CN107188814A - 封闭无氧环境注氢还原制取二氨基二苯醚工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种封闭无氧环境注氢还原制取二氨基二苯醚工艺，包括溶解釜、还原反应釜、过滤罐、蒸馏釜A、蒸馏釜B、结晶器、溶剂罐和真空泵。其特征是全流程封闭条件下的抽除空气和水汽，注入氮气替代，在负压氮环境中注入氢气，以贵金属催化还原，实现4,4＇‑二硝基二苯醚还原为4,4＇‑二氨基二苯醚。经沉降滤过和两次蒸馏进入结晶器，分离溶剂获取二氨基二苯醚粗品。本发明与现有技术相比，具有工艺简单、操控环节少、工序连续用时短、注氢还原反应彻底、贵金属催化效果更优、产品和残留杂质少无须水洗等特点和优点，因而具有很好的推广应用价值。
Description
一、技术领域
本发明涉及化工原料生产，具体设计一种封闭无氧环境注氢还原制取二氨基二苯醚工艺。
二、背景技术
4,4＇-二氨基二苯醚作为原料、添加剂、中间体等交联剂，对于生产特殊功能和性质的塑料、树脂、染料、香料等产品，及研发更具强大和特殊功能与性质的新产品，都占有特殊和无可替代的重要地位，特别是应用于电线电缆的被覆、耐热电缆的内外部绝缘、电机的槽沟衬垫，变压器的层间绝缘及电容器、磁带、电路印制等高端国防设备和民用产品，更具特殊和重要的意义。合成生产4,4＇-二氨基二苯醚通常经过缩合反应、还原反应、重结晶和后提纯四个环节完成。作为4,4＇-二氨基二苯醚生产过程中还原反应，现有技术的通常做法是：在不同温度下，多批次分别将溶剂、还原剂、溶剂丁醇、氯化铁、铁屑和4,4＇-二硝基二苯醚加入还原反应釜进行还原反应。反应结束后以管式抽滤器抽至结晶釜冷却结晶，滤出丁醇获得滤饼，水洗滤饼至无丁醇，即得4,4＇－二氨基二苯醚粗品。其存在的主要问题是：1、反应过程环节多、要求严格、操作和控制难度大。2、丁醇毒性大、危害多、水洗过程用水多，产生污水多。3、各环节均需定时延续进行，耗时长、效率低下。4、所获4,4＇－二氨基二苯醚粗品杂质含量多，为后续精制提纯工序遗留更多工作和麻烦，最终影响产品质量品质。
三、发明内容
本发明的目的是针对上述问题和不足，提供一种封闭真空、充氮替换空气和除水、负压注氢、贵金属催化还原的一种封闭无氧环境注氢还原制取二氨基二苯醚工艺。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种封闭无氧环境注氢还原制取二氨基二苯醚工艺，包括溶解釜、还原反应釜、过滤罐、蒸馏釜A、蒸馏釜B、结晶器、溶剂罐和真空泵，其特征是：
(1)将缩合反应制得的4,4＇-二硝基二苯醚，低毒溶剂计量加入溶解釜，搅拌加热至溶解，经板框压滤打入还原反应釜；
(2)对还原反应釜加热，由真空泵主动抽吸挥发水汽除水，在高真空状态下充入氮气并反复多次，在高真空氮气环境下注入氢气及贵金属催化剂，再升温完成还原反应，生成4,4＇-二氨基二苯醚，经过滤罐滤过分离催化剂及固态杂质，抽入蒸馏釜A；
(3)在蒸馏釜A再次抽取和还原反应同时发生的化合反应生成新生水体，再加热升温，把混合溶剂蒸馏到溶剂接受罐，以备循环使用。确定体系中再无溶剂后输入蒸馏釜B，二次蒸馏，结晶器由罗茨真空机组获得高真空度，还原生成物料气化后通过连通管进入结晶器，经降温4,4＇-二氨基二苯醚气体凝华结晶到结晶器壁上，得4,4＇-二氨基二苯醚粗品
所述的还原反应过程后，两次蒸馏及结晶过程是在主动除水、无水体参与条件下进行的。
所述的从4,4＇-二硝基二苯醚溶解至4,4＇-二氨基二苯醚结晶全过程是在连续地封闭环境完成的。
所述的还原反应、过滤、蒸馏、结晶过程多次、反复抽真空充氮，与空气完全隔绝的氮气环境下完成的。
所述的溶解釜和还原反应釜升温，过滤罐保温是向蒸汽控温夹层注入水蒸气实现的，蒸馏釜A和蒸馏釜B的升温是通过油质控温夹层的热油循环实现的。
本发明的一种封闭无氧环境注氢还原制取二氨基二苯醚工艺，与现有技术相比，具有工艺简单、安全环保、效率高等显著特点，同时还具有以下显著的优点：
1、在封闭环境下多次抽取空气和水汽，注入氮气替代空气，为还原反应提供无干扰优质反应条件，反应更迅速彻底。
2、注入氢气作为还原剂，贵金属作为催化剂，使反应更直接，催化效果更好且易于回收和重复利用，产生的杂质种类更简单、数量更少。
3、还原反应及还原反应后的蒸馏过程均是在封闭的氮环境，主动脱水后进行，易于彻底滤出催化剂，蒸出溶剂，获得无结晶水的4,4＇-二氨基二苯醚，为进一步精制打好基础。
4、蒸馏后4,4＇-二氨基二苯醚粗品无须水洗，无水洗污水产生、环保安全。
5、溶解釜和还原反应釜通过向控温夹层注入蒸汽升温和保温，蒸馏釜通过向控温夹层注入热油载体升温，热效率更高和易控、节能安全。
四、附图说明
图1为封闭无氧环境注氢还原制取二氨基二苯醚工艺的流程平面示意图
图中：1溶解釜、2还原反应釜、3过滤器、4蒸馏釜A、5蒸馏釜B、6结晶器、7溶剂罐、8蒸汽控温水层、9油质控温水层、10罗茨真空气组、11二硝基二苯醚、12溶剂、13水汽、14真空泵、15氮气、16氢气、17催化剂、18二氨基二苯醚
五、具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作以下进一步详细说明：
本发明的封闭无氧环境注氢还原制取二氨基二苯醚工艺在山东省冠森绝缘制品有限公司10000T/年重结晶法生产高纯度二氨基二苯醚项目工程中研发和配套应用。
如图1所示，溶解釜1、还原反应釜2、过滤罐3、蒸馏罐A4、蒸馏罐B5、结晶器6、溶剂罐7是由管线连接勾通的封闭流程。将计量的溶剂12注入溶解釜1，通过蒸汽控温夹层8输入蒸汽加热，搅拌中加入二硝基二苯醚11致完全溶解，将溶液转入还原反应釜2，通过蒸汽控温夹层8输入蒸汽继续加热中由真空泵14抽取釜内空气和水汽13，注入氮气15。重复上述过程至无空气残留的负压氮气环境，输入氢气16，加入贵金属催化剂17，搅拌中继续加热至4,4＇-二硝基二苯醚完全还原为4,4＇-二氨基二苯醚，转输过滤器3，滤出催化剂17和不溶性杂质后转输蒸馏釜A。对蒸馏罐A抽真空并清除还原反应过程中化合产生的水汽13，再次营造负压氮环境，通过向油质控温夹层9注入高温热油，至溶液挥发至容积罐，转输蒸馏釜B，二次蒸馏后输入结晶器6，降温冷却至4,4＇－二氨基二苯醚气体凝华结晶，即获得二氨基二苯醚18粗品。
Claims (5)
1.一种封闭无氧环境注氢还原制取二氨基二苯醚工艺，包括溶解釜、还原反应釜、过滤罐、蒸馏釜A、蒸馏釜B、结晶器、溶剂罐和真空泵，其特征是：
(1)将缩合反应制得的4,4＇-二硝基二苯醚，低毒溶剂计量加入溶解釜，搅拌加热至溶解，经板框压滤打入还原反应釜；
(2)对还原反应釜加热，由真空泵主动抽吸挥发水汽除水，在高真空状态下充入氮气并反复多次，在高真空氮气环境下注入氮气及贵金属催化剂，再升温完成还原反应，生成4,4＇－二氨基二苯醚，经过滤罐滤过分离催化剂及固态杂质，抽入蒸馏釜A；
(3)在蒸馏釜A再次抽取和还原反应同时发生的化合反应生成新生水体，再加热升温，把混合溶剂蒸馏到溶剂接受罐，以备循环使用。确定体系中再无溶剂后输入蒸馏釜B，二次蒸馏，结晶器由罗茨真空机组获得高真空度，还原物料气化后通过连通管进入结晶器，经降温4,4＇－二氨基二苯醚气体凝华结晶到结晶器壁上，得4,4＇-二氨基二苯醚粗品。
2.根据权利要求1所述的一种封闭无氧环境注氢还原制取二氨基二苯醚工艺，其特征是还原反应过程后，两次蒸馏及结晶过程是在主动除水、无水体参与条件下进行的。
3.根据权利要求1所述的一种封闭无氧环境注氢还原制取二氨基二苯醚工艺，其特征是从4,4＇-二硝基二苯醚溶解至4,4＇－二氨基二苯醚结晶全过程是在连续地封闭环境完成的。
4.根据权利要求1所述的一种封闭无氧环境注氢还原制取二氨基二苯醚工艺，其特征是还原反应、过滤、蒸馏、结晶过程多次、反复抽真空充氮，与空气完全隔绝的氮气环境下完成的。
5.根据权利要求1所述的一种封闭无氧环境注氢还原制取二氨基二苯醚工艺，其特征是溶解釜和还原反应釜升温，过滤罐保温是向蒸汽控温夹层注入水蒸气实现的，蒸馏釜A和蒸馏釜B的升温是通过油质控温夹层的热油循环实现的。
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