CN105037204B - 一种n‑氰乙基苯胺零排放生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种N‑氰乙基苯胺零排放的生产工艺，本工艺采用苯胺、丙烯腈为原料，加入催化剂、对苯二酚在水相中合成N‑氰乙基苯胺，反应结束后常压回收过量的丙烯腈，回收完毕缓慢降温至25℃以下，过滤并用少量水洗涤产品。母液水和洗涤水收集后作为下一次反应底水，下一次反应投料时根据混合底水的催化剂和对苯二酚的残留量加催化剂和对苯二酚，催化剂总量与第一次投料量相等，过滤得到的N‑氰乙基苯胺含量≥98％，N，N‑双氰乙基苯胺含量≤1.5％。在生产流程中无三废排放，真正做到零排放工艺。

Description

一种N-氰乙基苯胺零排放生产工艺

技术领域

本发明涉及N-氰乙基苯胺的生产工艺。

背景技术

N-氰乙基苯胺属于一种重要的精细化工原料和中间体，可用于染料、农药等精细化工中间体的合成，例如：N-氰乙基-N-乙酰氧乙基苯胺、N-氰乙基-N-苄基苯胺、N-氰乙基-N-苯甲酰氧乙基苯胺、N-氰乙基-N-乙基苯胺等产品合成，广泛用于染料和农药行业。

传统的N-氰乙基苯胺的生产方法是采用盐酸、醋酸、硫酸、氯化锌或三氯化铝等作为催化剂，使用对苯二酚作为阻聚剂进行合成的，合成后的母液水和洗涤水进行污水处理后排放，没有利用母液水中的苯胺和N-氰乙基苯胺，产品收率低，污水属于高COD废水，处理成本较高。现在国内生产厂家多采用水相生产方法所改进的方法，一般加入氯化锌作为助催化剂，需要水蒸气蒸馏、分层、中和等操作，其操作复杂，操作步骤多，能耗大，生产的N-氰乙基苯胺中N，N–二氰乙基苯胺的含量高(一般超过2％)，对后续生产品种的质量有影响。例如：公开号为：CN201310511201、CN201410245940、CN201110119218等专利。

发明内容

一种N-氰乙基苯胺零排放生产工艺，其特征是：它是在水相中，加入苯胺、丙烯腈、对苯二酚、催化剂，苯胺、丙烯腈和水的质量比为100∶68-75：350-500；催化剂与苯胺的质量比为0.01～0.05∶1；对苯二酚与苯胺的质量比为0.002～0.02∶1，升温至100～110℃，保持18-22小时后，常压蒸馏回收丙烯腈，然后降温至25℃以下，析出N-氰乙基苯胺，过滤后并用加入苯胺质量的30％-70％水洗涤，得到产品N-氰乙基苯胺；母液水和洗涤水作为下一批N-氰乙基苯胺的生产底水，分析母液水和洗涤水混合液中的催化剂和对苯二酚的含量，补加催化剂和对苯二酚至上述需要量，回收的丙烯腈作为下一批N-氰乙基苯胺的生产的原料，加入丙烯腈和苯胺，进行下一批次生产，达到零排放生产工艺。

上述的N-氰乙基苯胺零排放生产工艺，其特征是：所述的催化剂是氯化锌、三氯化铝、盐酸或硫酸。

本发明工艺，套用母液和洗涤水生产，控制催化剂与苯胺的质量比为0.01～0.05∶1，有效控制反应体系中催化剂量，使得反应顺利进行，并且N，N-二氰乙基苯胺的含量达到要求。对母液和洗涤水的催化剂含量分析可以知道，一批生产合成并析出过滤后产品中带走的催化剂很少，反应体系的绝大部分催化剂存在于母液和洗涤水中，如果不控制催化剂加入量会使反应体系中的催化剂增加导致后续母液套用生产的产品中N，N-二氰乙基苯胺含量增加，在实际生产中由于母液中的催化剂会出现操作波动，因此需要对催化剂投加量在总量范围内进行调整。

本发明工艺，对苯二酚在反应体系中是作为阻止丙烯腈聚合的阻聚剂，由于对苯二酚溶于水且化学性质较为稳定，因此在完全套用母液和洗涤水后，对苯二酚的投加量也大大减少，因此也需要对对苯二酚投加量在总量范围内进行调整。

本发明工艺，在生产中，洗涤水量需要进行控制，洗涤水量多时，洗涤水套用不完，洗涤水量少，下批合成是需补加清水会导致体系内催化剂含量偏低，导致反应转化率降低，因此需对洗涤水量进行控制，洗涤水量和母液水量总量等于一次生产所需的底水体积。

通过分析，反应残留的苯胺和少量产品溶解在母液水中，通过母液和洗涤水套用，有效利用了母液和洗涤水中的化学物质，使得套用批次的产品收率提高5％左右，并省去了高COD母液的废水处理工序。

总之，采用本发明，控制反应体系中催化剂含量，通过简单的母液和洗涤水套用得到了合格产品，并且解决了原先工艺中母液水和洗涤水排放的环保问题，体现了本发明有较高的经济效益和社会效益。

本发明在减少催化剂和对苯二酚投加量的基础上真正做到了母液和洗涤水的循环套用，合成的N-氰乙基苯胺经HPLC分析含量在98％以上，N，N-二氰乙基苯胺含量在1.5％左右，苯胺残留量小于0.5％。生产工艺做到了废水零排放，操作简单，所需设备较少，成本降低明显。

具体实施方式

对比例1

在1000ml高压釜中，依次加水550ml、30％盐酸3g、对苯二酚1g、苯胺140g、丙烯腈95g，慢慢升温至110℃保持20小时后，常压蒸馏过量的丙烯腈，回收的丙烯腈分层得到丙烯腈15g，水20g。反应物料慢慢降温至25℃，真空过滤并用少量水洗涤得到产品198.8g(折百)，母液水471ml，洗涤水50ml。产品收率92.3％，N，N-二氰乙基苯胺1.35％。

实施例1

在1000ml高压釜中，加入对比例1的母液水和洗涤水、氯化锌0.2g、对苯二酚0.1g、苯胺140g、丙烯腈80g以及对比例1中的回收的丙烯腈(包括水相)。升温至110℃保持20小时，常压蒸馏过量的丙烯腈，回收丙烯腈分层14.8g、水21g。反应物料慢慢降温至25℃，真空过滤并用少量水洗涤得到产品211g(折百)，母液水475ml，洗涤水60ml。产品收率97％，N，N-二氰乙基苯胺1.4％。母液水作下次试验重复套用操作。

实施例2

在1000ml高压釜中，加入实施例1的母液水和洗涤水、氯化锌0.05g、三氯化铝0.1g、对苯二酚0.1g、苯胺140g、丙烯腈80g以及实施例1中的回收的丙烯腈(包括水相)。升温至110℃保持20小时，常压蒸馏过量的丙烯腈，回收丙烯腈分层15.1g、水20.5g。反应物料慢慢降温至25℃，真空过滤并用少量水洗涤得到产品213g(折百)，母液水472ml，洗涤水55ml。产品收率97.9％，N，N-二氰乙基苯胺1.2％。母液水作下次试验重复套用操作。

实施例3

在1000ml高压釜中，加入实施例2的母液水和洗涤水、盐酸0.2g、对苯二酚0.1g、苯胺140g、丙烯腈80g以及实施例2中的回收的丙烯腈(包括水相)。升温至110℃保持20小时，常压蒸馏过量的丙烯腈，回收丙烯腈分层15g、水19g。反应物料慢慢降温至25℃，真空过滤并用少量水洗涤得到产品212g(折百)，母液水470ml，洗涤水60ml。产品收率97.4％，N，N-二氰乙基苯胺1.4％。母液水作下次试验重复套用操作。

实施例4

在1000ml高压釜中，加入实施例3的母液水和洗涤水、硫酸0.2g、对苯二酚0.1g、苯胺140g、丙烯腈80g以及实施例3中的回收的丙烯腈(包括水相)。升温至110℃保持20小时，常压蒸馏过量的丙烯腈，回收丙烯腈分层14.8g、水21g。反应物料慢慢降温至25℃，真空过滤并用少量水洗涤得到产品213.2g(折百)，母液水475ml，洗涤水60ml。产品收率97.98％，N，N-二氰乙基苯胺1.5％。母液水作下次试验重复套用操作。

Claims (3)

1.一种N-氰乙基苯胺零排放生产工艺，其特征是：它是在水相中，加入苯胺、丙烯腈、对苯二酚、催化剂，苯胺、丙烯腈和水的质量比为100∶68-75：350-500；催化剂与苯胺的质量比为0.01～0.05∶1；对苯二酚与苯胺的质量比为0.002～0.02∶1，升温至100～110℃，保持18-22小时后，常压蒸馏回收丙烯腈，然后降温至25℃以下，析出N-氰乙基苯胺，过滤后并用加入苯胺重量的30％-70％水洗涤，得到产品N-氰乙基苯胺；母液水和洗涤水作为下一批N-氰乙基苯胺的生产底水，分析母液水和洗涤水的混合液中催化剂和对苯二酚的含量，补加催化剂和对苯二酚至上述需要量，回收的丙烯腈作为下一批N-氰乙基苯胺的生产的原料，加入丙烯腈和苯胺，进行下一批次生产。

2.根据权利要求1所述的N-氰乙基苯胺零排放生产工艺：其特征是：所述的催化剂为：氯化锌、三氯化铝、醋酸、硫酸、盐酸其中一种或多种混合物。

3.根据权利要求1所述的N-氰乙基苯胺零排放生产工艺，其特征是：洗涤水量进行控制，洗涤水、母液水和回收丙烯腈中的水的总量与一次生产所需的底水体积相同，催化剂和对苯二酚的加入量根据母液水和洗涤水中的相对应的含量进行补充，达到零排放生产工艺。