CN104003905A - 一步法清洁工艺生产n-氰乙基苯胺和n.n-双氰乙基苯胺 - Google Patents

一步法清洁工艺生产n-氰乙基苯胺和n.n-双氰乙基苯胺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种化工领域，特别是指一步法清洁工艺生产N-氰乙基苯胺和N.N-双氰乙基苯胺，包括如下步骤：反应釜中依次加入苯胺、醋酸、氯化锌、丙烯腈、水及少量对苯二酚；缓慢升温，同时开回馏冷凝器，当回馏温度达到要求后，保持回馏10小时；保温静止1-2小时，将最下层水相装桶分析计量，上面有机相打入中间槽参加下次反应；中间槽保持≥60℃，用连续精馏塔精馏产品，第一出口为轻组分，全部返回反应体系中，主要为HAC、H2O、丙烯腈、苯胺，第二出口为N-氰乙基苯胺，第三出口为N.N-双氰乙基苯胺；精馏残渣焚烧后为氯化锌粉末，做催化剂继续使用。新工艺控制简单，清洁环保，低耗安全。

Description

一步法清洁工艺生产N-氰乙基苯胺和N.N-双氰乙基苯胺
技术领域
本发明涉及一种化工领域，特别是指一步法清洁工艺生产N-氰乙基苯胺和N.N-双氰乙基苯胺。
背景技术
现在这两个产品都是单一法生产，生产N-氰乙基苯胺时很难避免N.N-双氰乙基苯胺的生成，少量的N.N-双氰乙基苯胺难以分离，同时苯胺的转化率又很低，结晶时产生大量COD含酸和含苯胺的废水。
反应方程式：
1、由于N-氰乙基苯胺的应用要求，N.N-双氰乙基苯胺的含量不能高于1.5％，HPLC测定时应该在2-3％范围(其吸光强和N-氰乙基苯胺比是1.78倍)，这种情况下苯胺的转化率92％左右，多余的苯胺都会变成三废。
2、工艺生产时难以操作，各个物料计量的误差，升温反应的控制过程都可以使N.N-双氰乙基苯胺超标，这时就要采用酸洗法提纯，三废会倍量增加。
3、生产成本高，为了控制N.N-双氰乙基苯胺生成，反应中加入大量水，单釜生产成本成倍增加。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提供了一种成本低、工艺控制简单，清洁环保，低耗安全的一步法清洁工艺生产N-氰乙基苯胺和N.N-双氰乙基苯胺。
一步法清洁工艺生产N-氰乙基苯胺和N.N-双氰乙基苯胺，化学反应式如下：
一步法清洁工艺生产N-氰乙基苯胺和N.N-双氰乙基苯胺，包括如下步骤：
(1)反应釜中依次加入苯胺、醋酸、氯化锌、丙烯腈、水及对苯二酚；
(2)缓慢升温，同时开回馏冷凝器，当回馏温度达到90-100℃，保持回馏10-13小时，中控苯胺0.1±0.02％，N.N-双氰乙基苯胺10±2％，N-氰乙基苯胺和N.N-双氰乙基苯胺加和大于98％；
(3)保温静止1-2小时，将最下层水相装桶分析计量，上面有机相打入中间槽参加下次反应；
(4)中间槽保持60-100℃，用连续精馏塔精馏产品，第一出口为轻组分，全部返回反应体系中，主要为HAC、H2O、丙烯腈、苯胺，第二出口为N-氰乙基苯胺，第三出口为N.N-双氰乙基苯胺；
(5)精馏残渣焚烧后为氯化锌粉末，做催化剂继续使用。
优选的，步骤(1)中苯胺、醋酸、氯化锌、丙烯腈摩尔比为1:0.10-0.15:0.02-0.03:1.15-1.25，水和对苯二酚和苯胺重量比100:8-10：0.2-0.3。
优选的，步骤(2)中反应回馏温度90-100℃，回馏时间10-13小时，升温时间2-3小时。
优选的，步骤(3)中水相控制在10-15％，可以多分些，尽量分尽水相。
优选的，步骤(4)中采用真空连续精馏塔，塔釜温度100-180℃，真空度80-100pa。
由于N.N-双氰乙基苯胺也是个重要的化工中间体，市场需求近年逐步增加，附加值很高，基于这个考虑，新工艺蔚清洁环保，低成本设计，优化各反应条件，使苯胺的转化率提高到99.5％以上，N.N-双氰乙基苯胺控制实际生产量在6-8％，HPLC中控量苯胺0.15-0.18％，N-氰乙基苯胺86-89％，N.N-双氰乙基苯胺9-12％，反应结束使用连续精馏法分离N-氰乙基苯胺和N.N-双氰乙基苯胺，轻组分为残余苯胺和有机酸，丙烯腈水全部套用，精馏残渣焚烧回收氯化锌再用生产。
新工艺优点：
1、无废水、废气排放，有机固废少量可焚烧处理，且焚烧处理后的料可以直接用于本产品的生产；
2、生产成本低，虽然要精馏处理，但精馏成本和收率的提高相对应，提高的8％收率及N.N-双氰乙基苯胺的收益远远超过精馏的成本，同时大大减少三废处理成本，还有很好的社会效益；
3、新工艺控制简单，清洁环保，低耗安全。
具体实施方式
实施例1:
10000升搪瓷反应釜带30㎡片式搪瓷冷凝器，检查设备完毕，从计量槽加入苯胺工业品5000kg，氯化锌220kg，对苯二酚10kg，密闭反应釜，开冷凝水及真空，吸入冰醋酸420kg，水430kg，而后从计量槽加入丙烯腈3420kg，慢慢升温，68-72℃有回馏，回馏2-3小时后，温度在90±1℃，保持90-100℃回馏10-13小时，取样中控，直至中控苯胺0.1±0.02％，N.N-双氰乙基苯胺10±2％，N-氰乙基苯胺和N.N-双氰乙基苯胺加和大于98％。
终点到后静止2小时，从下面分掉水相，再将有机相泵人中间槽(中间槽的温度高于60℃)，水相大约800-1000kg泵入高位槽，用连续精馏塔精馏产品，第一出口为轻组分，全部返回反应体系中，主要为HAC、H2O、丙烯腈、苯胺，第二出口为N-氰乙基苯胺，第三出口为N.N-双氰乙基苯胺；另外，精馏残渣焚烧后为氯化锌粉末，做催化剂继续使用。
苯胺单批转化率99.5％，循环生产下转化率接近100％；单氰和双氰精馏焦化损失2-3％。
实施例2：
10000升搪瓷釜中，加入4000kg苯胺，800-1000kg水相物，补入200kg轻组分，根据计算将冰醋酸、水、氯化锌分别补加到总量为176kg、338kg和344kg，加入对苯二酚8kg，丙烯腈2655kg，缓慢升温2-3小时升到90±1℃，保持90-100℃，回馏反应10-13小时，中控。
终点到后，静止分掉有机相去中间槽用于连续精馏塔进行精馏(类似实施例1)，水相约为800-1000kg套于下批。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例子。显然，本发明不限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一步法清洁工艺生产N-氰乙基苯胺和N.N-双氰乙基苯胺，化学反应式如下：
2.一步法清洁工艺生产N-氰乙基苯胺和N.N-双氰乙基苯胺，其特征在于：包括如下步骤：
(1)反应釜中依次加入苯胺、醋酸、氯化锌、丙烯腈、水及少量对苯二酚；
(2)缓慢升温，同时开回馏冷凝器，当回馏温度达到90-100℃，保持回馏10-13小时，中控苯胺0.1±0.02％，N.N-双氰乙基苯胺10±2％，N-氰乙基苯胺和N.N-双氰乙基苯胺加和大于98％；
(3)保温静止1-2小时，将最下层水相装桶分析计量，上面有机相打入中间槽参加下次反应；
(4)中间槽保持60-100℃，用连续精馏塔精馏产品，第一出口为轻组分，全部返回反应体系中，主要为HAC、H2O、丙烯腈、苯胺，第二出口为N-氰乙基苯胺，第三出口为N.N-双氰乙基苯胺；
(5)精馏残渣焚烧后为氯化锌粉末，做催化剂继续使用。
3.根据权利要求2所述的一步法清洁工艺生产N-氰乙基苯胺和N.N-双氰乙基苯胺，其特征在于：步骤(1)中苯胺、醋酸、氯化锌、丙烯腈摩尔比为1:0.10-0.15:0.02-0.03:1.15-1.25，水和对苯二酚和苯胺重量比100:8-10：0.2-0.3。
4.根据权利要求2所述的一步法清洁工艺生产N-氰乙基苯胺和N.N-双氰乙基苯胺，其特征在于：步骤(2)中反应回馏温度90-100℃，回馏时间10-13小时，升温时间2-3小时。
5.根据权利要求2所述的一步法清洁工艺生产N-氰乙基苯胺和N.N-双氰乙基苯胺，其特征在于：步骤(3)中水相控制在10-15％。
6.根据权利要求2所述的一步法清洁工艺生产N-氰乙基苯胺和N.N-双氰乙基苯胺，其特征在于：步骤(4)中采用真空连续精馏塔，塔釜温度100-180℃，真空度80-100pa。
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