[发明专利]制备芳族胺的设备和方法

说明书

相关申请的交叉引用

依据35U.S.C.§119(a)-(g)，本申请要求享有2013年1月22日提交的欧洲专利第13152196.5号的优先权。

背景技术

本发明涉及由有机硝基化合物来制备有机氨基化合物的设备和方法，其中用含氢气的气流借助催化剂将所述有机硝基化合物氢化至有机氨基化合物，所述氢化的反应进程通过分析在氢化过程中形成的副产物来监测。

由对应的硝基化合物来制备有机氨基化合物是广泛已知的。在EP 0 223 035 A1记载的方法中，借助分散于液体反应混合物中的改进的雷尼镍(Raney nickel)催化剂来实施氢化。可通过过滤或沉降将所述催化剂从液体反应混合物中分离出并任选地返回至工艺过程中。

此外，由DE 2044657已知一种通过在一个反应器或在两个串连的反应器中于高温和高压下通过将二硝基甲苯氢化来制备甲苯二胺的方法。含有固定镍或钌氢化催化剂的高压管式流动反应器被推荐作为反应器。

有机氨基化合物——特别是二氨基化合物或三氨基化合物——是制备有机多异氰酸酯的重要原料，所述有机多异氰酸酯又是制备聚氨酯所需的。为此，由二硝基甲苯起始经由氢化反应来制备例如甲苯二胺(TDA)——一种用于制备多异氰酸酯的常用单体。催化剂常被用于在液相中进行的氢化反应。在制备工艺过程中，可能出现问题，例如由于催化活性不足而使得在反应器中发生二硝基甲苯的累积。该累积可呈现极大的安全风险，因为二硝基甲苯会在高温且特别在强碱的存在下剧烈地分解。为了缓和这种安全风险，需要加入至氢化反应器中的二硝基甲苯进行完全的反应。为此已有许多方案。

WO 03/066571 A1公开了通过用气相色谱法分析液体氢化产物来使氢化反应进行完全。

DE 10 2005 008 613 A1提出了通过用UV/VIS吸收光谱法来测定硝基化合物和亚硝基化合物的浓度。

WO 2012/076449 A1记载了一种通过氢化硝基芳族化合物来制备芳族胺的方法，其中进行反应混合物的色谱分析以测定反应混合物中硝基化合物和亚硝基化合物的浓度。

此外，有经验的设备操作员还可由氢化产物的颜色来作出关于反应进程的结论。此外，已知反应的完全性还可通过监测实际反应器下游连接的反应室中的温升来评估。此外，不完全的反应还可由反应化学计量比的偏离来检测，具体而言，通过分析氢气和二硝基甲苯之间的比例。这些方法记载于例如WO 2011/086050 A2。

但是，迄今检测氢化反应的完全性的已知方法并非在每个方面都令人满意。例如，这些方法中的一些需要复杂的设备，而另一些依赖操作工的经验，这会不可避免地造成失误。其它方法，例如测定温升的方法，传输所需数据会有延迟，这对于氢化反应器的最佳控制同样是不利的。

因此，本发明的目的是提供一种通过将对应的硝基化合物氢化来制备有机胺的设备和方法，所述方法可用相对廉价的设备进行并及时传输关于氢化反应完全性的信息。该设备和方法应使用安全且应当尤其使得有机硝基化合物进行定量反应以及有机氨基化合物有最佳的收率。

发明内容

所述目的通过一种由有机硝基化合物来制备有机氨基化合物的方法而得以实现，在该方法中用含氢气的气流借助催化剂将所述有机硝基化合物氢化至有机氨基化合物，通过分析在氢化过程中形成的副产物来监测氢化反应进程，其中所述方法的特征在于测定气相中一种或多种气态副产物的浓度，如果所述一种或多种气态副产物的浓度降至低于预定的最低浓度，则提高催化剂的氢化活性。根据本发明，“催化剂的氢化活性”应理解为表示催化剂催化有机硝基化合物氢化至有机氨基化合物的能力。所述氢化活性可通过改变一个或多个反应参数(含氢气的气流的体积流速、加入的有机硝基化合物的量、压力、温度和/或停留时间)来提高，从而使反应室中存在的催化剂以比改变参数之前的状态提高的活性来催化有机硝基化合物的氢化。或者抑或此外，也可加入其它催化剂以使此时存在于反应室中的催化剂——既有催化剂和新加催化剂的混合物——以比加入其它催化剂之前的状态提高的活性来催化有机硝基化合物的氢化。

附图说明

图1是本发明方法的一个实施方案的示意图。

图2是在排放的气流中测得的甲烷浓度相对于时间的图。

具体实施方式