CN103664642B - 一种采用微通道反应装置制备邻氯苯胺的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于精细化工技术领域，涉及邻硝基氯苯液相催化加氢制备邻氯苯胺的方法。反应采用微通道反应装置，邻硝基氯苯、溶剂和催化剂采用浆液进料的方式，于50℃~150℃及0.5~1.2MPa的压力下与氢气反应，反应得到邻氯苯胺。本发明所述邻氯苯胺的制备工艺中具备能连续进料，灵活改变反应条件，传质效果好，反应物与催化剂充分接触，减少副反应等优点。

Description

一种采用微通道反应装置制备邻氯苯胺的方法
技术领域
本发明属于精细化工技术领域，涉及一种邻氯苯胺新的制备方法，具体是采用微通道反应装置的邻氯苯胺制备方法。
背景技术
邻氯苯胺是一种重要的有机化工原料和中间体，在染料、农药、医药、橡胶助剂、合成树脂、香料、摄影药品等化学和工业生产中占有重要地位，其生产是精细化工合成的重要领域，其合成方法也成为今年来研究的热点。目前，国内厂家主要采用加氢法，但对于其合成方法的研究一直都有新的专利公开。
CN1660774A用Ru/C、非晶态NiB、Ni-Fe-B、Ni-Co-B等催化剂，催化剂用量为原料用量的10-20%，以乙醇为溶剂，通过用醇裂解获得的氢用于加氢反应，但此专利中反应所需催化剂用量很大，增加了成本。
CN101333169A公开了一种连续催化加氢制备邻氯苯胺的方法，该方法中使用1-6只釜式反应器串联进行连续反应，催化剂为Ni/Al2O3、雷尼镍、Pt/C、Pd/C催化剂，加入环己胺、乙二胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、吡啶、液氨、碳酸氢铵、碳酸钠、碳酸氢钾、碳酸钾、磷酸氢钠、磷酸二氢钠、磷酸氢钾、磷酸二氢钾中的一至三种为助剂，达到抑制脱氯现象的目的。
CN1506348A中使用碳纳米管负载Pt、Pd为加氢催化剂，对卤代硝基苯入邻氯硝基苯、对氯硝基苯、3,4-二氯硝基苯等进行液相催化加氢合成相应的卤代苯胺，脱卤率小于0.1%。
US4070401公开了一种氯代硝基苯的加氢工艺，即在反应体系中加入多元胺做脱氯抑制剂，在100℃、5.0MPa压力下反应150min，脱氯率为0.4%，但反应压力较大，会较大提高设备的投资。
在有机加氢实验中，常规反应器内比表面积一般约为100m2m-3，由于传热和传质不均匀会在局部产生所谓“热点”，导致反应选择性下降，催化剂中毒，副反应增加。
发明内容
本发明提供了一种采用微通道反应器制备邻氯苯胺的新方法。
利用微通道反应器制备邻氯苯胺与常规反应器相比，在技术上是一个很大的突破：
能精确控制反应条件，操作性强，多模块的反应系统可通过增减反应通道满足实际的需要；几十到几百微米的微通道可使反应物瞬间混合，较大的换热面积使传质和传热的效率大大提高；在线连续化的反应打破了常规反应器的间歇操作模式，可大大减少每次间歇操作带来的误差。
本发明所使用的微通道反应器的比表面积为2500m2m-3，具有很大的热交换效率，瞬间放出的大量反应热能及时移出，维持反应温度在安全范围内。该反应器属于强传质、传热型微通道反应器，采用的是多模块结构，模块间连接方式和模块数目可根据需要进行组装，模块材质为特种玻璃，模块内微通道结构为心型结构，这样可使反应物的接触更充分，混合更加均匀。
本发明的技术方案：邻硝基氯化苯，醇溶液，催化剂，脱氯抑制剂采用浆液进料的方式，于50℃~150℃及0.5~1.2MPa的压力下与氢气反应，反应得到邻氯苯胺。
本发明中氢气流速为0.2~3SL/min；本发明中浆液流量为5~80g/min，其中邻硝基氯化苯的质量百分含量为20~60%；本发明中所用溶剂为醇溶液；本发明中催化剂为钯碳，骨架镍催化剂。
采用本发明提供的技术方案，反应物的配比、温度、压力、反应时间和流速等反应条件很容易得到控制。反应物在流动过程中发生反应，可以通过调节反应物物流流速和微通道的长度，精确控制微通道反应器中的反应时间。在邻氯苯胺的制备过程中可以连续进料，灵活改变反应条件，传质效果好。所选微通道反应器较大的比表面积使得反应物与催化剂充分接触，大大提高了反应效率，缩短反应时间，减少能耗。
具体实施方式
下面通过实例进一步说明本发明的特点，但本专利的保护范围并不受实施例的限制。
实施例1
将甲醇，钯碳催化剂经浆料泵打入反应系统，通入氢气并调至反应所需压力0.7MPa，调节恒温系统温度至反应温度70℃后，邻硝基氯化苯以0.0254mol/min进料，氢气流量为1SL/min，反应时间3.2s，反应结束后，取样分析，选择性为62%。
实施例2
将甲醇，骨架镍催化剂经浆料泵打入反应系统，通入氢气并调至反应所需压力0.7MPa，调节恒温系统温度至反应温度90℃后，邻硝基氯化苯以0.0223mol/min进料，氢气流量为1SL/min，反应时间3.2s，反应结束后，取样分析，选择性为66%。
实施例3
将甲醇，钯碳催化剂经浆料泵打入反应系统，通入氢气并调至反应所需压力0.7MPa，调节恒温系统温度至反应温度110℃后，邻硝基氯化苯以0.0180mol/min进料，氢气流量为0.4SL/min，反应时间8.0s，反应结束后，取样分析，选择性为68%。
实施例4
将甲醇，钯碳催化剂经浆料泵打入反应系统，通入氢气并调至反应所需压力0.8MPa，调节恒温系统温度至反应温度70℃后，邻硝基氯化苯以0.0178mol/min进料，氢气流量为1.8SL/min，反应时间1.8s，反应结束后，取样分析，选择性为69%。
实施例5
将异丙醇，钯碳催化剂经浆料泵打入反应系统，通入氢气并调至反应所需压力0.75MPa，调节恒温系统温度至反应温度110℃后，邻硝基氯化苯以0.0610mol/min进料，氢气流量为2SL/min，反应时间1.6s，反应结束后，取样分析，选择性为82%。
从实施例中可见，邻硝基氯化苯、溶剂和催化剂采用浆液进料，进入到微通道反应器中能实现瞬间的均匀混合，反应时间小于0.8s，不同于普通反应器中缓慢不规则的加料方式，避免了反应中“热点”的存在，使副反应减少。

Claims (5)

1.一种采用微通道反应装置制备邻氯苯胺的方法，其特征在于使用微通道反应器按照下述步骤进行：
调节微通道反应器系统压力为0.5~1.2Mpa、温度为50℃~150℃；将邻硝基氯苯，溶剂，催化剂配成的浆液打入系统；根据进料量调节氢气流量，进行反应；经过微通道反应的产物，过滤、常压精馏后得到最终产物邻氯苯胺；
所述的微通道反应器比表面为2500m2m-3 ；所述的微通道反应器采用的是多模块结构，模块间连接方式和模块数目可根据需要进行组装，模块材质为特种玻璃，模块内微通道结构为心型结构。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的邻硝基氯化苯、溶剂和催化剂采用浆液进料，浆液的流速为5~80g/min。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述的溶剂为乙醇溶液，催化剂为钯碳，骨架镍催化剂。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于以浆液为总重计，邻硝基氯化苯的质量百分含量为20~60%，催化剂用量为邻硝基氯苯质量的1%~2%。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于氢气流速为0.2~3SL/min。
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