JPH0825968B2 - Continuous process for producing ortho- or para-phenylenediamine - Google Patents

Continuous process for producing ortho- or para-phenylenediamine

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JPH0825968B2
JPH0825968B2 JP61272828A JP27282886A JPH0825968B2 JP H0825968 B2 JPH0825968 B2 JP H0825968B2 JP 61272828 A JP61272828 A JP 61272828A JP 27282886 A JP27282886 A JP 27282886A JP H0825968 B2 JPH0825968 B2 JP H0825968B2
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phenylenediamine
reaction
dichlorobenzene
reactor
copper
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博昭 大野
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は化成品の製造法に係る。更に詳しくは流通管
型反応器を用いたo−又はp−フエニレンジアミンの連
続製造法に係る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a chemical product. More specifically, it relates to a continuous production method of o- or p-phenylenediamine using a flow tube reactor.

従来の技術 o−又はp−フエニレンジアミンは染料、顔料、樹脂
等の中間体として有用な化合物である。
2. Description of the Related Art O- or p-phenylenediamine is a compound useful as an intermediate for dyes, pigments, resins and the like.

o−又はp−フエニレンジアミンは通常銅触媒の存在下
o−又はp−ジクロルベンゼンにアミノ化反応を施すこ
とによって製造されている。
O- or p-phenylenediamine is usually produced by subjecting o- or p-dichlorobenzene to an amination reaction in the presence of a copper catalyst.

製造方法としては通常回分式によるが連続製造法として
槽式連続法が特開昭60-193951に示され又多孔板挿入塔
式反応器による連続製法が特開昭56-16449に紹介されて
いる。反応装置として流通管式反応器を使用した例は触
媒を使用しないニトロクロルベンゼン類のアンモノリシ
ス反応における実験例が報告されている。
The production method is usually a batch method, but as a continuous production method, a tank-type continuous method is shown in JP-A-60-193951, and a continuous production method using a perforated plate insertion tower reactor is introduced in JP-A-56-16449. . As an example of using a flow tube reactor as a reaction device, an experimental example in an ammonolysis reaction of nitrochlorobenzenes without a catalyst has been reported.

(B.I.O.S.,1147) 発明が解決しようとする問題点 銅触媒を用いてo−又はp−ジクロルベンゼンから対
応するo−又はp−フエニレンジアミンを連続的に製造
する方法については前記したような特開昭が知られてい
るにすぎないがそれらの方法はいずれも容積効率が悪い
という欠点がある。
(BIOS, 1147) Problems to be solved by the invention The method for continuously producing the corresponding o- or p-phenylenediamine from o- or p-dichlorobenzene using a copper catalyst is as described above. Although only Japanese Patent Laid-Open Publication No. Sho is known, all of these methods have the drawback of poor volume efficiency.

従って銅触媒を用いたo−又はp−ジクロルベンゼンか
ら対応するo−又はp−フエニレンジアミンを効率よく
連続生産する方法は未だ確立されていない。
Therefore, a method for efficiently and continuously producing the corresponding o- or p-phenylenediamine from o- or p-dichlorobenzene using a copper catalyst has not been established yet.

本発明者らは前記したような状況に鑑み銅化合物触媒
を用いてo−又はp−ジクロルベンゼンからo−又はp
−フエニレンジアミンを効率よく連続的に製造する方法
につき下記するような問題点を含め鋭意研究を行った。
ところで銅化合物触媒を用いてo−又はp−ジクロルベ
ンゼンからo−又はp−フエニレンジアミンを連続的に
製造するにあたり解決されるべき問題点は 効率のよい連続生産を行うに適した反応器の選択 反応器中において目づまりを起すような不均一系反応
の防止 連続生産に適した銅−アンモニア触媒の調製法及び使
用法 反応生成物からの効率のよい目的物の分離法 その他(反応条件、反応器の材質等) 等である。
In view of the above situation, the present inventors have used a copper compound catalyst to convert o- or p-dichlorobenzene into o- or p-dichlorobenzene.
-A thorough study was conducted on the method for efficiently and continuously producing phenylenediamine, including the following problems.
The problem to be solved in continuously producing o- or p-phenylenediamine from o- or p-dichlorobenzene using a copper compound catalyst is a reactor suitable for efficient continuous production. Selection of heterogeneous reaction that may cause clogging in the reactor Method for preparing and using copper-ammonia catalyst suitable for continuous production Method for efficient separation of target compound from reaction product Other (reaction conditions, Material of reactor, etc.)

問題点を解決する為の手段 本発明者らは前記したような問題点を一挙に解決する
方法として本発明の方法を提供する。
Means for Solving Problems The present inventors provide the method of the present invention as a method for solving the above-mentioned problems all at once.

即ち本発明はo−又はp−ジクロルベンゼンからo−又
はp−フエニレンジアミンを製造する方法において (1)流通管型反応器に銅化合物触媒を溶解したアンモ
ニア水溶液及びその融点以上に加熱せられたアンモニア
水溶液に対する溶解度以下の量のo−又はp−ジクロル
ベンゼンを供給してそれらのクロル基をアミノ基にかえ
る工程 (2)流通管型反応器から抜き出されたo−又はp−フ
エニレンジアミンを含む反応生成溶液に無機塩基を添加
しアンモニア及び低沸留分を留出せしめたのち残留物か
ら不溶性物質を除去し次いでアミンを用いてo−又はp
−フエニレンジアミンを抽出する工程 を含むことを特徴とするo−又はp−フエニレンジアミ
ンの連続製造法を提供する。
That is, the present invention relates to a method for producing o- or p-phenylenediamine from o- or p-dichlorobenzene. (1) An aqueous ammonia solution in which a copper compound catalyst is dissolved in a flow tube reactor and heating to a temperature above its melting point. A step of supplying an amount of o- or p-dichlorobenzene which is less than the solubility in the aqueous ammonia solution to change those chloro groups into amino groups (2) o- or p- extracted from the flow tube reactor An inorganic base was added to the reaction product solution containing phenylenediamine to distill off ammonia and low-boiling fractions, insoluble materials were removed from the residue, and then amine was used for o- or p-
-Providing a continuous process for producing o- or p-phenylenediamine, which comprises the step of extracting phenylenediamine.

本発明を具体的に説明する。 The present invention will be specifically described.

本発明においては反応器として流通管型反応器が用い
られる。流通管式反応器の構造については単管のコイル
状又はUチューブ状のものが容積効率が高いという理由
で好ましいが反応器の一部又は全部を多管式の反応器と
することもできる。
In the present invention, a flow tube type reactor is used as the reactor. Regarding the structure of the flow tube type reactor, a single tube coil type or U tube type is preferable because of its high volume efficiency, but a part or all of the reactor may be a multi-tube type reactor.

多管式の反応器の場合は多孔ノズルや衝突板を設けて容
積効率が下るのを防ぐのが望ましい。
In the case of a multi-tube reactor, it is desirable to provide a multi-hole nozzle or a collision plate to prevent the volumetric efficiency from decreasing.

流通管型反応器は高温高圧下、高い塩素イオン濃度に
さらされるのでそれらに十分耐えることが必要であり通
常使用材質としてはSUS304,SUS316等のステンレス鋼又
はチタンが使用される。殊にチタンが望ましい材質であ
る。
Since the flow tube type reactor is exposed to high chlorine ion concentration under high temperature and high pressure, it is necessary to sufficiently withstand them. Usually, stainless steel such as SUS304 and SUS316 or titanium is used as a material. In particular, titanium is the preferred material.

本発明の製造法においては不均一反応系を形成しない
ように原料の仕込み管、流通管型反応器等を含むすべて
の反応経路において原料、触媒、生成物等が均一な液状
を呈していることが必要である。触媒としては1価又は
2価の銅化合物をアンモニア水に溶解したものが用いら
れ銅化合物は反応系においては銅錯イオンとして存在し
ているものと考えられる。銅化合物としては酸化銅、水
酸化銅あるいは塩化銅、臭化銅等のハロゲン化銅が用い
られる。金属銅の使用も可能であるが金属銅の使用は溶
解速度の点から難がある。触媒は通常30〜50%のアンモ
ニア水にNH3/Cuのモル比が20〜200モルより好ましくは2
0〜100モル比となるように銅化合物を溶解して調製され
る。なお銅化合物としてハロゲン化第1銅を用いた場合
は空気と接触することによって第1銅イオンが酸化をう
け第2銅イオンとなり反応温度において沈澱を起すこと
があるので、第2銅イオンから第1銅イオンに還元する
に十分なヒドラジン又はヒドラジンヒドラートをあらか
じめ加えておくか又は少なくとも銅の酸化数に等モルの
ハロゲンイオンが存在する様にハロゲン化アンモニウム
(例えば塩化アンモニウム、臭化アンモニウム)を添加
しておくのがよい。本発明の製法においては使用ずみの
触媒は水酸化銅又は酸化銅の形で回収されるがこれらの
回収水酸化銅、酸化銅あるいは新しい水酸化銅、酸化銅
を用いる場合も少なくとも銅の酸化数に相当するハロゲ
ンイオンが存在する様に塩化アンモニウム、臭化アンモ
ニウム等のハロゲン化アンモニウムを加えるのが好まし
い。なお回収された水酸化銅、酸化銅を用いて触媒を調
製した場合は触媒調製後に不溶解物が含まれることがあ
るのでそのような時は使用前に過してそれらを除去し
ておくことが必要である。
In the production method of the present invention, the raw material, the catalyst, the product, etc. are in a uniform liquid state in all reaction paths including the raw material charging pipe and the flow pipe reactor so as not to form a heterogeneous reaction system. is necessary. A catalyst prepared by dissolving a monovalent or divalent copper compound in ammonia water is used, and it is considered that the copper compound exists as a copper complex ion in the reaction system. As the copper compound, copper oxide, copper hydroxide or copper halides such as copper chloride and copper bromide are used. Although it is possible to use metallic copper, it is difficult to use metallic copper in terms of dissolution rate. The catalyst usually has an NH 3 / Cu molar ratio of 20 to 200 mol, more preferably 2 to 30 to 50% ammonia water.
It is prepared by dissolving a copper compound in a molar ratio of 0 to 100. When cuprous halide is used as the copper compound, the cuprous ion may be oxidized to form cupric ion by contacting with air, which may cause precipitation at the reaction temperature. 1 Add sufficient hydrazine or hydrazine hydrate to reduce to copper ions, or add ammonium halide (eg ammonium chloride, ammonium bromide) so that at least equimolar halogen ions are present in the oxidation number of copper. It is better to add it. In the production method of the present invention, the used catalyst is recovered in the form of copper hydroxide or copper oxide, but when using these recovered copper hydroxide, copper oxide or new copper hydroxide, copper oxide, at least the oxidation number of copper It is preferable to add ammonium halides such as ammonium chloride and ammonium bromide so that halogen ions corresponding to If a catalyst is prepared using the recovered copper hydroxide or copper oxide, insoluble matter may be included after the catalyst preparation.In such a case, remove them before use. is necessary.

o−又はp−ジクロルベンゼンはそれらの融点以上に
加熱されて供給されるものである。
The o- or p-dichlorobenzene is supplied after being heated above its melting point.

反応温度におけるアンモニア水に対する溶解度以上にo
−又はp−ジクロルベンゼンが反応管に供給されるとo
−又はp−ジクロルベンゼンがオイル分離して均一反応
が損なわれるので反応温度におけるアンモニア水に対す
る溶解度以下のo−又はp−ジクロルベンゼンを供給す
ることが必要である。触媒を調製するに当り30〜50%の
アンモニア水を用いた場合NH3/o−又はp−ジクロルベ
ンゼンのモル比が12〜50になるようにo−又はp−ジク
ロルベンゼンを供給するのが好ましい。
More than solubility in ammonia water at reaction temperature o
-Or p-dichlorobenzene is fed to the reaction tube o
It is necessary to supply o- or p-dichlorobenzene whose solubility in ammonia water at the reaction temperature is lower than that of-or p-dichlorobenzene because it separates oil and impairs the homogeneous reaction. O- or p-dichlorobenzene is supplied so that the molar ratio of NH 3 / o- or p-dichlorobenzene is 12 to 50 when 30 to 50% aqueous ammonia is used for preparing the catalyst. Is preferred.

反応温度は通常180〜240℃より好ましくは200〜220℃
であり反応圧力は通常100〜200kg/cm2より好ましくは12
0〜180kg/cm2である。又原料、触媒、アンモニア水等の
流通管型反応器における平均滞留時間(反応器溶液
(l)を反応生成溶液(l/分)で除したもの)が30〜12
0分程度になるように反応装置、原料の仕込み量等を設
計あるいは設定するのが操作上好都合である。
The reaction temperature is usually 180 to 240 ° C, preferably 200 to 220 ° C.
The reaction pressure is usually 100 to 200 kg / cm 2 , preferably 12
It is 0 to 180 kg / cm 2 . The average residence time (reactor solution (l) divided by reaction product solution (l / min)) in the flow tube reactor for raw materials, catalyst, ammonia water, etc. is 30 to 12
It is convenient in operation to design or set the reaction apparatus, the charged amount of raw materials, etc. so that the time is about 0 minutes.

なお流通管型反応器における平均滞留時間他の反応条
件を変更することによってo−又はp−ジクロルベンゼ
ンの2個のアミノ化されるべき塩素のうちの1ケのみを
アミノ化したo−又はp−クロルアニリンの生成量を増
加せしめることも可能である。
It should be noted that the average residence time in the flow tube reactor was changed to change other reaction conditions such that only one of the two chlorines to be aminated of o- or p-dichlorobenzene was aminated. It is also possible to increase the production amount of p-chloraniline.

次に反応生成溶液から目的物のとり出し法につき説明
する。
Next, a method for taking out the target product from the reaction product solution will be described.

流通管型反応器における反応を終えた目的物他を含有
した反応生成溶液を連続的に抜出槽に抜出し反応生成液
中に存在する銅錯イオン、塩化アンモニウムを分解する
に足りる量又はそれ以上の無機塩基(例えばカセイカ
リ、カセイソーダ、水酸化マグネシウム等の水溶液が好
ましい)を連続的に加えて加熱しアンモニア、水、未反
応のo−又はp−ジクロルベンゼン、副生o−又はp−
クロルアニリン、副生アニリン等を留出させる。抜出槽
の圧力は大気圧でよいが0.3〜1.0kg/cm2に加圧すること
も出来る。加圧することはアンモニアの回収の為には不
利であるが抜出槽の温度を上げることが出来るため前記
のアンモニア、水、未反応のo−又はp−ジクロルベン
ゼン、副生物等の留去に要する時間を短くすることが出
来る。通常は70〜105℃で平均滞留時間が30〜100分にな
るように圧力、温度を調節するのが好ましい。
The reaction product solution containing the target substance and others after the reaction in the flow tube reactor is continuously withdrawn to the extraction tank, and copper complex ions present in the reaction product liquid, an amount sufficient to decompose ammonium chloride or more Inorganic base (for example, an aqueous solution of caustic potash, caustic soda, magnesium hydroxide, etc. is continuously added) and heated to ammonia, water, unreacted o- or p-dichlorobenzene, by-product o- or p-
Distill off chloraniline and by-product aniline. The pressure in the extraction tank may be atmospheric pressure, but can be increased to 0.3 to 1.0 kg / cm 2 . Pressurization is disadvantageous for the recovery of ammonia, but since the temperature of the extraction tank can be raised, the above-mentioned ammonia, water, unreacted o- or p-dichlorobenzene, and by-products are distilled off. You can shorten the time required for. Usually, it is preferable to adjust the pressure and temperature so that the average residence time is 30 to 100 minutes at 70 to 105 ° C.

次いで抜出槽より連続的に分離器(槽)に反応液を抜
出し過法、沈降分離法等によって析出した酸化銅、水
酸化銅を除去してo−又はp−フエニレンジアミンを含
む水溶液を得る。(なおここで分離された酸化銅、水酸
化銅は次回の触媒調製に再使用される。)なお前記した
反応器から抜出し以降の工程については所望により回分
式に実施することも出来る。
Then, the reaction solution is continuously withdrawn from the extraction tank into a separator (tank) to remove copper oxide and copper hydroxide deposited by a filtration method, a sedimentation separation method or the like to obtain an aqueous solution containing o- or p-phenylenediamine. obtain. (The copper oxide and the copper hydroxide separated here are reused for the next catalyst preparation.) Note that the steps after withdrawing from the reactor described above can be carried out batchwise if desired.

次にo−又はp−フエニレンジアミンを含む水溶液に
つき向流抽出器を用いて連続的に抽出するか、通常の槽
で回分式又は連続式に抽出を行って、水、抽出剤を留去
したのち通常の蒸留(減圧蒸留、真空フレーカー等を含
む)を行って高純度のo−又はp−フエニレンジアミン
をえる。
Next, the aqueous solution containing o- or p-phenylenediamine is continuously extracted using a countercurrent extractor, or extraction is carried out batchwise or continuously in an ordinary tank to remove water and the extractant. Then, ordinary distillation (including vacuum distillation, vacuum flaker, etc.) is performed to obtain highly pure o- or p-phenylenediamine.

抽出剤としてはo−トルイジン、o−クロルアニリン、
アニリン等のベンゼン系アミンが使用されうるがアニリ
ンの使用が殊によい結果を与える。抽出液の使用量は通
常被抽出液に対して15〜70%(重量比)抽出温度は40〜
100℃により好ましくは60〜80℃である。
As the extractant, o-toluidine, o-chloroaniline,
Benzene-based amines such as aniline can be used, but the use of aniline gives particularly good results. The amount of extract used is usually 15-70% (weight ratio) of the liquid to be extracted, and the extraction temperature is 40-
It is preferably 60 to 80 ° C, more preferably 100 ° C.

このようにして99.99%のo−又はp−フエニレンジ
アミンを得ることが出来る。なお前記した抽出液の留去
あるいはp−フエニレンジアミンの減圧蒸留の際には硫
化ナトリウムの様な還元剤の存在下に行うと目的物の熱
変質を抑えることができるので好都合である。又p−フ
エニレンジアミンを製造した場合には抽出液の釜残(蒸
留残渣)に4,4′−ジアミノジフエニルアミンが含まれ
るので必要によりこれを回収することも出来る。
In this way, 99.99% of o- or p-phenylenediamine can be obtained. When the above-mentioned extract is distilled off or p-phenylenediamine is distilled under reduced pressure, it is advantageous to carry out it in the presence of a reducing agent such as sodium sulfide, because the thermal alteration of the target substance can be suppressed. Further, when p-phenylenediamine is produced, 4,4'-diaminodiphenylamine is contained in the residue (distillation residue) of the extract, so that it can be recovered if necessary.

次に本発明の方法の実施態様をフロー図によって説明
する。(第1図を参照) 1はo−又はp−ジクロルベンゼンの貯蔵タンクであ
り(これはo−又はp−ジクロルベンゼンの融点以上に
加熱、保温されている)一定の流量で送液ポンプ3によ
って予熱器6に送り込まれる。融点以上200℃前後に加
熱されたアンモニア水溶液に対する溶解度以下の量のo
−又はp−ジクロルベンゼンは混合器8を経て流通管型
反応器9に供給される。一方2は触媒のアンモニア水溶
液の貯蔵タンクであり触媒のアンモニア水溶液は送液ポ
ンプ4によって一定流量で予熱器7に送りこまれここで
約150℃〜約200℃に加熱されたあと混合器8を経て流通
管型反応器9に供給される。混合器としてはラインミキ
サー、スタテイツクミキサーあるいはパイプにチタン、
ハステロイ製の玉や網を挿入したものであってもよく要
は融解したo−又はp−ジクロルベンゼンと触媒を溶解
したアンモニア水溶液が均一に混合されればよい。そし
て混合器で均一に混合された原料等の溶液は150〜205℃
に保持されて反応器に送り込まれる。(混合器は反応温
度より5〜20℃低目の温度に保つのが好ましい) 流通管型反応器で所定の平均滞留時間を経過したのち反
応生成物は抜出弁10を経て抜出槽11に排出せられる。流
通管型反応器における平均滞留時間は送液ポンプ3、同
4の供給量を調整することにより30〜120分にコントロ
ールされる。反応系に反応すべき原料等の溶液を送りこ
むと同時に圧力調整タンク5に窒素ガスを加圧下封入し
この封入窒素圧によって反応時の圧力が反応器内でのア
ンモニア水の自生圧以上(通常100〜200kg/cm2)に制御
される。又、圧力調整タンク5は急激な圧力上昇を防ぐ
働きもする。原料液、反応生成溶液の均一な液流れを保
証するには圧力調整タンク5の液面制御により、抜出弁
10を調整するのが好ましい。
Next, an embodiment of the method of the present invention will be described with reference to a flow chart. (See FIG. 1) 1 is a storage tank for o- or p-dichlorobenzene (which is heated and kept at a temperature higher than the melting point of o- or p-dichlorobenzene) It is sent to the preheater 6 by the pump 3. The amount of o is less than the solubility in an aqueous ammonia solution heated above the melting point and around 200 ° C.
-Or p-Dichlorobenzene is supplied to the flow tube reactor 9 through the mixer 8. On the other hand, 2 is a storage tank for the ammonia aqueous solution of the catalyst, and the ammonia aqueous solution of the catalyst is sent to the preheater 7 at a constant flow rate by the liquid feed pump 4, where it is heated to about 150 ° C. to about 200 ° C. and then passed through the mixer 8. It is supplied to the flow tube reactor 9. As a mixer, titanium in a line mixer, static mixer or pipe,
A Hastelloy ball or net may be inserted, and the essential point is that the melted o- or p-dichlorobenzene and the ammonia solution in which the catalyst is dissolved are uniformly mixed. And the solution of the raw materials, etc., which were uniformly mixed in the mixer, is 150-205 ℃.
And is sent to the reactor. (It is preferable to keep the temperature of the mixer 5 to 20 ° C. lower than the reaction temperature.) After a predetermined average residence time has passed in the flow tube type reactor, the reaction product passes through the extraction valve 10 and the extraction tank 11 Is discharged to. The average residence time in the flow tube reactor is controlled to 30 to 120 minutes by adjusting the supply amounts of the liquid feed pumps 3 and 4. At the same time when a solution such as a raw material to be reacted is fed into the reaction system, nitrogen gas is charged under pressure into the pressure adjusting tank 5, and the pressure at the time of reaction is higher than the autogenous pressure of the ammonia water in the reactor (usually 100 ~200kg / cm 2) it is controlled to. Further, the pressure adjusting tank 5 also has a function of preventing a rapid pressure increase. In order to guarantee a uniform liquid flow of the raw material liquid and the reaction product solution, the discharge valve is controlled by controlling the liquid level of the pressure adjustment tank 5.
It is preferable to adjust 10.

抜出槽11に導かれた反応生成溶液に無機塩基水溶液タン
ク12から所定量の無機塩基水溶液が送液ポンプ13を介し
て供給される。抜出槽を加熱してアンモニア、水、低沸
留分を留去する。
A predetermined amount of the inorganic base aqueous solution is supplied from the inorganic base aqueous solution tank 12 to the reaction product solution guided to the extraction tank 11 via the liquid sending pump 13. The extraction tank is heated to distill off ammonia, water and low boiling fractions.

留出分を凝縮器14を導きアンモニアガス吸収塔15でアン
モニアを回収する。一方アンモニア、水、低沸成分の除
去された反応液は不溶物分離器16に導かれて沈澱した酸
化銅、水酸化銅が回収せられる。不溶物の除去された反
応液は必要に応じジアミン貯蔵タンク17にたくわえられ
次いでポンプ18を介して向流抽出器19に送り込まれる。
抽出剤タンク20から送液ポンプ21を介して所定量のアニ
リンのようなアミン抽出剤が向流抽出器に送りこまれ
る。o−又はp−フエニレンジアミンを含有したアミン
抽出液はアニリン分離器22に導かれ低沸留分、抽出剤が
留去せられ次いで目的化合物(o−又はp−フエニレン
ジアミン)が減圧蒸留等により留出せしめられる。
The distillate is led to a condenser 14 and ammonia is recovered in an ammonia gas absorption tower 15. On the other hand, the reaction liquid from which ammonia, water and low boiling components have been removed is guided to the insoluble matter separator 16 and the precipitated copper oxide and copper hydroxide are recovered. The reaction liquid from which the insoluble matter has been removed is stored in a diamine storage tank 17 as necessary, and then sent to a countercurrent extractor 19 via a pump 18.
A predetermined amount of amine extractant such as aniline is sent from the extractant tank 20 to the countercurrent extractor via the liquid delivery pump 21. The amine extract containing o- or p-phenylenediamine is introduced into the aniline separator 22 to remove the low boiling fraction and the extractant, and then the target compound (o- or p-phenylenediamine) is distilled under reduced pressure. And so on.

本発明の製造法は反応のコントロールが容易なので目
づまりあるいは反応の暴走による危険がない、触媒をリ
サイクルして使用するので触媒の使用効率がたかい、え
られたo−又はp−フエニレンジアミンの純度がたか
い、製品当りの廃液、廃棄物が少ない等の多くの利点が
あり従来確立されていなかったo−又はp−ジクロルベ
ンゼンから対応するフエニレンジアミンを効率よく連続
製造する技術を確立したものでその工業的価値は極めて
大きい。
In the production method of the present invention, the control of the reaction is easy, so there is no risk of clogging or runaway of the reaction. Since the catalyst is recycled and used, the use efficiency of the catalyst is high, and the obtained o- or p-phenylenediamine Established a technology for efficient continuous production of corresponding phenylenediamine from o- or p-dichlorobenzene, which had many advantages such as high purity, waste liquid per product, and little waste. However, its industrial value is extremely large.

実施例 以下実施例によって本発明の方法を更に詳細に説明す
る。実施例中%はすべて重量%である。
EXAMPLES The method of the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. All percentages in the examples are weight percentages.

実施例1 本実施例は第1図に示される反応装置を用いて製造し
た。
Example 1 This example was produced using the reactor shown in FIG.

スタテイツクミキサー(第1図の8以下同じ)と内径
10mmφ及び20mmφのコイルからなる直列に接続した流通
管型反応器9(材質チタン、耐圧250kg/cm2、内容積30
l)に送液ポンプ3及び4により下記の均一に溶解され
たアンモニア溶液A及び100℃に加熱されたp−ジクロ
ルベンゼンを下記の仕込量で供給し、抜出弁10から反応
生成溶液を抜出槽11に抜き出した。反応系の圧力は150k
g/cm2であった。
Static mixer (same as 8 and below in Fig. 1) and inner diameter
Flow tube reactor 9 connected in series consisting of 10 mmφ and 20 mmφ coils (material titanium, pressure resistance 250 kg / cm 2 , internal volume 30
l) was fed with the following homogeneously dissolved ammonia solution A and p-dichlorobenzene heated to 100 ° C. by the feed pumps 3 and 4 at the following charging amounts, and the reaction product solution was extracted from the extraction valve 10. It was extracted into the extraction tank 11. Reaction system pressure is 150k
It was g / cm 2 .

なおそれぞれの送液ポンプの吐出側の予熱器6,7におい
て予熱を行い、混合器8で混合した際200〜205℃になる
様にした。又反応器は220℃に保った。全反応液比重は
0.7と推定され反応液の反応器における平均滞留時間は6
0分であった。反応器出口での反応液中の生成物の組成
は以下に示される。
The preheaters 6 and 7 on the discharge side of the respective liquid feed pumps were preheated to 200 to 205 ° C. when mixed in the mixer 8. The reactor was kept at 220 ° C. Specific gravity of all reaction solutions
It is estimated to be 0.7 and the average residence time of the reaction solution in the reactor is 6
It was 0 minutes. The composition of the product in the reaction liquid at the reactor outlet is shown below.

P−ジクロルベンゼン 0.025kg/hr P−クロルアニリン 0.158 P−フエニレンジアミン 1.895 アニリン 0.058 4,4′−ジアミノジフエニルアミン 0.124 p−アミノフエノール他 0.065 反応液を抜出槽11に抜き出すと同時に28%NaOH水溶液1
0.25kg/hrを加え100℃に加熱し留出してくるアンモン水
他を除去した。缶液は21.77kg/hr(2.7%アンモニア水1
5.27kg/hrを含む)で抜出槽11での平均滞留時間約1時
間であった。抜出槽に続く過器16で水酸化銅、酸化銅
を回収した後、反応液を保温付の貯蔵タンク17に65℃
で1時ストックした。全反応液中のp−フエニレンジ
アミン濃度は8.9%であった。次いでこの反応液を向
流抽出器19に導きp−フエニレンジアミン含有反応液
とアニリンの比が2:1になる様に上段から94kg/hrの反応
液、下段からアニリンを向流接触させた。向流抽出装
置は多孔板塔、塔径100mmφ塔高5mである。抽出は60〜6
5℃であった。抽出相には14.4%のp−フエニレンジア
ミン0.14%のp−クロルアニリンが含まれていた。又p
−ジクロルベンゼン及びp−アミノフエノールは含まれ
ていなかった。
P-dichlorobenzene 0.025kg / hr P-chloroaniline 0.158 P-phenylenediamine 1.895 aniline 0.058 4,4'-diaminodiphenylamine 0.124 p-aminophenol etc. % NaOH aqueous solution 1
0.25 kg / hr was added and the mixture was heated to 100 ° C. to remove ammon water and the like distilled out. 21.77 kg / hr (2.7% ammonia water 1
(Including 5.27 kg / hr), the average residence time in the extraction tank 11 was about 1 hour. After collecting the copper hydroxide and copper oxide in the reactor 16 following the extraction tank, the reaction liquid is stored in a storage tank 17 with heat insulation at 65 ° C.
It was stocked at 1 o'clock. The p-phenylenediamine concentration in all reaction solutions was 8.9%. Then, this reaction solution was introduced into a countercurrent extractor 19 and the reaction solution containing 94 kg / hr from the upper stage and the aniline from the lower stage were countercurrently contacted so that the ratio of the p-phenylenediamine-containing reaction solution and the aniline was 2: 1. . The countercurrent extraction device is a perforated plate tower, the tower diameter is 100 mm and the tower height is 5 m. Extraction is 60 ~ 6
It was 5 ° C. The extraction phase contained 14.4% p-phenylenediamine 0.14% p-chloroaniline. Again p
-Dichlorobenzene and p-aminophenol were not included.

抽出液は更に公知の蒸留法により低沸分としてのアニリ
ン、水、p−クロルアニリンを回収除去した後減圧蒸留
して99.99%のp−フエニレンジアミンを得ることが出
来た。なお蒸留の際に硫化ナトリウムの様な還元剤を加
えると熱変質を抑える上で効果的であった。
The extract was further subjected to a known distillation method to recover and remove aniline, water and p-chloroaniline as low-boiling components and then distilled under reduced pressure to obtain 99.99% p-phenylenediamine. Note that adding a reducing agent such as sodium sulfide during distillation was effective in suppressing thermal deterioration.

なお抜出槽より留出したアンモニア水は63%濃度であ
り水を追加して吸収し、軽留分を併せて次のp−フエニ
レンジアミンの反応に使用した。又分離した回収銅も同
様に次回に使用した。
The ammonia water distilled from the extraction tank had a concentration of 63% and was additionally absorbed with water. The light fraction was also used for the next reaction of p-phenylenediamine. The separated copper was also used next time.

実施例2 実施例1と同じ装置において下記の均一に溶解したア
ンモニア水溶液B及びo−ジクロルベンゼンを供給し、
180kg/cm2、220℃にて反応させた。
Example 2 In the same apparatus as in Example 1, the following homogeneously dissolved aqueous ammonia solution B and o-dichlorobenzene were fed,
The reaction was carried out at 180 kg / cm 2 and 220 ° C.

全反応液比重は0.7と推定され平均滞留時間は100分であ
った。
The specific gravity of the whole reaction solution was estimated to be 0.7, and the average residence time was 100 minutes.

反応管出口での生成物の組成は以下に示される。The composition of the product at the outlet of the reaction tube is shown below.

o−ジクロルベンゼン 0.044kg/hr o−クロルアニリン 0.275 〃 o−フエニレンジアミン 0.953 〃 アニリン 0.130 〃 クロルベンゼン 0.010 〃 抜出槽に23%カセイカリ水溶液11.938kg/hrを加え105℃
に加熱した。留出したアンモニア水及び軽留分は併せて
12.117kg/hrであり30%アンモニア水とオイルが分離し
ていた。オイルはo−クロルアニリン61%o−ジクロル
ベンゼン24%の組成で0.166kg/hr生成した。缶液は11.4
3kg/hrでアンモニア濃度は1%であった。缶液を過し
て0.252kg/hrの酸化第一銅を回収した。(液は淡黄
色)更に液に15%硫化ソーダ水溶液を0.174kg/hrを添
加し、残留銅を硫化物として沈澱させた。液はジアミ
ン貯蔵タンク17に集めて窒素シール下保温した。全液
中のo−フエニレンジアミンは8%であった。実施例1
と同様に反応液108kg/hrに対し53kg/hrでアニリンを
供給し60℃にて向流抽出を行った。抽出相には13.5%の
o−フエニレンジアミンが含まれていて、o−クロルア
ニリンは検出できなかった。
o-Dichlorobenzene 0.044 kg / hr o-Chloraniline 0.275 〃 o-Phenylenediamine 0.953 〃 Aniline 0.130 〃 Chlorbenzene 0.010 〃 Add 23% caustic potash aqueous solution 11.938 kg / hr to the extraction tank at 105 ° C.
Heated to. Distilled ammonia water and light fraction together
It was 12.117 kg / hr, and 30% ammonia water and oil were separated. The oil produced was 0.166 kg / hr with a composition of 61% o-chloroaniline and 24% o-dichlorobenzene. 11.4
The ammonia concentration was 1% at 3 kg / hr. After passing through the bottom solution, 0.252 kg / hr of cuprous oxide was recovered. (Liquid is pale yellow) Further, 0.174 kg / hr of 15% sodium sulfide aqueous solution was added to the liquid to precipitate residual copper as sulfide. The liquid was collected in a diamine storage tank 17 and kept warm under a nitrogen blanket. The content of o-phenylenediamine in all the solutions was 8%. Example 1
Similarly to the above, aniline was supplied at a rate of 53 kg / hr to 108 kg / hr of the reaction solution, and countercurrent extraction was performed at 60 ° C. The extraction phase contained 13.5% o-phenylenediamine and no o-chloroaniline could be detected.

アニリン抽出液に更に硫化ソーダを加えて公知の方法に
よりアニリンを留去し真空フレーキングすることによっ
て99.99%のo−フエニレンジアミンを得ることができ
た。
99.99% of o-phenylenediamine could be obtained by adding sodium sulfide to the aniline extract and distilling off aniline by a known method followed by vacuum flaking.

実施例3 50ccのオートクレーブ(混合用オートクレーブSUS316
耐圧200kg/cm2)の出口から内径3φの流通管型反応器
(SUS316耐圧300kg/cm2、内容積287ml)につながる反応
器の出口に圧力放出弁を備えた反応装置に、100kg/cm2
の圧力で定量ポンプを用いて室温で均一に溶解されアン
モニア水溶液Cと、100℃に加熱溶解されたp−ジクロ
ルベンゼンを各々下記の仕込量で供給し反応を行った。
Example 3 50cc autoclave (mixing autoclave SUS316
100 kg / cm 2 in a reactor equipped with a pressure release valve at the outlet of a reactor connected to a flow tube type reactor with an inner diameter of 3φ (SUS316 pressure resistance 300 kg / cm 2 , internal volume 287 ml) from the outlet of 200 kg / cm 2 )
Aqueous ammonia solution C, which was uniformly dissolved at room temperature under a pressure of 1, and p-dichlorobenzene which had been heated and dissolved at 100 ° C., were supplied at the following charging amounts to carry out the reaction.

この条件下では195〜200℃で均一になるので混合用オー
トクレーブは200〜205℃に設定し流通管型反応器は220
℃に保った。全反応液の比重は0.7と推定され平均滞留
時間は約100分であった。反応生成液は以下の組成であ
った。
Under these conditions, the temperature will be uniform at 195 to 200 ° C, so the mixing autoclave is set to 200 to 205 ° C and the flow tube reactor is set to 220
It was kept at ℃. The specific gravity of all reaction solutions was estimated to be 0.7, and the average residence time was about 100 minutes. The reaction product liquid had the following composition.

p−ジクロルベンゼン トレース(%) p−クロルアニリン 0.7 p−フエニレンジアミン 86.1 アニリン 2.9 ジアミノジフエニルアミン 5.8 p−アミノフエノール他 4.5 この反応生成液につき実施例2と同様の処理を施して9
9.99%のp−フエニレンジアミンを得た。
p-Dichlorobenzene trace (%) p-chloroaniline 0.7 p-phenylenediamine 86.1 aniline 2.9 diaminodiphenylamine 5.8 p-aminophenol and others 4.5 This reaction solution was treated in the same manner as in Example 2 9
9.99% p-phenylenediamine was obtained.

発明の効果 o−又はp−ジクロルベンゼンから効率よく高純度の
o−又はp−フエニレンジアミンを連続的に製造するこ
とが可能になった。
Effects of the Invention It has become possible to efficiently produce highly pure o- or p-phenylenediamine continuously from o- or p-dichlorobenzene.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の製法によってo−又はp−ジクロルベ
ンゼンからo−又はp−フエニレンジアミンを連続的に
製造する為の反応装置の一例である。第1図において=
で示されるライン及び二重のワクで囲まれた部分は高圧
部であることを示す。 第1図において 1;o−又はp−ジクロルベンゼンタンク 2;触媒のアンモニア溶液タンク 3,4;送液ポンプ 5;圧力調整タンク、6,7;予熱器 8;混合器、9;流通管型反応器 10;抜出弁、11;抜出槽 12;無機塩基水溶液タンク、13;送液ポンプ 14;凝縮器、15;アンモニアガス吸収器 16;不溶物分離器 17;ジアミン貯蔵タンク(ストツクタンク) 18;送液ポンプ、19;向流抽出器 20;抽出剤タンク、21;送液ポンプ 22;抽出剤分離用蒸留器 をそれぞれ示す。
FIG. 1 shows an example of a reaction apparatus for continuously producing o- or p-phenylenediamine from o- or p-dichlorobenzene by the production method of the present invention. In Fig. 1 =
The line indicated by and the part surrounded by double lines are high voltage parts. In FIG. 1, 1; o- or p-dichlorobenzene tank 2; catalyst ammonia solution tank 3, 4; liquid feed pump 5; pressure adjusting tank, 6, 7; preheater 8; mixer, 9; flow pipe Type reactor 10; withdrawal valve, 11; withdrawal tank 12; inorganic base aqueous solution tank, 13; liquid feed pump 14; condenser, 15; ammonia gas absorber 16; insoluble matter separator 17; diamine storage tank (stock tank ) 18: Liquid feed pump, 19; Countercurrent extractor 20; Extractant tank, 21; Liquid feed pump 22; Distiller for separating extractant, respectively.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−94946(JP,A) 特開 昭50−100028(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-60-94946 (JP, A) JP-A-50-100028 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】o−又はp−ジクロルベンゼンからo−又
はp−フェニレンジアミンを製造する方法において (1)流通管型反応器に銅化合物触媒を溶解したアンモ
ニア水溶液及びその融点以上に加熱せられたアンモニア
水溶液に対する溶解度以下の量のo−又はp−ジクロル
ベンゼンを供給してそれらのクロル基をアミノ基にかえ
る工程 (2)流通管型反応器から抜き出されたo−又はp−フ
ェニレンジアミンを含む反応生成溶液に無機塩基を添加
しアンモニア及び低沸留分を留出せしめたのち残留物か
ら不溶性物質を除去し次いでアミンを用いてo−又はp
−フェニレンジアミンを抽出する工程 を含むことを特徴とするo−又はp−フェニレンジアミ
ンの連続製造法
1. A method for producing o- or p-phenylenediamine from o- or p-dichlorobenzene (1) Aqueous ammonia solution in which a copper compound catalyst is dissolved in a flow tube reactor and heating above the melting point thereof. A step of supplying an amount of o- or p-dichlorobenzene which is less than the solubility in the aqueous ammonia solution to change those chloro groups into amino groups (2) o- or p- extracted from the flow tube reactor An inorganic base was added to the reaction product solution containing phenylenediamine to distill off ammonia and low-boiling fractions, then insoluble materials were removed from the residue, and then amine was used for o- or p-
-Continuous production method of o- or p-phenylenediamine, comprising the step of extracting phenylenediamine
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