CN102731320B - 利用苯胺吸收氧化氮尾气副产对苯二胺的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种利用苯胺吸收氧化氮尾气副产对苯二胺的方法，部分苯胺与NOx反应生成重氮盐，重氮盐与未反应的苯胺偶合生成1，3-二苯基三氮烯，生成物中含有少量对硝基苯胺和邻硝基苯胺；1，3-二苯基三氮烯在重排反应器中，在30～120度的温度下发生重排，转化为对氨基偶氮苯，重排反应后90%转化为对氨基偶氮苯，其余转化为邻氨基偶氮苯及少量的杂质；重排后的物料分离低馏分后进行加氢反应，以骨架镍为加氢催化剂，连续通入氢气，控制反应压力和温度分别为0.2MPa～4MPa和25～150度，合成对苯二胺。本发明既减低了对苯二胺的生产成本，又减少了环境污染，采用DCS计算机控制系统，实现全系统自动化，生产效率高。
Description
技术领域
本发明是一种化工清洁生产技术，属化工技术领域。
背景技术
现有的对苯二胺的生产工艺中原料比较昂贵，造成对苯二胺的生产成本较高。而硝酸生产企业，尾气排放中含有大量的氧化氮气体，对环境造成污染；企业需要投入大量的财力来解决氧化氮气体的排放问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足提供一种利用苯胺吸收氧化氮尾气副产对苯二胺的方法，此方法利用新的原料苯胺及氧化氮气体制备对苯二胺；苯胺原料比较便宜，可降低对苯二胺的生产成本；氧化氮气体为公司生产硝酸的尾气，若直接排放会造成环境污染，以氧化氮气体作为生产对苯二胺的原料，研发新的生产工艺，既减低了对苯二胺的生产成本，又减少了环境污染。同时，本方法原子利用率达到99%，基本没有无机、有机化合物废料产生。
本发明为解决技术问题采用的技术方案是该方法包括以步骤 ：
a、合成1,3-二苯基三氮烯：部分苯胺与NOx反应生成重氮盐，重氮盐与未反应的苯胺偶合生成1，3-二苯基三氮烯，生成物中含有少量对硝基苯胺和邻硝基苯胺；化学反应示意式如下：
b、重排生成对氨基偶氮苯： 1，3-二苯基三氮烯在重排反应器中，在30度～120度的温度下发生重排，转化为对氨基偶氮苯，重排反应后90%转化为对氨基偶氮苯，其余转化为邻氨基偶氮苯及少量的杂质；化学反应示意式如下：
c、 氢化合成对苯二胺：重排后的物料分离低馏分后进行加氢反应，以骨架镍为加氢催化剂，连续通入氢气，控制反应压力和温度分别为0.2MPa～4MPa和25度～150度，进行加氢反应合成对苯二胺；化学反应示意式如下：
本发明所述方法采用分布式控制系统DCS对生产过程进行监控和自动调节，采用集中控制和就地控制相结合的控制方案。正常情况下操作人员在控制室就可以使装置连续安全生产。
本发明采用新工艺生产对苯二胺，原料苯胺比较便宜，减低了对苯二胺的生产成本，而利用生产硝酸产生的氧化氮气体作为原料，减少了环境污染，生产过程中排放的尾气氧化氮气体亦可重新回收用于硝酸的生产，大大的节约了能源，并将对环境的伤害减至最低；采用DCS计算机控制系统，实现全系统自动化，生产效率高；该方法安全、高效、节能、环保，在环境保护日趋重要的今天具有很大的社会意义。
具体实施方式
本发明利用新的原料苯胺及氧化氮气体制备对苯二胺，此方法包括：苯胺吸收工序、重排工序、加氢还原工序、精制分离工序。
1、苯胺吸收工序
氧化氮气体进入氧化器，与从空气鼓风机分出来的一定比例的空气在氧化器中混合，使氧化氮气体在氧化器内氧化；达到N0：NO2=1：1后，氧化氮气体从底部进入1,3-二苯基三氮烯制备塔，自下而上在塔内与从塔顶喷淋的苯胺混合液反应。
2、重排工序
将吸收后的反应液缓慢加入到重排反应器，在一定的温度下（30度～120度）反应，转化为对氨基偶氮苯，重排反应后90%转化为对氨基偶氮苯，其余转化为邻氨基偶氮苯及少量的杂质。
3、加氢还原工序
重排后的物料分离低馏分后送出进行加氢反应，以骨架镍为加氢催化剂，连续通入氢气2-3小时（压力越高，时间越短；温度越高，时间越短），控制反应压力3MPa～4MPa和反应温度30～50度，进行加氢反应合成对苯二胺。
4、精制分离工序
将苯胺进行初步分离后进行精制分离，得到纯度达到99%以上的成品对苯二胺。
本发明采用新工艺，新原料生产对苯二胺，具有国际先进水平，充分利用了本厂硝酸生产的资源优势，经自主研发设计出了高效、环保、安全的生产对苯二胺的工艺路线。
本发明依据工艺装置的规模、流程特点、操作要求，并考虑国内外新型仪表的发展和实际应用，设置了较完善的检测系统，自动控制系统及必要的信号连锁保护系统，采用分布式控制系统DCS对生产过程进行监控和自动调节，并采用集中控制和就地控制相结合的控制方案；正常情况下操作人员在控制室就可以使装置连续安全生产。
本发明主要有如下优点：
1、全程为全封闭连续生产，避免人接触到有毒的化学物品。
2、对苯二胺生产采用氧化氮气体直接法生产工艺，反应迅速高效，重排反应无需加酸，进一步使工艺环保化。该工艺也可以作为氮氧化物尾气环保处理的一个新工艺，吸收率达99.8%。
3、本工艺在摒除先进工艺中需要的高成本辅助原料，同时又完全摒除了传统工艺中的强酸催化过程，避免了大量废酸的产生。本工艺原子利用率达到99%，基本没有无机、有机化合物废料产生。
4、本工艺能耗低，反应温和，不需要大量加热、冷却过程，反应过程温度呈阶梯式上升，且只处于一个较低的温度水平，只需在重排过程和精馏过程加热，产品精馏后的较热的苯胺可以用于重排反应的热源。整个加氢过程可利用全部的加氢反应放出的热量可以合理利用反应产生的能量进行生产。
5、采用DCS计算机控制系统，实现全系统自动化，提高生产效率。
本发明采用新工艺生产对苯二胺，原料苯胺比较便宜，减低了对苯二胺的生产成本，而利用生产硝酸产生的氧化氮气体作为原料，减少了环境污染，生产过程中排放的尾气氧化氮气体亦可重新回收用于硝酸的生产，大大的节约了能源，并将对环境的伤害减至最低；该方法安全、高效、节能、环保，在环境保护日趋重要的今天具有很大的社会意义。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其步骤、工序所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种利用苯胺吸收氧化氮尾气副产对苯二胺的方法，其特征在于包括以下步骤：
a、合成1，3-二苯基三氮烯：以生产硝酸产生的氧化氮尾气作为原料，部分苯胺与NOx反应生成重氮盐，重氮盐与未反应的苯胺偶合生成1，3-二苯基三氮烯，生成物中含有少量对硝基苯胺和邻硝基苯胺；
b、重排生成对氨基偶氮苯：1，3-二苯基三氮烯在重排反应器中，在30度～120度的温度下发生重排，转化为对氨基偶氮苯，重排反应后90%转化为对氨基偶氮苯，其余转化为邻氨基偶氮苯及少量的杂质；
c、氢化合成对苯二胺：重排后的物料分离低馏分后进行加氢反应，以骨架镍为加氢催化剂，连续通入氢气，控制反应压力和温度分别为3MPa～4MPa和30度～50度，进行加氢反应合成对苯二胺。
2.根据权利要求1所述的利用苯胺吸收氧化氮尾气副产对苯二胺的方法，其特征在于：所述方法采用分布式控制系统DCS对生产过程进行监控和自动调节，采用集中控制和就地控制相结合的控制方案。
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