腈与溶剂的质量比为1∶1-1∶10。

间苯二腈与雷尼镍的质量比为2∶1-15∶1，间苯二腈与氢氧化钠的质量比为140∶1-50∶1，间苯二腈与水的质量比为160∶1-70∶1。

反应温度为40-120℃，反应压力为2-10Mpa，反应时间为20-90min。

本发明克服以往方法中反应时间长，压力高，传质效率低，传热面积小，副产物多等缺点。与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.使用氢气的进气分布器，气液接触良好，气泡直径小且分布均匀，界面更新速度快，传质效率至少增加50倍，使化学反应能够加快完成，反应时间缩短，选择性提高，从而提高了产品的收率。使用进气分布器还能控制吸气的速度，使吸气量与搅拌速度、搅拌能耗的协调变得简单，反应控制比较严格，产品质量好，副产物少。

2.反应釜内安装的盘管换热器换热面积传热面积仅为4-6m²/m³(该传热面积是相对高压釜容积而言的)，而外换热单位体积的换热面积则没有限制，这里设计为15～30m²/m³，因此，使用外换热器大大增加传热效率，能够及时将反应热移走，不会造成反应器内局部温度过高。此外外换热器相对盘管换热器而言基本没有催化剂的损耗，清洗和设备安装方便。

3.采用上述方法能够使反应平稳，实现连续通氢，有利于实现DCS控制，从而减少人力成本。

本发明所涉及的氢气进气方式是通过氢气进气分布器实现的。一般的磁力或机械搅拌气液传质效果较差。气液混合不均匀，物料聚集，反应压力高，副产物多。采用本发明提供的进气方式后，由氢气质量流量计控制进气量，使反应速度平稳，达到更好的传质效果，降低反应压力。