[发明专利]一种固定床法合成咔唑的方法

说明书

技术领域

本发明属于有机化工、有机合成领域，特别涉及一种固定床法合成咔唑的方法。

背景技术

咔唑，俗名9-氮(杂)芴，纯品的熔点244.8℃，外观呈无色单斜片状结晶体，有特殊气味，易升华，微溶于水，可溶于乙醇、乙醚等多数有机溶剂。咔唑作为重要的精细化工中间体，广泛应用于染料、颜料、医药及高分子材料等领域。随着染料和颜料工业的快速发展以及咔唑衍生物应用的不断开发，咔唑需求量呈逐年上升的趋势。咔唑主要是从煤焦油中提取的，其在煤焦油中的含量为1.5％左右，提取方法主要有结晶-蒸馏法和溶剂洗涤法，但都存在收率低、纯度不高、“三废”污染严重等问题。因此，化学合成法制备咔唑越来越受到重视。

早在1872年人们就开始研究二苯胺制备咔唑的工艺，Albert Schnatterrer等研究了二苯胺液相脱氢环化制备咔唑的方法，咔唑的选择性和转化率均为60％左右。1938年，Moargan等首次研究了以联苯胺为原料用V₂O₅进行氧气氧化制得咔唑。1948年，E.C.Horing就提出用钯/碳(Pt/C)为催化剂，对1，2，3，4-四氢咔唑进行催化脱氢合成咔唑。后来，大量科研人员在此工艺的基础上对催化剂进行了多次改进，但综合考虑还是原料和催化剂价格高导致生产成本过高。201210410069.2提出以二苯胺为原料、Pd的化合物为催化剂，加入丁酸或丁酸与其他酸的混合溶剂中通入空气或氧气在一定压力下进行反应制得咔唑。

当前，市场上的咔唑主要是从煤焦油中提纯制得的，但煤焦油中所提取出来的咔唑纯度不高，且产量还受炼焦行业的严重制约，随着咔唑市场需求量的不断增加、产品质量的要求不断提高，煤焦油法提取咔唑的工艺已不能满足当今的要求了。因此，迫切需要化学合成法制备咔唑来满足现状，而目前所报道的化学合成法几乎都面临生产成本高、生产效率低、三废污染严重等问题，所以开发一种低成本、高效率、无污染的咔唑合成工艺变得意义重大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作简单易控、催化剂使用寿命长、生产效率高、产物收率高的固定床法合成咔唑的方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种固定床法合成咔唑的方法，其是以二苯胺为原料，在催化剂的作用下合成咔唑的方法，所述催化剂选用金属型催化剂，以固定床为反应容器，向所述催化剂所在床层通入所述二苯胺、水蒸气，在所述固定床的水蒸气氛围下气相法合成咔唑。

进一步地，二苯胺质量空速为0.2-1.2t/h，水蒸气与二苯胺的进料质量比为1-5∶1，反应温度在400-500℃之间，反应压力在0.01-0.1MPa之间。

进一步地，催化剂活性组分优选Fe₂O₃，Al₂O₃，Cr₂O₃中的至少一种。

进一步地，水蒸气与二苯胺的进料质量比优选1-3∶1，温度优控在450-500℃在，反应压力优控在0.01-0.05MPa之间。

本发明具有以下有益效果：本发明首次采用了固定床法二苯胺脱氢环化合成咔唑，并以水蒸气为载气，其优点在于，装置结构简单易操作；原料二苯胺价格便宜；催化剂制备简便、活性稳定；高温下的水蒸气除去反应器内的积碳，使得催化剂的寿命大幅提高；催化合成产物收率高，精制后可以得到含量大于99.90％的产品，收率90％以上。

具体实施方式

本实施例一种固定床法合成咔唑的方法，其是以二苯胺为原料，在催化剂的作用下合成咔唑的方法，所述催化剂选用金属型催化剂，以固定床为反应容器，向所述催化剂所在床层通入所述二苯胺、水蒸气，在所述固定床的水蒸气氛围下气相法合成咔唑。

在本实施例中，催化剂活性组分优选Fe₂O₃，Al₂O₃，Cr₂O₃中的一种或几种；二苯胺质量空速为0.2-1.2t/h，水蒸气与二苯胺的进料质量比优选1-3∶1，温度优控在450-500℃在，反应压力优控在0.01-0.05MPa之间。

实施例1：