[发明专利]生产吲哚的反应装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产吲哚的反应装置。

背景技术

吲哚是制各医药、农药、香料、染料和饲料添加剂的重要原料，是重要的杂环精细化工中间体。目前全球的生产能力为7000t/a。随着其应用研究的发展，由其衍生出许多重要的高附加值的医药和农药，特别是目前吲哚衍生物色氨酸的市场需求增长迅速，仅此一项全球远景需求量在100000t/a。因此，吲哚的市场前景十分广阔。

目前工业上主要采用邻氯甲苯多步法合成吲哚。邻氯甲苯经氯化、氰化、氨化、脱水制得吲哚满，然后脱氢而得吲哚。由于合成步骤繁多，分离过程繁杂，能耗大，成本高，而且制备过程产生大量的废弃物而造成环境污染。我国目前主要应用这种落后的方法生产吲哚，而与此同时，我国现在成功地实现丁吲哚合成色氨酸的工业化，因此，急需替代的工艺简单、环境友好和成本价廉的合成吲哚的新技术。

以苯胺和乙二醇为原料多相催化一步法合成吲哚不仅原料价格低廉，生产成本低，操作工艺简单，环境友好，具有明显的优点，是合成吲哚最有前途的一种。20世纪80年代日本对该催化剂进行了大量的相关研究。Matsuda等发现Cd、Cu、Ag和Zn等催化剂对苯胺和乙二醇一步法合成吲哚的反应都具有一定的活性(美国专利4436917)。在350℃、常压下，固定床反应中吲哚的收率都在20%以上(因苯胺过量，以乙二醇计)。其中Ag/SiO₂-ZnO催化剂的吲哚收率达到40%以上。但是实验也发现一个主要的问题：催化剂在数小时失活，收率直线下降。这主要是由于苯胺和吲哚都含有拥有孤对电子的N原子，这些物质在催化剂上的化学吸附特别强，很难脱附，很容易造成催化剂积碳失活。

T．Honda等研制了Ag-Co/SiO₂-ZnO催化剂(欧洲专利0427287)。他首先用水玻璃和硝酸锌共沉淀法制备比表面为240m²/g的SiO₂-ZnO载体，然后用分浸法先后负载0.6%Co和11%Ag，制得Ag-Co/SiO₂-ZnO催化剂。结果表明，在1.0MPa、375℃条件下，在固定床反应器中，Ag-Co/SiO₂-ZnO催化剂上苯胺和乙二醇一步法合成吲哚的收率  达到78%，同时催化剂的稳定性能比较好。而目该催化剂可以通过烧碳再生，再生后催化剂的性能基本不变。

最近，国内也开始进行了此项研究。文献报道了(催化学报．2003，V24(6)，471-474)浸渍法研制了Ag/SiO₂和Cu/SiO₂催化剂，并考察了苯胺、乙二醇一步法合成吲哚的催化性能。两种催化剂的吲哚收率可达到80%左右，但是催化剂很快失活，反应3小时后催化剂的收率下降很多。

现有技术仍然存在吲哚收率较低的缺点，本发明有针对性的解决了该问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的吲哚收率较低的问题，提供一种新的生产吲哚的反应装置。该装置用于吲哚的生产中，具有产品中吲哚收率较高的优点。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种生产吲哚的反应装置，用于在反应区10中，在反应温度300～450℃，反应压力以表压计为0～1Mpa，苯胺与乙二醇进料质量比为1～15:1的反应条件下，在Cu基流化床催化剂上将苯胺和乙二醇转化为吲哚，主要包括反应区10、汽提区15、还原区23、再生区4，反应区10底部设有催化剂出口与汽提区15相连，汽提区15底部设有催化剂出口与还原区23相连，还原区区23底部设有催化剂出口与提升线路12相连，提升线路12出口与再生区4相连，再生区4底部设有催化剂出口与反应区10相连。

上述技术方案中，所述反应区10、汽提区15、还原区23、再生区4均为流化床；所述催化剂为Cu基流化床催化剂，载体为SiO₂或Al₂O₃；所述反应区10与汽提区15之间设有塞阀13，汽提区15与还原区23之间设有塞阀25，还原区23与提升线路12之间设有塞阀18，再生区4与反应区10之间设有塞阀6；所述反应区10、汽提区15、还原区23、再生区4分别设有过滤器19、14、22、3。