[发明专利]制备芳香胺的连续工艺

说明书

本发明涉及通过二-和多硝基化合物的催化加氢制备相应的芳香二-和多胺的连续工艺。

通过硝基化合物的催化加氢制备芳香胺的众多工艺是已知的。例如可参见：美国专利3，546，296;美国专利3，781，373;美国专利3，761，521;美国专利3，895，065;美国专利4，288，640;德国专利2，135，154;美国专利3，882，048;英国专利1，490，313;英国专利1，017，646;美国专利3，356，728;美国专利3，356，729;美国专利3，431，085;美国专利3，194，839和英国专利768，111。

当芳香多硝基化合物与氢进行反应时会释放出大量的热量。已经进行了利用在由多硝基化合物的加氢来制备相应的芳香多胺时释放出的加氢反应热的许多尝试。例如，加热的冷却水可以用于房间供暖或加热产生蒸汽或甚至用于蒸发低沸点溶剂。

芳香多硝基化合物的大规模加氢反应一般尽可能在最低的温度下进行以便减少多硝基化合物在高温下加氢时产生的不能控制的副反应的危险。副反应可能导致产生不希望得到的副产物，从而降低产率。环上加氢、加氢分解或生成大分子焦状产物都是所不希望的副反应的例子。也会发生爆炸性副反应。硝基化合物强烈的放热反应及其在高温下的高速反应是产生这些副反应的原因。

为了尽可能避免这些不希望发生的副反应，芳香多硝基化合物的大规模加氢反应一般在不会产生超过2巴的过压蒸汽的温度下进行。

加拿大专利1，211，751叙述了一种通过二硝基化合物的催化加氢制备相应的芳香二胺的工艺，该工艺同时产生≥1巴的过压蒸汽。装有管子的泡罩塔用作为反应器。反应器由在管子中的水转化成蒸汽来冷却。由芳香二硝基化合物、相应的二胺、加氢催化剂、作为溶剂的含有1～6个碳原子的脂族饱和醇和水组成的反应悬浮液与氢气一起加入到反应器中。通过选择进料到泡罩塔的反应悬浮液的数量、压力、温度及冷却水的数量来使泡罩塔的反应温度在140～250℃。

加拿大专利1，211，757所叙述的工艺的缺点是使用了溶剂。尽管溶剂缓和了已知的多硝基化合物在高温下加氢的问题，但是它在加氢条件下并不是完全惰性的。该溶剂发生反应以致形成了不希望得到的副产物而降低了胺的产率。当反应完成后，必须把溶剂从芳香二胺中分离出来并任选地进行综合加工。这些处理增加了工艺的费用。

已经进行了使加拿大专利1，211，751所叙述的工艺的主要特点转变成芳香硝基化合物的无溶剂催化加氢的许多尝试。欧洲专利263，935公开了一种工艺，其中使用搅拌反应器来进行放热反应。这些反应器用水进行冷却，水在管子中转变成大于1巴的过压蒸汽。蒸沸管的冷却表面与反应空间的体积之比是40-400米²/米³。已经证实这种高比例对移出反应热是特别有效的。然而，欧洲专利263，935公开的工艺仅能用于有限的芳香多硝基化合物的催化加氢，因为并不能保证完全的相混合。由于非均相性，会发生强烈的及不能控制的副反应。这些副反应导致产率降低，而且树脂状化合物覆盖了冷却表面和/或部分催化剂。

本发明的一个目的是提供一种通过芳香硝基化合物的加氢来生产芳香胺的无溶剂工艺。

本发明的另一个目的是提供一种通过芳香硝基化合物的加氢来生产芳香胺的工艺，该工艺可以在高温下进行而不会促进副反应。

本发明的再一个目的是提供一种可同时生产芳香胺和≥2巴过压蒸汽的工艺。

这些和其它对于精通本技术的人来说是显而易见的目的可通过下列步骤来完成：（1）将芳香二硝基或多硝基化合物加入到含有胺、催化剂、水和氢气的快速流动的混合物的反应器中以便使硝基化合物能分散在这种快速流动的混合物中，（2）使硝基化合物与氢气进行反应生成胺，和（3）从反应器中连续地排出含胺的反应混合物。在步骤（1）中控制混合比以便使加入的硝基化合物与胺、催化剂、水和氢气的混合物的体积比在特定的范围内。反应器维持在约5～约100巴的压力和在约120～约220℃的温度。反应热可任选地用于生产蒸汽。

附图说明了用于实施本发明的一套装置。

本发明旨在通过芳香二-和多硝基化合物的催化加氢来制备相应的芳香二-和多胺的连续工艺。该工艺可以在带有具有混合室的喷射泵的文氏环管反应器中进行。