JPH062718B2 - Continuous production of tolylenediamine - Google Patents
Continuous production of tolylenediamineInfo
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- JPH062718B2 JPH062718B2 JP60181132A JP18113285A JPH062718B2 JP H062718 B2 JPH062718 B2 JP H062718B2 JP 60181132 A JP60181132 A JP 60181132A JP 18113285 A JP18113285 A JP 18113285A JP H062718 B2 JPH062718 B2 JP H062718B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はジニトロトルエンの接触的水素添加により未反
応ニトロ化合物や不揮発性残渣分をほとんど含まないト
リレンジアミンの工業的に有利な連続的製造方法に関す
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an industrially advantageous continuous production method of tolylenediamine containing almost no unreacted nitro compound and non-volatile residue by catalytic hydrogenation of dinitrotoluene. .
近年トリレンジアミンは、ポリウレタン樹脂の原料であ
るトリレンジイソシアナートの中間体として大量に生産
されるようになった。In recent years, tolylenediamine has been mass-produced as an intermediate of tolylene diisocyanate, which is a raw material for polyurethane resins.
トリレンジイソシアナートの製造は、トルエンのニトロ
化によりジニトロトルエンとし、それを接触的水素添加
によりトリレンジアミンとなし、さらにホスゲン化によ
りジイソシアナートとするのが一般的方法であり、大量
生産を行なうには連続プロセスが適している。したがっ
てわずかの収率改善、ユーテイリテイーの改善により、
大きな省資源、省エネルギー効果があらわれる。Tolylene diisocyanate is generally produced by nitration of toluene to give dinitrotoluene, and then catalytic hydrogenation to give tolylene diamine, followed by phosgenation to give diisocyanate. A continuous process is suitable for carrying out. Therefore, due to a slight improvement in yield and improvement in utility,
A large resource and energy saving effect is exhibited.
従来の技術 従来より多数の方法が、ジニトロトルエンなどの芳香族
ニトロ化合物の接触的水素添加反応により芳香族アミン
を製造するための提案がなされている。2. Description of the Related Art A number of methods have hitherto been proposed for producing an aromatic amine by a catalytic hydrogenation reaction of an aromatic nitro compound such as dinitrotoluene.
たとえば、米国特許2292879号明細書にはニトロ
ベンゼンなどの芳香族モノニトロ化合物を液相で水素添
加して対応するアニリンなどの芳香族モノアミンを製造
する方法において、反応で生成する水を連続的に系外に
抜き出す条件下で行なうことにより触媒の活性が高く保
持されること、さらに生成するアミンが反応溶媒とな
り、そのアミン濃度を比較的高くして反応させることに
より触媒の活性度が増大されることが記載されている。For example, U.S. Pat. No. 2,292,879 discloses a method for producing a corresponding aromatic monoamine such as aniline by hydrogenating an aromatic mononitro compound such as nitrobenzene in a liquid phase. The activity of the catalyst can be kept high by conducting the extraction under the conditions described above, and the amine formed can serve as a reaction solvent, and the activity of the catalyst can be increased by reacting the amine at a relatively high concentration. Have been described.
しかしながら、上記のアニリンなどのモノアミンの製造
においては、反応温度が比較的高く、アミンの沸点も低
いので反応生成物と一緒に反応生成水は容易に除去でき
るが、トリレンジアミンの場合は、沸点も高く、また比
較的低い温度で実施されるので生成水の除去は容易では
ない。However, in the production of the above monoamines such as aniline, since the reaction temperature is relatively high and the boiling point of the amine is low, the reaction product water can be easily removed together with the reaction product. Since it is carried out at a relatively high temperature and a relatively low temperature, it is not easy to remove produced water.
また特許公報昭35−5763号明細書には触媒毒とな
るニトロフエノール類やニトロクレゾール類を制御して
ジニトロトルエンを溶融状態の無溶媒で接触的水素添加
を行ない、反応により生成する水を除去しながら反応さ
せる方法が提案されている。Further, in JP-A-35-5763, catalytic nitrophenols and nitrocresols which are catalyst poisons are controlled to carry out catalytic hydrogenation of dinitrotoluene in a molten state without a solvent to remove water produced by the reaction. However, a method of causing the reaction has been proposed.
しかしながらこの方法では、水素添加反応時間(滞留時
間)が20時間以上と長いこと、したがって単位時間当
りの生産量が低いこと、生成する水を除去するために大
過剰の水素ガスを供給する必要があること、ジニトロト
ルエンに対する触媒の使用量が貴金属成分として多いこ
と、反応時間が長いにもかかわらず未反応ニトロ化合物
の残存量が100ppm程度もあること、回分操作で行な
うため、ユーテイリテイー使用の面で大量生産には不向
きであることなどの欠点を有する。However, in this method, the hydrogenation reaction time (residence time) is as long as 20 hours or more, therefore the production amount per unit time is low, and it is necessary to supply a large excess of hydrogen gas to remove the produced water. There is a large amount of catalyst used for dinitrotoluene as a noble metal component, and there is a residual amount of unreacted nitro compound of about 100 ppm despite the long reaction time. However, it is not suitable for mass production.
発明が解決しようとする問題点 本発明者らは未反応ニトロ化合物をほとんど含まず、か
つタール状の不揮発性残渣分の生成を抑制し、大量生産
に適した経済性のあるトリレンジアミンの連続的製造法
を鋭意検討した結果、本発明を完成させたものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention The inventors of the present invention contain an unreacted nitro compound, suppress the formation of a tar-like non-volatile residue, and are economical and suitable for mass production. The present invention has been completed as a result of earnestly studying a dynamic manufacturing method.
問題点を解決するための手段 本発明方法はジニトロトルエンの接触的水素添加反応に
よるトリレンジアミンの連続的製造法において、攪拌機
付槽型反応器を用い、トリレンジアミン水溶液溶媒中
に、少なくとも100の油吸収率を有する親油性炭素上
に沈着させたパラジウムまたはパラジウム−白金を触媒
として懸濁せしめ、供給されるジニトロトルエンの滞留
時間が4〜12時間となるようにしてジニトロトルエン
を供給し、10kg/cm2G以下の加圧下、反応生成物か
ら反応生成水を留去させながら90〜150℃の温度で
反応を行うことを特徴とする、トリレンジアミンの連続
的製造方法である。Means for Solving the Problems The method of the present invention is a continuous production method of tolylenediamine by catalytic hydrogenation reaction of dinitrotoluene, using a tank reactor equipped with a stirrer, in a tolylenediamine aqueous solution solvent, at least 100 Palladium or palladium-platinum deposited on a lipophilic carbon having an oil absorption of is suspended as a catalyst, dinitrotoluene is fed so that the residence time of the fed dinitrotoluene is 4 to 12 hours, It is a continuous process for producing tolylenediamine, which is characterized in that the reaction is carried out at a temperature of 90 to 150 ° C. under a pressure of 10 kg / cm 2 G or less while distilling off the reaction product water from the reaction product.
ここで滞留時間とは、毎時連続的に供給される原料のジ
ニトロトルエンに対する全反応系中の液量、すなわち、
系中における反応系の全ホールドアツプ量/ジニトロト
ルエンのフイード量を意味する。Here, the residence time is the liquid amount in the entire reaction system with respect to the raw material dinitrotoluene continuously supplied every hour, that is,
It means the total hold-up amount of the reaction system / the feed amount of dinitrotoluene in the system.
通常、トリレンジアミン製造において得られた粗トリレ
ンジアミン反応液は、対応のジイソイアナートに転換し
た場合、満足なスペツクの高品質を得るため、精製工程
に付されるが、本発明方法においては反応液中の未反応
ニトロ化合物の濃度を30ppm以下及び、不揮発性残渣
含量を微量に抑制できるので、必ずしも精製の必要はな
い。Usually, the crude tolylenediamine reaction solution obtained in the tolylenediamine production is subjected to a purification step in order to obtain a satisfactory high quality of the speck when converted to the corresponding diisoianate, but in the method of the present invention, the reaction is not performed. Since the concentration of the unreacted nitro compound in the liquid is 30 ppm or less and the content of the non-volatile residue can be suppressed to a very small amount, the purification is not always necessary.
反応液中の未反応ニトロ化合物の濃度を30ppm以下に
抑制させる、すなわちジニトロトルエンをほとんど完全
に水素添加反応させる因子として、圧力−滞留時間−攪
拌実所要動力(攪拌速度)の三者に相互関係があること
がわかり、その関係を図−1に示した。As a factor for suppressing the concentration of the unreacted nitro compound in the reaction solution to 30 ppm or less, that is, for causing almost complete hydrogenation reaction of dinitrotoluene, there is a mutual relation among pressure-residence time-actual stirring power required (stirring speed). , And the relationship is shown in Figure 1.
図−1は、通常の水素添加触媒を用いてジニトロトルエ
ンの水添における反応温度110℃で実施した場合の未
反応ニトロ化合物が30ppm以下となる最低のポイント
を滞留時間−圧力との相互関係でプロツトしたものであ
り、パラメータは攪拌実所要動力(攪拌速度)である。
すなわち図中の実線で示した曲線よりも上側の領域では
未反応ニトロ化合物は30ppm以下に抑制でき、下側の
領域では30ppm以上に上昇することを示している。未
反応ニトロ化合物が増大すればこれは次のホウゲン化に
より生成するトリレンジイソシアナート中の不純物とな
るため何らかの精製工程を施さねばならない。Figure 1 shows the correlation between retention time and pressure at the lowest point where the unreacted nitro compound is 30 ppm or less when the hydrogenation of dinitrotoluene is carried out at a reaction temperature of 110 ° C using an ordinary hydrogenation catalyst. This is a plot, and the parameter is the actual power required for stirring (stirring speed).
That is, it is shown that the unreacted nitro compound can be suppressed to 30 ppm or less in the region above the curve shown by the solid line in the figure, and rises to 30 ppm or more in the region below. If the unreacted nitro compound increases, it becomes an impurity in the tolylene diisocyanate formed by the subsequent borogenation, and therefore some purification step must be performed.
上記三者の関係で図中の実線の上側の領域であればどこ
を選択してもよいのだが、大量生産および経済性の面か
らみれば滞留時間を10時間以上にもすればそれだけ大
容量の反応器が必要となりその点不利になるが、滞留時
間を4時間以下と短くすると、圧力を10kg/cm2G以
上の高圧反応とするか、攪拌実所要動力をm3当り4.0K
W以上にせねばならない。高圧反応を実施しようとすれ
ば、反応生成水の除去はそれだけ困難となり装置をより
高圧化したり、反応生成水を連続的に蒸気として除去し
ながら実施するためには、大容量のガス循環ブロワーが
必要になる。また4.0KW以上の強攪拌の実施において
は膨大な電力消費を伴い工業的に有利な方法とはなりえ
ない。したがって、この観点からは滞留時間を考慮しな
ければ、圧力は10kg/cm2G以下のできるだけ低圧で
実施するのが望ましいことは当然である。Due to the above three relationships, any area above the solid line in the figure may be selected, but from the viewpoint of mass production and economic efficiency, if the residence time is set to 10 hours or more, the larger capacity will be. However, if the residence time is shortened to 4 hours or less, the pressure will be a high pressure reaction of 10 kg / cm 2 G or more, or the actual power required for stirring will be 4.0 K per m 3 .
Must be greater than W. If a high-pressure reaction is to be carried out, the removal of the reaction product water becomes so difficult, and in order to increase the pressure of the equipment and to carry out the reaction product water while continuously removing it as a vapor, a large-capacity gas circulation blower is required. You will need it. Further, in the case of performing strong stirring of 4.0 kW or more, enormous power consumption is involved and it cannot be an industrially advantageous method. Therefore, from this point of view, it is natural that the pressure is preferably as low as 10 kg / cm 2 G or less, if the residence time is not taken into consideration.
一方図−2は、本発明の触媒を用いたジニトロトルエン
の水添における、反応温度110℃のときの滞留時間に
対する、脱水後のタール状不揮発性残渣分の変化を示し
たものである。図−2より滞留時間の低下とともにター
ル状不揮発性残渣の低下がみられ、この点からすれば滞
留時間は短いほうが好ましいが、未反応ジニトロトルエ
ン含量の図−1との関係を考慮すれば、滞留時間を短く
するにもおのずと限度がある。On the other hand, FIG. 2 shows changes in the tar-like nonvolatile residue content after dehydration with respect to the residence time at a reaction temperature of 110 ° C. in the hydrogenation of dinitrotoluene using the catalyst of the present invention. As shown in Fig.-2, a decrease in the tar-like non-volatile residue is observed with a decrease in the retention time. From this point, it is preferable that the retention time is short, but considering the relationship between the unreacted dinitrotoluene content and Fig.-1, There is a natural limit to shortening the residence time.
また、触媒活性は生成水を除去しなければ低下の傾向に
あり、それに伴い不揮発性残渣も漸増する。したがって
不揮発性残渣を抑制するためには、生成水の除去も必要
であるが、逆にこれを厳しく制御しようとすれば、オフ
ガスの循環ラインなどに動力、冷却費の高いコストを要
求される。Further, the catalytic activity tends to decrease unless the produced water is removed, and the non-volatile residue gradually increases accordingly. Therefore, in order to suppress the non-volatile residue, it is necessary to remove the generated water. On the contrary, if this is strictly controlled, the off gas circulation line and the like require high power and cooling costs.
本発明は、これらの見地に基づき完成されたものであ
る。The present invention has been completed based on these viewpoints.
通常、ジニトロトルエンの接触水素化反応においては、
論理的には生成水により系内の含水率は37%にもな
り、前記したように生成水の連続的除去は困難を伴い、
本発明においては特定触媒を用いることにより、理論数
値に近い含水反応液中でも触媒活性を落すことなく反応
は進む。また、特定範囲の滞留時間を設けて、10kg/
cm2G以下で実施することにより、通常の方法で得られ
るトリレンジアミンよりも未反応ニトロ化合物、及び不
揮発性残渣含量の少ないトリレンジアミンを工業的に有
利に得ることができるものである。Usually, in the catalytic hydrogenation reaction of dinitrotoluene,
Logically, the water content in the system is 37% due to the generated water, and as mentioned above, it is difficult to continuously remove the generated water.
In the present invention, the use of the specific catalyst allows the reaction to proceed without degrading the catalytic activity even in a water-containing reaction solution close to the theoretical value. In addition, by setting a residence time in a specific range, 10 kg /
By carrying out the treatment at a cm 2 G or less, it is possible to industrially advantageously obtain an unreacted nitro compound and tolylenediamine having a lower content of non-volatile residues than tolylenediamine obtained by a usual method.
本発明方法において使用する接触は非多孔質の油吸収率
100以上の親油性炭素に沈着させたパラジウムまたは
パラジウム−白金触媒である。特に油吸収率150〜3
00の親油性炭素の担体が好ましい。担体の油吸収率の
定義は特公昭32−9320明細書に記載されており、
ゲル化をおこす炭素100重量部当たりの酸価2〜4の
生棉実油の重量部数で示される。担体の粒径は20〜6
0mμ、表面積50〜100m2/gが適当である。また
触媒の製法も前記明細書に記載されているような親油性
炭素担体水分散液中でパラジウム白金−化合物の沈澱法
などの普通の方法で調整することができる。The contact used in the process of the present invention is palladium or palladium-platinum catalyst deposited on a non-porous lipophilic carbon having an oil absorption of 100 or more. Oil absorption rate 150 to 3
A 00 lipophilic carbon carrier is preferred. The definition of the oil absorption rate of the carrier is described in JP-B-32-9320.
It is indicated by the number of parts by weight of raw cottonseed oil having an acid value of 2 to 4 per 100 parts by weight of carbon which causes gelation. Carrier particle size is 20-6
0 mμ and a surface area of 50 to 100 m 2 / g are suitable. The method for producing the catalyst can also be adjusted by a conventional method such as a precipitation method of a palladium platinum compound in an aqueous dispersion of a lipophilic carbon carrier as described in the above specification.
親油性炭素上に沈着されるパラジウムおよびパラジウム
と白金の濃度は0.1〜5重量%が適当である。パラジウ
ムは単独で用いてもよいが、白金を併用すると活性及び
選択性の面で特に効果が大きく、その場合はパラジウム
に対し白金を約5〜20重量%使用することが望まし
い。また上記明細書に記されているように、鉄、ニツケ
ルなどの金属の酸化物あるいは水酸化物を少量混合する
こともできる。A suitable concentration of palladium and palladium and platinum deposited on the lipophilic carbon is 0.1-5% by weight. Palladium may be used alone, but when platinum is used in combination, it is particularly effective in terms of activity and selectivity. In that case, it is desirable to use about 5 to 20% by weight of platinum based on palladium. Further, as described in the above specification, a small amount of an oxide or hydroxide of a metal such as iron or nickel can be mixed.
本発明においては、このような特定の触媒を用い、供給
されたジニトロトルエンの滞留時間は5〜12時間の範
囲内で、反応圧力、反応生成物のスペツクに合せて決め
られる。反応圧力の好ましい範囲である5〜9kg/cm2
G、攪拌実所要動力がm3当り3.0〜3.5KWで実施する場
合は滞留時間は5〜10時間が望ましい。In the present invention, using such a specific catalyst, the residence time of the supplied dinitrotoluene is within the range of 5 to 12 hours and is determined according to the reaction pressure and the spec of the reaction product. The preferred range of reaction pressure is 5 to 9 kg / cm 2
G, when the actual power required for stirring is 3.0 to 3.5 kW per m 3, the residence time is preferably 5 to 10 hours.
また反応温度は90〜150℃の常法の範囲であり、9
0℃未満では反応が遅く、滞留時間を長くする必要があ
り、また生成水を系外へ除去するためにはガスブロワー
の循環量を非常に大きくする必要があるために、90℃
以上の温度が必要であるが、150℃を越えるとタール
状の不揮発性残渣分が増大し、トリレンジアミン収量の
低下をもたらす。従って反応圧力5〜9kg/cm2Gの場
合では100〜130℃で実施するのが望ましい。The reaction temperature is in the usual range of 90 to 150 ° C.,
If the temperature is lower than 0 ° C, the reaction is slow, the residence time needs to be long, and the circulation amount of the gas blower needs to be very large in order to remove the produced water out of the system.
The above temperature is required, but if it exceeds 150 ° C., the tar-like non-volatile residue content increases and the yield of tolylenediamine decreases. Therefore, when the reaction pressure is 5 to 9 kg / cm 2 G, it is desirable to carry out at 100 to 130 ° C.
このような条件下、滞留時間に合せて連続的に反応槽に
導入されたジニトロトルエンはその殆んどが速やかにト
リレンジアミンと水に転化され、反応液は触媒が懸濁し
たトリレンジアミン水溶液となる。そうしてこの生成水
の一部は連続的に蒸気として系外に除去される。水の除
去は90〜150℃の温度範囲内で水素圧力との関連で
適宜反応温度を選択し、生成する反応熱の一部を利用し
てオフガスを好ましくは強制的に循環させることで、生
成する水は蒸発凝縮して系外に除去させる。Under such conditions, most of the dinitrotoluene continuously introduced into the reaction vessel according to the residence time was rapidly converted to tolylenediamine and water, and the reaction solution was tolylenediamine in which the catalyst was suspended. It becomes an aqueous solution. Then, a part of the generated water is continuously removed as vapor outside the system. The removal of water is carried out by appropriately selecting the reaction temperature in the temperature range of 90 to 150 ° C. in relation to the hydrogen pressure, and by forcibly circulating the off gas preferably by utilizing a part of the reaction heat generated. The water is evaporated and condensed and removed outside the system.
以上のように本発明方法を実施することにより、未反応
ニトロ化合物およびタール状の不揮発性残渣分をほとん
ど含まない高純度のトリレンジアミンを連続的に得るこ
とができ、大規模大量生産および経済性の面で極めて効
果は大きいといえる。By carrying out the method of the present invention as described above, it is possible to continuously obtain high-purity tolylenediamine containing almost no unreacted nitro compound and tar-like non-volatile residue. It can be said that it is extremely effective in terms of sex.
次に、本発明の好ましい実施方法の一例を図−3に示し
た反応装置により説明する。Next, an example of a preferable method for carrying out the present invention will be described with reference to the reaction apparatus shown in FIG.
図−3において槽型水添反応器1は、攪拌機,水素分散
管,ジニトロトルエン供給管および冷却するためのジヤ
ケツトを備え付けた鉄製の200耐圧反応槽である。In FIG. 3, the tank-type hydrogenation reactor 1 is an iron 200-pressure reaction tank equipped with a stirrer, a hydrogen dispersion pipe, a dinitrotoluene supply pipe, and a jacket for cooling.
ジニトロトルエンはラインAより連続的に反応器1へ供
給される。反応に使用される水素ガスはラインBを通り
圧縮機6により圧縮されたのち反応器1へ供給される。
過剰のオフガスはライン11より排出され、冷却器7で
生成水蒸気を凝縮し、凝縮水は貯槽8に分離される。過
剰のガスはガス循環ブロワー10により強制的に循環さ
れ、このときオフガス中水素純度を一定に保つためにラ
イン12より一部のオフガスが系外へパージされる。さ
らに循環ガスはフレツシユの水素ガスともに混合され、
反応器1へ循環される。Dinitrotoluene is continuously supplied to reactor 1 through line A. Hydrogen gas used for the reaction is supplied to the reactor 1 after being compressed by the compressor 6 through the line B.
Excessive off-gas is discharged from the line 11, the generated steam is condensed in the cooler 7, and the condensed water is separated into the storage tank 8. The excess gas is forcibly circulated by the gas circulation blower 10, and at this time, a part of the off gas is purged from the system through the line 12 to keep the hydrogen purity in the off gas constant. Furthermore, the circulating gas is mixed with the hydrogen gas from the fresh,
It is circulated to the reactor 1.
所定濃度に調整された触媒−水スラリー液は、貯槽5よ
り連続的に反応器1へ導入され、同時に添加触媒スラリ
ーと同量の反応液スラリーがライン13より連続的に系
外へ排出され、系内の触媒濃度は実質的に一定に保持さ
れる。The catalyst-water slurry liquid adjusted to a predetermined concentration is continuously introduced into the reactor 1 from the storage tank 5, and at the same time, the same amount of reaction liquid slurry as the added catalyst slurry is continuously discharged out of the system through the line 13. The catalyst concentration in the system is kept substantially constant.
反応熱を除熱するために所定温度に調整された温水が、
ライン14より反応器1のジヤケツトおよび冷却器4導
入され、反応温度は一定に保持される。反応液は連続
過器3および冷却器4を備え付けた循環ライン中を循環
ポンプ2により循環され、反応器1へもどる。この間反
応器1の液面を一定に保つように連続的にトリレンジア
ミン水溶液は貯槽9へ排出して得られる。Hot water adjusted to a predetermined temperature to remove heat from the reaction,
From the line 14, the jacket of the reactor 1 and the cooler 4 are introduced, and the reaction temperature is kept constant. The reaction liquid is circulated by a circulation pump 2 in a circulation line equipped with a continuous filter 3 and a cooler 4, and returns to the reactor 1. During this period, the aqueous solution of tolylenediamine is continuously discharged to the storage tank 9 so as to keep the liquid level of the reactor 1 constant.
次に実施例によりさらに詳しく本発明を説明する。%は
他に指示されていない限り重量%である。Next, the present invention will be described in more detail by way of examples. Percentages are weight percentages unless otherwise indicated.
〔実施例−1〕 水素添加槽型反応器1ヘトリレンジアミン170kg、純
水27kgおよび油吸収率260のカーボン粉末にパラジ
ウム0.8%、白金0.1%および鉄0.8%を沈着させて得られた
水素添加触媒3kgを仕込み、攪拌を開始して攪拌速度を
300rpmとした。さらに循環ポンプ2を駆動させ、毎
時2.5m3の速度で循環させた。内温を90℃に上げ、全
圧力を7.0kg/cm2Gに保ちつつ、約80〜90℃に溶融
されたジニトロトルエン(2,4−ジニトロトルエン7
8.1%、2,6−ジニトロトルエン19.2%、2,3−ジニ
トロトルエン1.1%、3,4−ジニトロトルエン1.4%、及
び水0.2%の組成)を毎時30kg、水素ガスを毎時26N
m3の速度および1.5%の濃度に調整した前記触媒−水−ス
ラリーを触媒槽5より毎時0.33kgの速度で供給した。[Example-1] Hydrogenation tank type reactor 1 Hydrogenation obtained by depositing 0.8 kg of palladium, 0.1% of platinum and 0.8% of iron on carbon powder having 170 kg of hetolylenediamine, 27 kg of pure water and 260 oil absorption rate. 3 kg of catalyst was charged, stirring was started, and the stirring speed was set to 300 rpm. Further, the circulation pump 2 was driven to circulate at a speed of 2.5 m 3 / hour. While raising the internal temperature to 90 ° C and maintaining the total pressure at 7.0 kg / cm 2 G, dinitrotoluene (2,4-dinitrotoluene 7
Composition of 8.1%, 2,6-dinitrotoluene 19.2%, 2,3-dinitrotoluene 1.1%, 3,4-dinitrotoluene 1.4%, and water 0.2%) 30 kg / h, hydrogen gas 26N / h
The catalyst-water-slurry adjusted to a rate of m 3 and a concentration of 1.5% was fed from the catalyst tank 5 at a rate of 0.33 kg / h.
そのとき内温を110℃まで上昇させ、過剰の反応熱は
反応器1のジヤケツトおよび冷却器4へ約80℃の温水
を循環させることで除熱し、その温度に保持した。過剰
の水素ガスおよび蒸気をガスブロワー10を駆動させて
循環し、途中冷却器7で蒸気を水に凝縮させ貯槽8へ分
離した。分離水の量は毎時8kgの速度であった。ガスブ
ロワー10より循環されるオフガスの水素ガス量は毎時
91Nm3であり、そのうち毎時約4Nm3の速度でライン
12よりパージガスとして外系へ排出し、循環ガス中の
水素純度は96容量%に保持された。循環ガスは新たに
供給されるフレツシユの水素ガスと混合され反応器へ導
入された。At that time, the internal temperature was raised to 110 ° C., and excess heat of reaction was removed by circulating hot water of about 80 ° C. to the jacket of the reactor 1 and the cooler 4 and kept at that temperature. Excess hydrogen gas and steam were circulated by driving the gas blower 10, and the steam was condensed into water by the cooler 7 and separated into the storage tank 8. The amount of separated water was 8 kg / h. Hydrogen gas amount of the off-gas to be circulated from the gas blower 10 is per hour 91 nm 3, and discharged to the outside system as a purge gas from line 12 in them per hour to about 4 Nm 3 speed, the hydrogen purity in the recycle gas is maintained to 96% by volume Was done. The circulating gas was mixed with freshly supplied fresh hydrogen gas and introduced into the reactor.
この間反応器1の液面を一定に保つように過器3によ
り毎時23.68kgの速度でトリレンジアミン水溶液が貯槽
9へ連続的に排出された。またライン13より反応混合
物スラリーが毎時0.33kgの速度で系外へ排出され、反応
系内の触媒濃度は1.5%に保持された。During this period, the aqueous solution of tolylenediamine was continuously discharged into the storage tank 9 at a rate of 23.68 kg / h by means of the reactor 3 so as to keep the liquid level of the reactor 1 constant. Further, the reaction mixture slurry was discharged from the system through the line 13 at a rate of 0.33 kg / h, and the catalyst concentration in the reaction system was kept at 1.5%.
反応器1の攪拌器の攪拌速度は300rpmであり、定常
状態での攪拌所実要動力はm3当たり3.0KWに相当し
た。さらに反応液の全ホールドアツプは200kgであ
り、そのうち160kgが反応器1内にあり、40kgが循
環ライン中にあった。ジニトロトルエン供給量に対する
滞留時間は6.7時間であった。The stirring speed of the stirrer of the reactor 1 was 300 rpm, and the actual power required for the stirring station in the steady state was 3.0 KW per m 3 . Furthermore, the total hold-up of the reaction solution was 200 kg, of which 160 kg was in the reactor 1 and 40 kg was in the circulation line. The residence time with respect to the amount of dinitrotoluene supplied was 6.7 hours.
このようにして連続的に貯槽9へ排出されたトリレンジ
アミン水溶液の濃度は85%、残り15%が水であり、
未反応ニトロ化合物は20ppmであった。Thus, the concentration of the tolylenediamine aqueous solution continuously discharged to the storage tank 9 was 85%, and the remaining 15% was water,
The amount of unreacted nitro compound was 20 ppm.
おれを所定の方法で蒸留すると得られたトリレンジアミ
ンは理論量の99.03%であり、残り0.97%がタール状の不
揮発性残渣であった。The tolylenediamine obtained by distilling me by a predetermined method was 99.03% of the theoretical amount, and the remaining 0.97% was a tar-like non-volatile residue.
〔実施例−2〕 圧力4.0kg/cm2G、ジニトロトルエン供給量毎時20k
g、水素供給量毎時17Nm3、オフガス循環量毎時32
Nm3、パージ水素量毎時3Nm3(オフガス中の水素純度
96容量%)とした以外は実施例−1と同様な方法で実
施した。ジニトロトルエン供給量に対する滞留時間は1
0時間であった、 貯槽8に分離される水は毎時5.5kg、貯槽9に排出され
るトリレンジアミン水溶液は毎時15.79kgであり、トリ
レンジアミンの濃度は85%、未反応ニトロ化合物は2
0ppmであった。さらに蒸留により得られたトリレンジ
アミンは理論量の98.8%であり、残り1.2%がタール状の
不揮発性残渣であった。Example-2 Pressure 4.0 kg / cm 2 G, Dinitrotoluene supply rate 20 k / h
g, hydrogen supply rate 17 Nm 3 / h, off gas circulation rate 32 h / h
Nm 3, except that the purge hydrogen amount per hour 3 Nm 3 (hydrogen purity of 96% by volume in the off-gas) was carried out in the same manner as in Example 1 method. Residence time is 1 for dinitrotoluene supply
It was 0 hours, the water separated in the storage tank 8 was 5.5 kg / h, the tolylenediamine aqueous solution discharged to the storage tank 9 was 15.79 kg / h, the concentration of tolylenediamine was 85%, and the unreacted nitro compound was 2%.
It was 0 ppm. Furthermore, the tolylenediamine obtained by distillation was 98.8% of the theoretical amount, and the remaining 1.2% was a tar-like non-volatile residue.
〔実施例−3〕 ガスブロワーより循環されるオフガス循環量を毎時10
Nm3とした以外は実施例−1と同様の条件で実施した。[Example-3] The off-gas circulation amount circulated from the gas blower was set to 10 per hour.
The conditions were the same as in Example 1 except that Nm 3 was used.
貯槽8に回収される水は毎時1kg、貯槽9に排出される
トリレンジアミン水溶液は毎時30.97kgであり、トリレ
ンジアミンの濃度は65%、残り35%は水であり、未
反応ニトロ化合物は28ppmであった。The water collected in the storage tank 8 was 1 kg per hour, the tolylenediamine aqueous solution discharged into the storage tank 9 was 30.97 kg per hour, the concentration of tolylenediamine was 65%, the remaining 35% was water, and the unreacted nitro compound was It was 28 ppm.
さらに蒸留により得られたトリレンジアミンは理論量の
99%であり、残り1.0%がタール状の不揮発性残渣であ
った。Further, the tolylenediamine obtained by distillation was 99% of the theoretical amount, and the remaining 1.0% was a tar-like non-volatile residue.
粒度100メツシユ以下の部分を90%以上含む微粉末
状椰子殻炭上にパラジウムを含有率1%になるように沈
着させて得た触媒を用いた他は実施例1と同様の条件で
実施した。ジニトロトルエンの供給開始後約1.0時間で
貯槽9に排出されるトリレンジアミン水溶液は黒色不透
明液となり、未反応ニトロ化合物は500ppmに上昇し
た。Example 1 was carried out under the same conditions as in Example 1 except that a catalyst obtained by depositing palladium on a finely powdered coconut shell carbon containing 90% or more of particles having a particle size of 100 mesh or less to have a palladium content of 1% was used. . About 1.0 hour after the start of the supply of dinitrotoluene, the tolylenediamine aqueous solution discharged into the storage tank 9 became a black opaque liquid, and the unreacted nitro compound increased to 500 ppm.
また蒸留により得られたトリレンジアミンは理論量の9
5%であり、残り5%がタール状の不揮発性残渣であっ
た。The theoretical amount of tolylenediamine obtained by distillation is 9
5%, and the remaining 5% was a tar-like non-volatile residue.
図−1は、110℃における反応液中の未反応ニトロ化
合物が30ppm以下となる最低のポイントを、滞留時間
−圧力との相関関係で示したものであり、パラメーター
の曲線は夫々のm3当たりの攪拌実所要動力である。 図−2は、本発明方法の反応温度110℃において得ら
れたトリレンジアミン水溶液を脱水、蒸留した後のター
ル状不揮発性残渣分の量を、滞留時間に対してプロツト
したものである。 図−3は、本発明方法を実施する場合の好ましい1例の
フローシートであり、 1. 攪拌機付槽型反応器、2. 反応液循環ポンプ、
3. 過器、4. 冷却器、5. 触媒貯槽、6.
水素ガス圧縮機、7. 冷却器、8. 分離水貯槽、
9. 反応液貯槽 10. ガス循環ブロワー A ジニトロトルエン供給ライン B 水素供給ライン である。Figure 1 shows the minimum point at which the unreacted nitro compound in the reaction solution was below 30 ppm at 110 ° C by the correlation between the residence time and the pressure, and the curves of the parameters are per m 3 respectively . Is the actual power required for stirring. FIG. 2 shows the amount of the tar-like non-volatile residue after dehydration and distillation of the tolylenediamine aqueous solution obtained at the reaction temperature of 110 ° C. according to the method of the present invention, plotted against the residence time. FIG. 3 is a flow chart of a preferred example for carrying out the method of the present invention. 1. A tank reactor with a stirrer, 2. Reaction solution circulation pump,
3. Overkill, 4. Cooler, 5. Catalyst storage tank, 6.
Hydrogen gas compressor, 7. Cooler, 8. Separated water storage tank,
9. Reaction solution storage tank 10. Gas circulation blower A Dinitrotoluene supply line B Hydrogen supply line.
Claims (5)
よるトリレンジアミンの連続的製造法において、攪拌機
付槽型反応器を用い、トリレンジアミン水溶液溶媒中
に、少なくとも100の油吸収率を有する親油性炭素上
に沈着させたパラジウムまたはパラジウム−白金を触媒
として懸濁せしめ、供給されるジニトロトルエンの滞留
時間が4〜12時間となるようにしてジニトロトルエン
を供給し、10kg/cm2G以下の加圧下、反応生成物か
ら反応生成水を留去させながら90〜150℃の温度で
反応を行うことを特徴とする、トリレンジアミンの連続
的製造法。1. A method for continuously producing tolylenediamine by catalytic hydrogenation reaction of dinitrotoluene, which uses a tank reactor with a stirrer and which has an oil absorption rate of at least 100 in a tolylenediamine aqueous solution solvent. Palladium or palladium-platinum deposited on oily carbon was suspended as a catalyst, and dinitrotoluene was supplied so that the residence time of the supplied dinitrotoluene was 4 to 12 hours, and 10 kg / cm 2 G or less. A continuous process for producing tolylenediamine, characterized in that the reaction is carried out at a temperature of 90 to 150 ° C. while distilling off the reaction product water from the reaction product under pressure.
請求の範囲第1項記載の方法。2. The method according to claim 1, wherein the reaction is carried out at a pressure of 5 to 9 kg / cm 2 G.
の範囲第1項記載の方法。3. The method according to claim 1, wherein the residence time is 5 to 10 hours.
請求の範囲第1項記載の方法。4. The method according to claim 1, wherein the reaction temperature is 100 to 130 ° C.
力が、m3当り3.0〜3.5KWである特許請求の範囲第1項
記載の方法。5. The process according to claim 1, wherein the actual power required for stirring in the tank reactor is 3.0 to 3.5 kW per m 3 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP60181132A JPH062718B2 (en) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | Continuous production of tolylenediamine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60181132A JPH062718B2 (en) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | Continuous production of tolylenediamine |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6242956A JPS6242956A (en) | 1987-02-24 |
JPH062718B2 true JPH062718B2 (en) | 1994-01-12 |
Family
ID=16095432
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60181132A Expired - Lifetime JPH062718B2 (en) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | Continuous production of tolylenediamine |
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JP (1) | JPH062718B2 (en) |
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JPS60172947A (en) * | 1984-02-16 | 1985-09-06 | Mitsui Toatsu Chem Inc | Continuous preparation of tolylenediamine |
-
1985
- 1985-08-20 JP JP60181132A patent/JPH062718B2/en not_active Expired - Lifetime
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