CN102417481A

CN102417481A - 2，2′-二氨基联苄催化脱氨生产亚氨基二苄的工业化方法

Info

Publication number: CN102417481A
Application number: CN201110327979XA
Authority: CN
Inventors: 李瑞江; 朱子彬; 吴勇强; 张琪; 黄震尧; 刘时贤; 倪燕慧; 陶国忠; 周成岩; 魏文韬
Original assignee: East China University of Science and Technology
Current assignee: East China University of Science and Technology
Priority date: 2011-10-25
Filing date: 2011-10-25
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2031-10-25
Also published as: CN102417481B

Abstract

本发明提供一种2，2′-二氨基联苄催化脱氨反应生产亚氨基二苄的工业化方法。该方法的工艺流程是反应物料经加热熔化与高温水蒸汽混合后进入脱氨反应器，脱氨反应是在一个薄床层的轴向或径向固定床反应器中进行，从反应器出来的高温物料经过废热锅炉回收热量，反应产物冷凝至液态，在液汽分离罐下部的水中结晶，并在液固分离罐中与水分离获得产品亚氨基二苄等结晶，从液汽分离罐上部排出大部分水蒸汽经过滤器、过热器、压缩机后返回加热炉循环利用，其余水蒸汽被排放。该方法具有反应性能好、原料消耗低、能耗低等特点。

Description

2,2′-二氨基联苄催化脱氨生产亚氨基二苄的工业化方法

技术领域

本发明属于化学反应工程技术领域，具体的说，涉及一种医药中间体亚氨基二苄的催化脱氨工业化生产方法。

背景技术

亚氨基二苄(10，11-二氢-5H-二苯并[b，f]氮杂，简称IDB)是一种重要的药物合成中间体，主要用于卡马西平和奥卡西平等药物的合成。

用2，2′-二氨基联苄(简称DADB)合成亚氨基二苄是工业上广泛采用的方法，主要有2，2′-二氨基联苄二酸盐的热解脱氨、2，2′-二氨基联苄液相催化脱氨、2，2′-二氨基联苄的浓磷酸脱氨和2，2′-二氨基联苄气相催化脱氨法。2，2′-二氨基联苄二酸盐的热解脱氨法是最早的合成亚氨基二苄的方法，该方法工艺简单，但反应工程中原料和产物分解严重，造成收率较低，产品质量较差。2，2′-二氨基联苄液相催化脱氨法产品质量较好，但收率较低。2，2′-二氨基联苄的浓磷酸脱氨法质量较好，收率也较高，但对设备要求较高。2，2′-二氨基联苄气相催化脱氨法，具有工艺流程简单，收率高，产品质量高，对生产设备要求低等优点，是生产亚氨基二苄的最佳方法。

文献JP 53098984中公开了一种2，2′-二氨基联苄制备亚氨基二苄生产方法，使用内径22mm，长1000mm的固定床反应器，选用甲苯溶解原料，原料重量浓度为5～20％，经汽化后进入催化床层反应，反应后经冷凝器冷凝后获得产物，连续20天反应后，反应性能明显下降。上述2，2′-二氨基联苄催化脱氨生产亚氨基二苄的方法，为实验室的制备方法，未提出工业上规模生产时的生产工艺，反应装置为实验装置，并且存在催化剂寿命短等严重不足。

发明内容

本申请的发明人通过研究，对于2，2′-二氨基联苄催化脱氨生产亚氨基二苄，找到一种工业化的生产方法，本方法的工艺流程为：反应物料经加热熔化后与高温水蒸汽混合，然后进入脱氨反应器，脱氨反应是在一个薄床层的轴向或径向固定床反应器中进行，从反应器出来的高温物料经废热锅炉热回收热量，反应产物冷凝至液态，在液汽分离罐下部的水中结晶，并在液固分离罐中与水分离获得产品亚氨基二苄等结晶，从液汽分离罐上部排出大部分水蒸汽经过热器、压缩机后返回加热炉循环利用，其余水蒸汽被排放，以减少系统内惰性气体的积累。

因此，本发明的首要目的就在于提供一种2，2′-二氨基联苄气相催化脱氨生产亚氨基二苄的方法。

本发明需要解决的技术问题是：

1、供一种工业上可行的2，2′-二氨基联苄气相催化脱氨生产亚氨基二苄的生产工艺，实现高转化率、高选择性以及长周期活性稳定的催化脱氨反应；

2、进行工业规模生产时，要考虑到水蒸汽作为稀释剂和热载体的大量存在，出于节能环保的要求，必须提高其高温能量的综合利用。

因此，本发明的构思是这样的：

1、采用水蒸汽为热载体，有利于降低反应物的分压作用，促进催化脱氨增体积反应的实施；同时降低了催化脱氨大幅度变化，有利于反应进行。另外，水蒸汽的加入，可以有效推进水煤气反应，避免了催化剂的结炭，显著提高催化剂的寿命；

2、采用薄床层的轴向反应器技术或径向反应器技术，有效降低床层压降，有利于在更低压力下，促进上述增体积反应过程的实施；

3、脱氨催化反应采用氧化铝系催化剂，具有高转化率、高选择性以及长周期活性稳定的特点；

4、采用废热锅炉，充分回收了由反应器流出的工艺物料的高温热量；反应产物经过废热锅炉被冷凝至液态，在液汽分离罐下部的水中结晶，并在液固分离罐中与水分离获得产品亚氨基二苄等结晶，从液汽分离罐上部排出大部分水蒸汽经过滤器、过热器、压缩机后返回加热炉循环利用，其余水蒸汽被排放，以减少系统内惰性气体的积累。

根据上述构思，本发明提出如下的技术方案：

一种2，2′-二氨基联苄催化脱氨反应生产亚氨基二苄的工业化方法，反应物料经加热熔化后由泵送入混合器内与高温水蒸汽混合，其反应物流被提高到反应温度后进入脱氨反应器；从反应器出来的高温物料经过废热锅炉热回收热量，反应产物冷凝至液态，在液汽分离罐下部的水中结晶，并在液固分离罐中与水分离获得产品亚氨基二苄等结晶，从液汽分离罐上部排出大部分水蒸汽经过滤器、过热器、压缩机后返回加热炉循环利用，其余水蒸汽被排放，以减少系统内惰性气体的积累。

本发明所述的2，2′-二氨基联苄催化脱氨生产亚氨基二苄的方法中，脱氨反应器采用薄床层的轴向反应器或径向反应器，床层内填充以氧化铝为主要活性成分的脱氨催化剂。反应物流由反应器顶部进入，从反应器底部流出。本发明所述的脱氨反应可采用以氧化铝为主要活性组分的脱氨催化剂。

本发明所述的2，2′-二氨基联苄催化脱氨生产亚氨基二苄的方法中，2，2′-二氨基联苄的重量空速为0.01～1.0h^-1，水蒸汽与亚氨基二苄的摩尔比为200～400，反应温度为300～500℃，反应器内的绝对压力平均值在0.15～0.40MPa之间，反应物2，2′-二氨基联苄的转化率为90％～99％，反应产物亚氨基二苄的选择性为95％～98％。

本发明所述的2，2′-二氨基联苄催化脱氨生产亚氨基二苄的方法中，从反应器出来的高温物料经废热锅炉热回收热量，反应产物冷凝至液态，在液汽分离罐下部的水中结晶，并在液固分离罐中与水分离获得产品亚氨基二苄等结晶，从液汽分离罐上部排出大部分水蒸汽经过热器、压缩机后返回加热炉循环利用，其余水蒸汽被排放，以减少系统内惰性气体的积累。

本方法采用2，2′-二氨基联苄气相催化脱氨的反应工艺，提高了反应性能，降低了原料消耗，反应产物选择性高，产物亚氨基二苄的收率得以提高，并且由于水蒸汽的加入使脱氨催化剂的寿命延长；同时，本方法采用废热锅炉回收了反应产物的高温热量，采用大部分水蒸汽未被冷凝直接返回加热炉，热量利用率高，具有能耗低的特点，整个生产工艺属于节能型。

附图说明

图1本发明所述的采用薄床层轴向反应器和一级废热锅炉的2，2′-二氨基联苄催化脱氨生产亚氨基二苄方法的流程示意图。

图2本发明所述的采用薄床层径向反应器和二级废热锅炉的2，2′-二氨基联苄催化脱氨生产亚氨基二苄方法的流程示意图。

图中：1、原料罐 2、计量泵 3、混合器 4、加热炉 5、脱氨反应器

6、废热锅炉 6A、一级废热锅炉 6B、二级废热锅炉 7、液汽分离罐

8、液固分离罐 9、蒸汽包 9A、一级蒸汽包 9B、二级蒸汽包 10、过滤器

11、过热器 12、压缩机 13、水处理器

具体实施方法

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

如图1所示流程：2，2′-二氨基联苄送入原料罐1，在水蒸汽的加热下100～150℃熔化，然后通过计量泵2将其输送到混合器3；水或水蒸汽在加热炉4中被加热为400～600℃的高温水蒸汽，送到混合器3与2，2′-二氨基联苄混合，达到300～500℃的脱氨反应温度，进入薄床层的轴向脱氨反应器5进行催化脱氨反应，反应产物的温度为300～500℃，随后进入废热锅炉6回收热量，从废热锅炉6出来的反应产物的温度控制在130～200℃，然后进入液汽分离罐7。在液汽分离罐7中，液态的反应产物与水蒸汽分离，液态的反应产物落入液汽分离罐7的下部的水中结晶出来，与水一起从液汽分离罐7下部进入液固分离罐8。从液汽分离罐7上部出来的反应物料和水蒸汽，进入过滤器10脱除固体物，然后大部分经过热器11加热到140～170℃，然后经压缩机12压缩至200～500kPa，返回加热炉4循环使用，小部分放空，以减少惰性气体在系统内的累积。

如图2所示流程：2，2′-二氨基联苄送入原料罐1，在水蒸汽的加热下100-150℃熔化，然后通过计量泵2将其输送到混合器3；水或水蒸汽在加热炉4中被加热为400～600℃的高温水蒸汽，送到混合器3与2，2′-二氨基联苄混合，达到300～500℃的脱氨反应温度，进入薄床层的径向脱氨反应器5进行催化脱氨反应，反应产物的温度为300～500℃，随后进入一级废热锅炉6A回收高品位的热量，从一级废热锅炉6A出来的反应产物的温度控制在200～250℃，然后进入二级废热锅炉6B继续回收热量，出来的反应产物的温度控制在130～200℃，随后进入液汽分离罐7。在液汽分离罐7中，液态的反应产物与水蒸汽分离，液态的反应产物落入液汽分离罐7的下部的水中结晶出来，与水一起从液汽分离罐7下部进入液固分离罐8。从液汽分离罐7上部出来的反应物料和水蒸汽，进入过滤器10脱除固体物，然后大部分经过热器11加热到140～170℃，然后经压缩机12压缩至200～500kPa，返回加热炉4循环使用，小部分放空，以减少惰性气体在系统内的累积。

在本发明中，脱氨催化剂采用氧化铝系列的催化剂，小试经过1000小时的寿命试验，催化剂的活性保持不变。2，2′-二氨基联苄在脱氨反应器(5)中的重量空速为0.01～1.0h^-1。

【实施例1】

2，2′-二氨基联苄气相催化脱氨生产亚氨基二苄以图1的工艺流程进行，脱氨反应器5为薄床层的轴向反应器型式，水蒸汽与2，2′-二氨基联苄气的摩尔比为300，反应物流在反应床层入口处的温度为420℃，反应器内的绝对压力平均值在0.30MPa，脱氨催化剂采用γ-氧化铝催化剂，2，2′-二氨基联苄重量空速为0.07h^-1。从废热锅炉6出来的反应产物的温度控制在130℃，随后进入液汽分离罐7。在液汽分离罐7中，液态的反应产物与水蒸汽分离，液态的反应产物落入液汽分离罐7的下部的水中结晶出来，与水一起从液汽分离罐7下部进入液固分离罐8。从液汽分离罐7上部出来的反应物料和水蒸汽，进入过滤器10脱除固体物，然后95％的水蒸汽经过热器11加热到150℃，然后经压缩机压缩至400kPa，返回加热炉4循环使用，其余5％的蒸汽放空，以减少惰性气体在系统内的累积。反应结果见表1。

【实施例2】

2，2′-二氨基联苄气相催化脱氨生产亚氨基二苄以图1的工艺流程进行，脱氨反应器5为径向反应器型式，水蒸汽与2，2′-二氨基联苄气的摩尔比为400，反应物流在反应床层入口处的温度为400℃，反应器内的绝对压力平均值在0.25MPa，脱氨催化剂采用γ-氧化铝催化剂，2，2′-二氨基联苄重量空速为0.02h^-1。从一级废热锅炉6A出来的反应产物的温度控制在220℃，二级废热锅炉6B出来的反应物流的温度控制在120℃，随后进入液汽分离罐7。在液汽分离罐7中，液态的反应产物与水蒸汽分离，液态的反应产物落入液汽分离罐7的下部的水中结晶出来，与水一起从液汽分离罐7下部进入液固分离罐8。从液汽分离罐7上部出来的反应物料和水蒸汽，进入过滤器10脱除固体物，然后90％经过热器11加热到140℃，然后经压缩机压缩至350kPa，返回加热炉4循环使用，其余10％的蒸汽放空，以减少惰性气体在系统内的累积。反应结果见表1。

表1：

项目	单位	实施例1	实施例2
				水蒸汽/2，2′二氨基联苄	mol/mol	300	400
DADB重量空速	h^-1	0.07	0.02
				进口温度	℃	420	400
进口压力	kPa	300	250
				DADB转化率	％	92	96
IDB选择性	％	96	98
				IDB收率	％	88	94

采用本发明所述的方法，与现有技术相比具有以下优点：

1.反应性能好，采用气相催化反应工艺，提高了反应性能，降低了原料消耗，反应产物选择性高，产物亚氨基二苄的收率得以提高，并且脱氨催化剂的寿命延长；

2.能耗较低，采用废热锅炉回收了反应产物的高温热量，采用大部分水蒸汽未被冷凝直接返回加热炉，热量利用率高。因而整个工艺属于节能型。

Claims

1.一种2，2′-二氨基联苄催化脱氨反应生产亚氨基二苄的工业化方法，其特征在于：反应物料经加热熔化后由计量泵(2)送入混合器(3)内与高温水蒸汽混合，其反应物流被提高到反应温度后进入脱氨反应器(5)；从脱氨反应器(5)出来的高温物料经过废热锅炉(6)热回收热量，反应产物冷凝至液态，在液汽分离罐(7)下部的水中结晶，并在液固分离罐(8)中与水分离获得产品亚氨基二苄结晶。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的脱氨反应器(5)为薄床层的轴向固定床反应器或径向固定床反应器。

3.如权利要求1-2任一项所述的方法，其特征在于，工艺条件为：水蒸汽与2，2′-二氨基联苄的摩尔比为200～400，反应物流在所述的脱氨反应器(5)入口处被加热到300～500℃，脱氨反应器(5)内的绝对压力为0.15～0.40MPa，同时采用0.01～1.0h^-1的2，2′-二氨基联苄重量空速。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的从脱氨反应器(5)出来的反应物料经过废热锅炉(6)换热后温度降至130～200℃。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的从液汽分离罐(7)出来的水蒸汽有60％～95％经过滤器(10)、过热器(11)、压缩机(12)后返回加热炉(4)循环使用，其余蒸汽被排放。