專(zhuān)利名稱(chēng)：液相連續(xù)加氫法生產(chǎn)對(duì)苯二胺的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)苯二胺的生產(chǎn)方法及裝置，特別是液相連續(xù)加氫法生產(chǎn)對(duì)苯二胺的方法及裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)苯二胺是最簡(jiǎn)單的芳香二胺之一，也是一種有廣泛應(yīng)用的中間體，可用于制取偶氮染料，高分子聚合物，也可用于生產(chǎn)毛皮染色劑，橡膠防老劑和照片顯影劑，另外對(duì)苯二胺還是常用的檢驗(yàn)鐵和銅的靈敏試劑。對(duì)苯二胺是極為重要的染料中間體，主要用于芳綸、偶氮染料、硫化染料、酸性染料等。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)對(duì)苯二胺的主要生產(chǎn)工藝是以對(duì)硝基苯胺為原料，由鐵粉還原而得。該法的缺點(diǎn)是產(chǎn)品收率低，總收率小于85% ；環(huán)境污染嚴(yán)重，生成的鐵泥難處理；操作環(huán)境差。國(guó)內(nèi)也有催化加氫法生產(chǎn)對(duì)苯二胺的報(bào)道，但是都采用間歇法生產(chǎn)，間歇法設(shè)備生產(chǎn)能力低，操作勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)過(guò)程中需要對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行氫氣置換，氫氣消耗高，安全性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種液相連續(xù)加氫法生產(chǎn)對(duì)苯二胺的方法及裝置，該方法及裝置具有成本低、收率高、安全性好且環(huán)境友好的特點(diǎn)，解決現(xiàn)有工藝中存在的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是該對(duì)苯二胺的生產(chǎn)方法的反應(yīng)在串聯(lián)的一級(jí)和二級(jí)加氫反應(yīng)釜中進(jìn)行，包括以下步驟首先，在一級(jí)和二級(jí)加氫反應(yīng)釜中分別加入相當(dāng)于反應(yīng)釜體積50-70%的甲醇，再分別加入相當(dāng)于上述甲醇重量0. 5-1. 5%的催化劑，在攪拌狀態(tài)下同時(shí)向一級(jí)和二級(jí)加氫反應(yīng)釜連續(xù)通入氫氣；其次，當(dāng)一級(jí)和二級(jí)加氫反應(yīng)釜中達(dá)到一定的壓力后，向一級(jí)加氫反應(yīng)釜中連續(xù)加入甲醇和對(duì)硝基苯胺，繼續(xù)保持一級(jí)和二級(jí)加氫反應(yīng)釜在上述壓力下，同時(shí)由一級(jí)加氫反應(yīng)釜向二級(jí)加氫反應(yīng)釜出料且由二級(jí)加氫反應(yīng)釜連續(xù)出料；然后，二級(jí)加氫反應(yīng)釜出來(lái)的反應(yīng)液經(jīng)過(guò)沉降槽回收催化劑，催化劑套用；最后，回收催化劑后的反應(yīng)液通過(guò)精餾脫除溶劑甲醇和水得到對(duì)苯二胺成品。其中，向一級(jí)加氫反應(yīng)釜連續(xù)加入甲醇和對(duì)硝基苯胺過(guò)程中，甲醇與對(duì)硝基苯胺進(jìn)料的體積比為1.7-12 :1。其中，向一級(jí)加氫反應(yīng)釜中連續(xù)加入甲醇的速度是以甲醇通過(guò)一級(jí)加氫反應(yīng)釜的停留時(shí)間在3. 6-15. 5小時(shí)計(jì)。其中，反應(yīng)溫度控制在90_120°C。其中，通入氫氣的速度是以保證一級(jí)和二級(jí)加氫反應(yīng)釜的反應(yīng)壓力控制在 1. 3-2. 5ΜΙ^ 計(jì)。其中，反應(yīng)采用鎳系催化劑。其中，本發(fā)明的生產(chǎn)裝置包括對(duì)硝基苯胺儲(chǔ)槽、甲醇儲(chǔ)槽、一級(jí)加氫反應(yīng)釜、二級(jí)加氫反應(yīng)釜、出料液位控制罐、催化劑沉降槽、溶劑和精餾塔，一級(jí)加氫反應(yīng)釜串聯(lián)二級(jí)加氫反應(yīng)釜，在一級(jí)加氫反應(yīng)釜上分別通過(guò)管道經(jīng)計(jì)量泵連接對(duì)硝基苯胺儲(chǔ)槽和甲醇儲(chǔ)槽， 一、二級(jí)加氫反應(yīng)釜上設(shè)氫氣進(jìn)口，二級(jí)加氫反應(yīng)釜的出料口經(jīng)管道連通出料液控制罐，出料液控制罐通過(guò)管道連通兩只催化劑沉降槽，催化劑沉降槽的出料口經(jīng)管道連通精鎦塔。其中，在一、二級(jí)加氫反應(yīng)釜上分別通過(guò)管道經(jīng)球閥連接催化劑補(bǔ)加罐。其中，一、二級(jí)加氫反應(yīng)釜由下封頭、上封頭和直筒組成，在直筒的上下分別焊接上封頭、下封頭構(gòu)成反應(yīng)釜，在下封頭的底部設(shè)放凈口，在直筒內(nèi)安裝導(dǎo)流筒，導(dǎo)流筒和直筒之間的環(huán)隙安裝換熱盤(pán)管，在直筒的筒壁上設(shè)冷卻水進(jìn)口、冷卻水出口和出料口，在上封頭上設(shè)對(duì)硝基苯胺進(jìn)料口、甲醇進(jìn)口、氫氣進(jìn)口、溫度計(jì)口、壓力表口和催化劑補(bǔ)加口，在上封頭的頂部通過(guò)法蘭安裝攪拌槳，攪拌漿的葉輪位于導(dǎo)流筒內(nèi)。其中，在上封頭上設(shè)人孔、視鏡口和安全閥口。其中，在下封頭上設(shè)溫度計(jì)口。其中，導(dǎo)流筒的截面積為Si，導(dǎo)流筒和直筒之間的環(huán)隙的有效截面積為S2，S2為 Sl 的 1-1. 5 倍。其中，導(dǎo)流筒的上端比換熱盤(pán)管的最上層高出5-lOcm，導(dǎo)流筒的下端與換熱盤(pán)管的最下層對(duì)齊，導(dǎo)流筒的下端不低于直筒的下端面。其中，在導(dǎo)流筒內(nèi)的攪拌槳的葉輪的直徑為導(dǎo)流筒直徑的30-70%。其中，在出料口一側(cè)的直筒的內(nèi)側(cè)設(shè)有出料堰，出料堰的上部密閉，出料堰的下部與反應(yīng)釜內(nèi)部連通，出料堰的下部到導(dǎo)流筒下端的距離不小于導(dǎo)流筒高度的四分之一。其中，出料液控制罐上安裝雙法蘭差壓液位計(jì)測(cè)量控制罐的液位，從而間接控制二級(jí)加氫釜的液位。其中，催化劑沉降槽由上部直筒和下部錐體構(gòu)成，在直筒的下端側(cè)面設(shè)有出料口， 出料口在滿足設(shè)備加工條件的前提下盡量靠近直筒的下部，催化劑沉降槽的錐體的錐角小于90度，在錐體的底部設(shè)催化劑回收口。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、芳香硝基化合物的硝基在催化劑作用下被氫氣還原為氨基，反應(yīng)的溫度、壓力較低，設(shè)備造價(jià)低；2、采用甲醇做溶劑，增加催化劑、氫氣、硝基化合物的接觸機(jī)會(huì)，溶劑價(jià)格便宜、供應(yīng)充足；3、根據(jù)還原反應(yīng)的反應(yīng)速度得到反應(yīng)停留時(shí)間，由反應(yīng)停留時(shí)間確定進(jìn)料速度，從反應(yīng)停留時(shí)間可知，設(shè)備操作彈性大；4、產(chǎn)品收率高，以對(duì)硝基苯胺計(jì)，總收率大于95% ；5、連續(xù)生產(chǎn)，勞動(dòng)強(qiáng)度??；6、清潔生產(chǎn)，大大降低了鐵粉還原法的環(huán)境污染；7、連續(xù)化生產(chǎn)，系統(tǒng)內(nèi)對(duì)硝基苯胺總含量低，避免了間歇法系統(tǒng)中物料總量大的缺點(diǎn)，不需要在生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行多次氫氣置換，做到本質(zhì)安全；8、出料液控制罐上安裝雙法蘭差壓液位計(jì)測(cè)量控制罐的液位，從而間接控制二級(jí)加氫釜的液位；如果二級(jí)加氫釜出料時(shí)的液位在出料口的一半或出料口的下沿時(shí)，容易導(dǎo)致釜內(nèi)氫氣進(jìn)入后續(xù)系統(tǒng)，既造成浪費(fèi)也存在安全隱患，為了保證出料時(shí)，二級(jí)加氫釜中的液位在出料口之上需要對(duì)二級(jí)加氫釜進(jìn)行液位控制；在二級(jí)加氫釜中，由于攪拌的作用還有大量的氫氣通入釜內(nèi)液體，加氫釜的液位很難測(cè)定，出料液控制罐與二級(jí)加氫釜相連，釜中液位高于二級(jí)加氫釜與出料液控制罐之間的連接管，這樣，出料液控制罐的液面相對(duì)穩(wěn)定，易于測(cè)定；出料時(shí)，控制出料液控制罐的液位在二級(jí)加氫釜與出料液控制罐的連接管的上面，保證氫氣不會(huì)進(jìn)入后面的系統(tǒng)。


圖1為本發(fā)明的生產(chǎn)裝置方框示意圖。圖2為加氫反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2的俯視圖。圖4為催化劑沉降槽的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1對(duì)硝基苯胺儲(chǔ)槽，2計(jì)量泵，3甲醇儲(chǔ)槽，4計(jì)量泵，5 —級(jí)加氫反應(yīng)釜， 6 一級(jí)球閥，7 —級(jí)催化劑補(bǔ)加罐，8 二級(jí)加氫反應(yīng)釜，9 二級(jí)球閥，10 二級(jí)催化劑補(bǔ)加罐， 11出料液控制罐，12催化劑沉降槽，13催化劑沉降槽，14精鎦塔，15放凈口，16下封頭， 17下封頭溫度計(jì)口，18導(dǎo)流筒，19換熱盤(pán)管，20直筒，21冷卻水進(jìn)口，22上封頭，23對(duì)硝基苯胺進(jìn)料口，24法蘭，25氫氣進(jìn)口，26冷卻水出口，27出料口，28出料堰，29視鏡口，30人孔，31甲醇進(jìn)料口，32視鏡口，33上封頭溫度計(jì)口，34壓力表口，35催化劑補(bǔ)加口，36安全閥口 37攪拌器，38沉降槽出料口，39催化劑回收口。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體的實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)地描述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)例只是為了舉例說(shuō)明本發(fā)明，而非以任何方式限制本發(fā)明的范圍。為了敘述簡(jiǎn)便，本發(fā)明的說(shuō)明中略去了管道上常規(guī)的閥門(mén)、儲(chǔ)槽上常規(guī)的管口、人孔、儀表接口、支座等附件，本行業(yè)的一般技術(shù)人員即可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。本行業(yè)的普通技術(shù)人員可以作出許多變型和改進(jìn)，例如改變進(jìn)料計(jì)量方式，對(duì)反應(yīng)釜的管口進(jìn)行調(diào)整，增加反應(yīng)釜的數(shù)量，所有這些變型、調(diào)整、改進(jìn)都應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。如圖1-4所示，本發(fā)明的生產(chǎn)裝置包括對(duì)硝基苯胺儲(chǔ)槽1、甲醇儲(chǔ)槽3、一級(jí)加氫反應(yīng)釜5、二級(jí)加氫反應(yīng)釜8、出料液控制罐11、催化劑沉降槽12、13和精鎦塔14，一級(jí)加氫反應(yīng)釜5串聯(lián)二級(jí)加氫反應(yīng)釜8，在一級(jí)加氫反應(yīng)釜5上分別通過(guò)管道經(jīng)計(jì)量泵2、4連接對(duì)硝基苯胺儲(chǔ)槽1和甲醇儲(chǔ)槽3，一、二級(jí)加氫反應(yīng)釜5、8上設(shè)氫氣進(jìn)口，二級(jí)加氫反應(yīng)釜的出料口經(jīng)管道連通出料液控制罐11，出料液控制罐11通過(guò)管道連通兩只催化劑沉降槽12、13， 催化劑沉降槽的出料口經(jīng)管道連通精鎦塔14。其中，在一、二級(jí)加氫反應(yīng)釜5、8上分別通過(guò)管道經(jīng)一級(jí)球閥6、二級(jí)環(huán)閥9連接一級(jí)催化劑補(bǔ)加罐7、二級(jí)催化劑補(bǔ)加罐10。其中，一、二級(jí)加氫反應(yīng)釜由下封頭16、上封頭22和直筒19組成，在直筒19的上下分別焊接上封頭22、下封頭16構(gòu)成反應(yīng)釜，在下封頭16的底部設(shè)放凈口 15，在直筒19 內(nèi)安裝導(dǎo)流筒18，導(dǎo)流筒18和直筒19之間的環(huán)隙安裝換熱盤(pán)管20，在直筒19的筒壁上設(shè)冷卻水進(jìn)口 21、冷卻水出口沈和出料口 27，在上封頭22上設(shè)對(duì)硝基苯胺進(jìn)料口 23、甲醇進(jìn)口 31、氫氣進(jìn)口 25、溫度計(jì)口 33、壓力表口 34和催化劑補(bǔ)加口 35，在上封頭22的頂部通過(guò)法蘭M安裝攪拌槳37，攪拌漿37的葉輪位于導(dǎo)流筒18內(nèi)。其中，在上封頭22上設(shè)人孔30、視鏡口 29、32和安全閥口 36。其中，在下封頭I6上設(shè)溫度計(jì)口 17。其中，導(dǎo)流筒18的截面積為Si，導(dǎo)流筒18和直筒19之間的環(huán)隙的有效截面積為 S2, S2 為 Sl 的 1-1. 5 倍。其中，導(dǎo)流筒18的上端比換熱盤(pán)管20的最上層高出5-lOcm，導(dǎo)流筒18的下端與換熱盤(pán)管20的最下層對(duì)齊，導(dǎo)流筒18的下端不低于直筒19的下端面。其中，在導(dǎo)流筒18內(nèi)的攪拌槳37的葉輪的直徑為導(dǎo)流筒直徑的30-70%。其中，在出料口 27—側(cè)的直筒19的內(nèi)側(cè)設(shè)有出料堰觀，出料堰觀的上部密閉，出料堰28的下部與反應(yīng)釜內(nèi)部連通，出料堰28的下部到導(dǎo)流筒18下端的距離不小于導(dǎo)流筒高度的四分之一。其中，催化劑沉降槽由上部直筒和下部錐體構(gòu)成，在直筒的下端側(cè)面設(shè)有沉降槽出料口 38，沉降槽出料口 38在滿足設(shè)備加工條件的前提下盡量靠近直筒的下部，催化劑沉降槽的錐體的錐角小于90度，在錐體的底部設(shè)催化劑回收口 39。其中，出料液控制罐11上安裝雙法蘭差壓液位計(jì)。實(shí)施例1 依以下步驟生產(chǎn)對(duì)苯二胺
(1)在一級(jí)加氫反應(yīng)釜5和二級(jí)加氫反應(yīng)釜8中，先分別加入相當(dāng)于反應(yīng)釜全容積50% 的甲醇，再加入相當(dāng)于上述甲醇重量1. 5%的鎳催化劑；
(2)開(kāi)啟換熱盤(pán)管的冷卻水，保持反應(yīng)溫度在90°C；
(3)在攪拌狀態(tài)下于90°C時(shí)，向一級(jí)加氫反應(yīng)釜5和二級(jí)加氫反應(yīng)釜8內(nèi)連續(xù)通入氫氣；通入氫氣的速度以保證一級(jí)加氫反應(yīng)釜5和二級(jí)加氫反應(yīng)釜8內(nèi)的壓力保持在
1.3MPa ；
(4)當(dāng)釜內(nèi)氫氣壓力達(dá)到1.3MPa時(shí)，向一級(jí)加氫反應(yīng)釜5內(nèi)連續(xù)加入甲醇和對(duì)硝基苯胺，加入甲醇的速度以甲醇通過(guò)一級(jí)加氫反應(yīng)釜5的停留時(shí)間為15. 5計(jì)，甲醇與對(duì)硝基苯胺進(jìn)料的體積比為1.7:1;
(5)在實(shí)施步驟(2)、(3)、(4)的同時(shí)，由一級(jí)加氫反應(yīng)釜5的出料口向二級(jí)加氫反應(yīng)釜8內(nèi)出料，也同時(shí)由二級(jí)加氫反應(yīng)釜8的出料口向催化劑沉降槽12內(nèi)出料，當(dāng)催化劑沉降槽12裝滿時(shí)，由二級(jí)加氫反應(yīng)釜8的出料口向催化劑沉降槽13出料；
(6)催化劑沉降槽內(nèi)的物料沉降4小時(shí)后，由催化劑沉降槽的出料口38向后續(xù)精餾塔 14出料，催化劑沉降槽沉降5批次后，由催化劑沉降槽的催化劑回收口回收催化劑供步驟 (1)使用，二級(jí)加氫反應(yīng)釜8向催化劑沉降槽12、13的出料交替進(jìn)行；
(7)當(dāng)一級(jí)加氫反應(yīng)釜5或二級(jí)加氫8內(nèi)吸氫氣速度減慢時(shí)，通過(guò)催化劑補(bǔ)加罐7、10 向一級(jí)加氫反應(yīng)釜5或二級(jí)加氫反應(yīng)釜8內(nèi)補(bǔ)加催化劑，每次補(bǔ)加的催化劑量為催化劑初始投加量的1- ；
(8)通過(guò)精餾塔14脫除反應(yīng)液中的溶劑甲醇和水得到對(duì)苯二胺成品；對(duì)苯二胺質(zhì)量含量99. 9%，以對(duì)硝基苯胺計(jì)的收率為96. 5%。實(shí)施例2 依以下步驟生產(chǎn)對(duì)苯二胺
(1)在一級(jí)加氫反應(yīng)釜5和二級(jí)加氫反應(yīng)釜8中，先分別加入相當(dāng)于反應(yīng)釜全容積60% 的甲醇，再加入相當(dāng)于上述甲醇重量1%的鎳系催化劑；
(2)開(kāi)啟換熱盤(pán)管的冷卻水，保持反應(yīng)溫度在100°C；
(3)在攪拌狀態(tài)下于100°C時(shí)，向一級(jí)加氫反應(yīng)釜5和二級(jí)加氫反應(yīng)釜8內(nèi)連續(xù)通入氫氣；通入氫氣的速度以保證一級(jí)加氫反應(yīng)釜5和二級(jí)加氫反應(yīng)釜8內(nèi)的壓力保持在
2.OMPa ；
(4)當(dāng)釜內(nèi)氫氣壓力達(dá)到2.OMPa時(shí)，向一級(jí)加氫反應(yīng)釜5內(nèi)連續(xù)加入甲醇和對(duì)硝基苯胺，加入甲醇的速度以甲醇通過(guò)一級(jí)加氫反應(yīng)釜的停留時(shí)間在10小時(shí)計(jì)，甲醇與對(duì)硝基苯胺進(jìn)料的體積比為5:1;
(5)在實(shí)施步驟(2)、(3)、(4)的同時(shí)，由一級(jí)加氫反應(yīng)釜5的出料口向二級(jí)加氫反應(yīng)釜8內(nèi)出料，也同時(shí)由二級(jí)加氫反應(yīng)釜8的出料口向催化劑沉降槽12內(nèi)出料，當(dāng)催化劑沉降槽12裝滿時(shí)，由二級(jí)加氫反應(yīng)釜8的出料口向催化劑沉降槽13出料；
(6)催化劑沉降槽內(nèi)的物料沉降4小時(shí)后，由催化劑沉降槽的出料口38向后續(xù)精餾塔 14出料，催化劑沉降槽沉降5批次后，由催化劑沉降槽的催化劑回收口回收催化劑供步驟 (1)使用，二級(jí)加氫反應(yīng)釜8向催化劑沉降槽12、13的出料交替進(jìn)行；
(7)當(dāng)一級(jí)加氫反應(yīng)釜5或二級(jí)加氫反應(yīng)釜8內(nèi)吸氫氣速度減慢時(shí)，通過(guò)催化劑補(bǔ)加罐 7、10向一級(jí)加氫反應(yīng)釜5或二級(jí)加氫反應(yīng)釜8內(nèi)補(bǔ)加催化劑，每次補(bǔ)加的催化劑量為催化劑初始投加量的；
(8)通過(guò)精餾塔14脫除反應(yīng)液中的溶劑甲醇和水得到對(duì)苯二胺成品；對(duì)苯二胺質(zhì)量含量99. 8%，以對(duì)硝基苯胺計(jì)的收率為95. 8%。實(shí)施例3 依以下步驟生產(chǎn)對(duì)苯二胺
(1)在一級(jí)加氫反應(yīng)釜5和二級(jí)加氫反應(yīng)釜8中，先分別加入相當(dāng)于反應(yīng)釜全容積70% 的甲醇，再加入相當(dāng)于上述甲醇重量0. 5%的鎳系催化劑；
(2)開(kāi)啟換熱盤(pán)管的冷卻水，保持反應(yīng)溫度在120°C；
(3)在攪拌狀態(tài)下于120°C時(shí)，向一級(jí)加氫反應(yīng)釜5和二級(jí)加氫反應(yīng)釜8內(nèi)連續(xù)通入氫氣；通入氫氣的速度以保證一級(jí)加氫反應(yīng)釜5和二級(jí)加氫反應(yīng)釜8內(nèi)的壓力保持在 2. OMPa ；
(4)釜內(nèi)氫氣壓力達(dá)到2.OMI^a時(shí)，向一級(jí)加氫反應(yīng)釜5內(nèi)連續(xù)加入甲醇和對(duì)硝基苯胺， 加入甲醇的速度以甲醇通過(guò)一級(jí)加氫反應(yīng)釜的停留時(shí)間在8小時(shí)計(jì)，甲醇與對(duì)硝基苯胺進(jìn)料的體積比為7:1;
(5)實(shí)施步驟(2)、(3)、(4)的同時(shí)，由一級(jí)加氫反應(yīng)釜5的出料口向二級(jí)加氫反應(yīng)釜8 內(nèi)出料，也同時(shí)由二級(jí)加氫反應(yīng)釜8的出料口向催化劑沉降槽12內(nèi)出料，當(dāng)催化劑沉降槽 12裝滿時(shí)，由二級(jí)加氫反應(yīng)釜8的出料口向催化劑沉降槽13出料；
(6)催化劑沉降槽內(nèi)的物料沉降4小時(shí)后，由催化劑沉降槽的出料口38向后續(xù)精餾塔 14出料，催化劑沉降槽沉降5批次后，由催化劑沉降槽的催化劑回收口回收催化劑供步驟 (1)使用，二級(jí)加氫反應(yīng)釜8向催化劑沉降槽12、13的出料交替進(jìn)行；
(7)當(dāng)一級(jí)加氫反應(yīng)釜5或二級(jí)加氫反應(yīng)釜8內(nèi)吸氫氣速度減慢時(shí)，通過(guò)催化劑補(bǔ)加罐 7、10向一級(jí)加氫反應(yīng)釜5或二級(jí)加氫反應(yīng)釜8內(nèi)補(bǔ)加催化劑，每次補(bǔ)加的催化劑量為催化劑初始投加量的；
(8)通過(guò)精餾塔14脫除反應(yīng)液中的溶劑甲醇和水得到對(duì)苯二胺成品；對(duì)苯二胺質(zhì)量含量99. 8%，以對(duì)硝基苯胺計(jì)的收率為96. 0%。實(shí)施例4 依以下步驟生產(chǎn)對(duì)苯二胺
(1)在一級(jí)加氫反應(yīng)釜5和二級(jí)加氫反應(yīng)釜8中，先分別加入相當(dāng)于反應(yīng)釜全容積70% 的甲醇，再加入相當(dāng)于上述甲醇重量1%的鎳系催化劑；
(2)開(kāi)啟盤(pán)管冷卻水，保持反應(yīng)溫度在95°C；
(3)在攪拌狀態(tài)下于95°C時(shí)，向一級(jí)加氫反應(yīng)釜5和二級(jí)加氫反應(yīng)釜8內(nèi)連續(xù)通入氫氣；通入氫氣的速度以保證一級(jí)加氫反應(yīng)釜5和二級(jí)加氫反應(yīng)釜8內(nèi)的壓力保持在1.5MPa ；
(4)當(dāng)釜內(nèi)氫氣壓力達(dá)到1.5MPa時(shí)，向一級(jí)加氫反應(yīng)釜5內(nèi)連續(xù)加入甲醇和對(duì)硝基苯胺，加入甲醇的速度以甲醇通過(guò)一級(jí)加氫反應(yīng)釜的停留時(shí)間在5小時(shí)計(jì)，甲醇與對(duì)硝基苯胺進(jìn)料的體積比為3:1;
(5)實(shí)施步驟(2)、(3)、(4)的同時(shí)，由一級(jí)加氫反應(yīng)釜5的出料口向二級(jí)加氫反應(yīng)釜8 內(nèi)出料，也同時(shí)由二級(jí)加氫反應(yīng)釜8的出料口向催化劑沉降槽12內(nèi)出料，當(dāng)催化劑沉降槽 12裝滿時(shí)，由二級(jí)加氫反應(yīng)釜8的出料口向催化劑沉降槽13出料；
(6)催化劑沉降槽內(nèi)的物料沉降4小時(shí)后，由催化劑沉降槽的出料口38向后續(xù)精餾塔 14出料，催化劑沉降槽沉降5批次后，由催化劑沉降槽的催化劑回收口回收催化劑供步驟 (1)使用，二級(jí)加氫反應(yīng)釜8向催化劑沉降槽12、13的出料交替進(jìn)行；
(7)當(dāng)一級(jí)加氫反應(yīng)釜5或二級(jí)加氫反應(yīng)釜8內(nèi)吸氫氣速度減慢時(shí)，通過(guò)催化劑補(bǔ)加罐 7,10向一級(jí)加氫反應(yīng)釜5或二級(jí)加氫反應(yīng)釜8內(nèi)補(bǔ)加催化劑，每次補(bǔ)加的催化劑量為催化劑初始投加量的；
(8)通過(guò)精餾塔14脫除反應(yīng)液中的溶劑甲醇和水得到對(duì)苯二胺成品；對(duì)苯二胺質(zhì)量含量99. 9%，以對(duì)硝基苯胺計(jì)的收率為97. 0%。實(shí)施例5 依以下步驟生產(chǎn)對(duì)苯二胺
(1)在一級(jí)加氫反應(yīng)釜5和二級(jí)加氫反應(yīng)釜8中，先分別加入相當(dāng)于反應(yīng)釜全容積70% 的甲醇，再加入相當(dāng)于上述甲醇重量1%的鎳系催化劑；
(2)開(kāi)啟換熱盤(pán)管的冷卻水，保持反應(yīng)溫度在120°C；
(3)在攪拌狀態(tài)下于120°C時(shí)，向一級(jí)加氫反應(yīng)釜5和二級(jí)加氫反應(yīng)釜8內(nèi)連續(xù)通入氫氣；通入氫氣的速度以保證一級(jí)加氫反應(yīng)釜5和二級(jí)加氫反應(yīng)釜8內(nèi)的壓力保持在
2.5MPa ；
(4)當(dāng)釜內(nèi)氫氣壓力達(dá)到2.5MPa時(shí)，向一級(jí)加氫反應(yīng)釜5內(nèi)連續(xù)加入甲醇和對(duì)硝基苯胺，加入甲醇的速度以甲醇通過(guò)一級(jí)加氫反應(yīng)釜的停留時(shí)間在3. 6小時(shí)計(jì)，甲醇與對(duì)硝基苯胺進(jìn)料的體積比3:1;
(5)實(shí)施步驟(2)、(3)、(4)的同時(shí)，由一級(jí)加氫反應(yīng)釜5的出料口向二級(jí)加氫反應(yīng)釜8 內(nèi)出料，也同時(shí)由二級(jí)加氫反應(yīng)釜8的出料口向催化劑沉降槽12內(nèi)出料，當(dāng)催化劑沉降槽 12裝滿時(shí)，由二級(jí)加氫反應(yīng)釜8的出料口向催化劑沉降槽13出料；
(6)催化劑沉降槽內(nèi)的物料沉降4小時(shí)后，由催化劑沉降槽的出料口38向后續(xù)精餾塔 13出料，催化劑沉降槽沉降5批次后，由催化劑沉降槽的催化劑回收口回收催化劑供步驟 (1)使用，二級(jí)加氫反應(yīng)釜8向催化劑沉降槽12、13的出料交替進(jìn)行；
(7)當(dāng)一級(jí)加氫反應(yīng)釜5或二級(jí)加氫反應(yīng)釜8內(nèi)吸氫氣速度減慢時(shí)，通過(guò)催化劑補(bǔ)加罐 7、10向一級(jí)加氫反應(yīng)釜5或二級(jí)加氫反應(yīng)釜8內(nèi)補(bǔ)加催化劑，每次補(bǔ)加的催化劑量為催化劑初始投加量的；
(8)通過(guò)精餾塔14脫除反應(yīng)液中的溶劑甲醇和水得到對(duì)苯二胺成品；對(duì)苯二胺質(zhì)量含量99. 9%，以對(duì)硝基苯胺計(jì)的收率為95. 0%。實(shí)施例6 依以下步驟生產(chǎn)對(duì)苯二胺
(1)在一級(jí)加氫反應(yīng)釜5和二級(jí)加氫反應(yīng)釜8中，先分別加入相當(dāng)于反應(yīng)釜全容積70% 的甲醇，再加入相當(dāng)于上述甲醇重量1%的鎳系催化劑；(2)開(kāi)啟換熱盤(pán)管的冷卻水，保持反應(yīng)溫度在120°C；
(3)在攪拌狀態(tài)下于120°C時(shí)，向一級(jí)加氫反應(yīng)釜5和二級(jí)加氫反應(yīng)釜8內(nèi)連續(xù)通入氫氣；通入氫氣的速度以保證一級(jí)加氫反應(yīng)釜5和二級(jí)加氫反應(yīng)釜8內(nèi)的壓力保持在 2. 5MPa ；
(4)當(dāng)釜內(nèi)氫氣壓力達(dá)到2.5MPa時(shí)，向一級(jí)加氫反應(yīng)釜5內(nèi)連續(xù)加入甲醇和對(duì)硝基苯胺，加入甲醇的速度以甲醇通過(guò)一級(jí)加氫反應(yīng)釜的停留時(shí)間在3. 6小時(shí)計(jì)，甲醇與對(duì)硝基苯胺進(jìn)料的體積比為12 :1 ；
(5)實(shí)施步驟(2)、(3)、(4)的同時(shí)，由一級(jí)加氫反應(yīng)釜5的出料口向二級(jí)加氫反應(yīng)釜8 內(nèi)出料，也同時(shí)由二級(jí)加氫反應(yīng)釜8的出料口向催化劑沉降槽12內(nèi)出料，當(dāng)催化劑沉降槽 12裝滿時(shí)，由二級(jí)加氫反應(yīng)釜8的出料口向催化劑沉降槽13出料；
(6)催化劑沉降槽內(nèi)的物料沉降4小時(shí)后，由催化劑沉降槽的出料口38向后續(xù)精餾塔 14出料，催化劑沉降槽沉降5批次后，由催化劑沉降槽的催化劑回收口回收催化劑供步驟 (1)使用，二級(jí)加氫反應(yīng)釜8向催化劑沉降槽12、13的出料交替進(jìn)行；
(7)當(dāng)一級(jí)加氫反應(yīng)釜5或二級(jí)加氫反應(yīng)釜8內(nèi)吸氫氣速度減慢時(shí)，通過(guò)催化劑補(bǔ)加罐 7、10向一級(jí)加氫反應(yīng)釜5或二級(jí)加氫反應(yīng)釜8內(nèi)補(bǔ)加催化劑，每次補(bǔ)加的催化劑量為催化劑初始投加量的；
(8)通過(guò)精餾塔14脫除反應(yīng)液中的溶劑甲醇和水得到對(duì)苯二胺成品；對(duì)苯二胺質(zhì)量含量99. 9%，以對(duì)硝基苯胺計(jì)的收率為95. 5%。
權(quán)利要求
1.液相連續(xù)加氫法生產(chǎn)對(duì)苯二胺的方法，其特征在于該生產(chǎn)方法的反應(yīng)在串聯(lián)的一級(jí)和二級(jí)加氫反應(yīng)釜中進(jìn)行，包括以下步驟首先，在一級(jí)和二級(jí)加氫反應(yīng)釜中分別加入相當(dāng)于反應(yīng)釜體積50-70%的甲醇，再分別加入相當(dāng)于上述甲醇重量0. 5-1. 5%的催化劑，在攪拌狀態(tài)下同時(shí)向一級(jí)和二級(jí)加氫反應(yīng)釜連續(xù)通入氫氣；其次，當(dāng)一級(jí)和二級(jí)加氫反應(yīng)釜中達(dá)到一定的壓力后，向一級(jí)加氫反應(yīng)釜中連續(xù)加入甲醇和對(duì)硝基苯胺，繼續(xù)保持一級(jí)和二級(jí)加氫反應(yīng)釜在上述壓力下，同時(shí)由一級(jí)加氫反應(yīng)釜向二級(jí)加氫反應(yīng)釜出料且由二級(jí)加氫反應(yīng)釜連續(xù)出料；然后，二級(jí)加氫反應(yīng)釜出來(lái)的反應(yīng)液經(jīng)過(guò)沉降槽回收催化劑，催化劑套用；最后，回收催化劑后的反應(yīng)液通過(guò)精餾脫除溶劑甲醇和水得到對(duì)苯二胺成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液相連續(xù)加氫法生產(chǎn)對(duì)苯二胺的方法，其特征在于其中， 向一級(jí)加氫反應(yīng)釜連續(xù)加入甲醇和對(duì)硝基苯胺過(guò)程中，甲醇與對(duì)硝基苯胺進(jìn)料的體積比為 1.7-12:1 ；其中，向一級(jí)加氫反應(yīng)釜中連續(xù)加入甲醇的速度是以甲醇通過(guò)一級(jí)加氫反應(yīng)釜的停留時(shí)間在3. 6-15. 5小時(shí)計(jì)；其中，反應(yīng)溫度控制在90-120°C;其中，通入氫氣的速度是以保證一級(jí)和二級(jí)加氫反應(yīng)釜的反應(yīng)壓力控制在1. 3-2. 計(jì)；其中，反應(yīng)催化劑為鎳系催化劑。
3.液相連續(xù)加氫法生產(chǎn)對(duì)苯二胺的裝置，其特征在于該生產(chǎn)裝置包括對(duì)硝基苯胺儲(chǔ)槽(1)、甲醇儲(chǔ)槽(3)、一級(jí)加氫反應(yīng)釜(5)、二級(jí)加氫反應(yīng)釜(8)、出料液控制罐(11)、催化劑沉降槽(12、13)和精鎦塔(14)，一級(jí)加氫反應(yīng)釜(5)串聯(lián)二級(jí)加氫反應(yīng)釜(8)，在一級(jí)加氫反應(yīng)釜(5)上分別通過(guò)管道經(jīng)計(jì)量泵(2、4)連接對(duì)硝基苯胺儲(chǔ)槽(1)和甲醇儲(chǔ)槽(3)，一、 二級(jí)加氫反應(yīng)釜(5、8)上設(shè)氫氣進(jìn)口，二級(jí)加氫反應(yīng)釜的出料口經(jīng)管道連通出料液控制罐 (11)、出料液控制罐(11)通過(guò)管道連接兩只催化劑沉降槽(12、13)，催化劑沉降槽的出料口經(jīng)管道連通精鎦塔(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液相連續(xù)加氫法生產(chǎn)對(duì)苯二胺的裝置，其特征在于其中，在一、二級(jí)加氫反應(yīng)釜(5、8)上分別通過(guò)管道經(jīng)一、二級(jí)球閥(6、9)連接一、二級(jí)催化劑補(bǔ)加罐(7、10)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液相連續(xù)加氫法生產(chǎn)對(duì)苯二胺的裝置，其特征在于其中， 一、二級(jí)加氫反應(yīng)釜由下封頭(16)、上封頭(22)和直筒(19)組成，在直筒(19)的上下分別焊接上封頭(22)、下封頭(16)構(gòu)成反應(yīng)釜，在下封頭(16)的底部設(shè)放凈口(15)，在直筒 (19)內(nèi)安裝導(dǎo)流筒(18)，導(dǎo)流筒(18)和直筒(19)之間的環(huán)隙安裝換熱盤(pán)管(20)，在直筒 (19)的筒壁上設(shè)冷卻水進(jìn)口(21)、冷卻水出口(26)和出料口(27)，在上封頭(22)上設(shè)對(duì)硝基苯胺進(jìn)料口(23)、甲醇進(jìn)口(31)、氫氣進(jìn)口(25)、上封頭溫度計(jì)口(33)、壓力表口(34)和催化劑補(bǔ)加口( 35 )，在上封頭(22 )的頂部通過(guò)法蘭(24 )安裝攪拌槳(37 )，攪拌漿(37 )的葉輪位于導(dǎo)流筒(18)內(nèi)；其中，在上封頭(22)上設(shè)人孔(30)、視鏡口(29、32)和安全閥口 (36 )；其中，在下封頭(16 )上設(shè)下封頭溫度計(jì)口( 17 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液相連續(xù)加氫法生產(chǎn)對(duì)苯二胺的裝置，其特征在于其中，導(dǎo)流筒(18)的截面積為Si，導(dǎo)流筒(18)和直筒(19)之間的環(huán)隙的有效截面積為S2，S2為Sl 的1-1. 5倍；其中，導(dǎo)流筒(18)的上端比換熱盤(pán)管(20)的最上層高出5-lOcm，導(dǎo)流筒(18) 的下端與換熱盤(pán)管(20)的最下層對(duì)齊，導(dǎo)流筒(18)的下端不低于直筒(19)的下端面。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液相連續(xù)加氫法生產(chǎn)對(duì)苯二胺的裝置，其特征在于其中，在導(dǎo)流筒(18)內(nèi)的攪拌槳(37)的葉輪的直徑為導(dǎo)流筒直徑的30-70%。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液相連續(xù)加氫法生產(chǎn)對(duì)苯二胺的裝置，其特征在于其中，在出料口(27)—側(cè)的直筒(19)的內(nèi)側(cè)設(shè)有出料堰(28)，出料堰(28)的上部密閉，出料堰(28) 的下部與反應(yīng)釜內(nèi)部連通，出料堰(28)的下部到導(dǎo)流筒(18)下端的距離不小于導(dǎo)流筒高度的四分之一。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液相連續(xù)加氫法生產(chǎn)對(duì)苯二胺的裝置，其特征在于其中，催化劑沉降槽由上部直筒和下部錐體構(gòu)成，在直筒的下端側(cè)面設(shè)有沉降槽出料口(38)，沉降槽出料口(38)在滿足設(shè)備加工條件的前提下盡量靠近直筒的下部，催化劑沉降槽的錐體的錐角小于90度，在錐體的底部設(shè)催化劑回收口(39)。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液相連續(xù)加氫法生產(chǎn)對(duì)苯二胺的裝置，其特征在于其中， 出料液控制罐(11)上安裝雙法蘭差壓液位計(jì)控制加氫釜和出料液控制罐的液位。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了液相連續(xù)加氫法生產(chǎn)對(duì)苯二胺的方法及裝置，反應(yīng)在串聯(lián)的一級(jí)和二級(jí)加氫反應(yīng)釜中進(jìn)行，在一級(jí)和二級(jí)加氫反應(yīng)釜中加入相當(dāng)于反應(yīng)釜體積50-70%的甲醇，再加入相當(dāng)于上述甲醇重量0.5-1.5%的催化劑，在攪拌狀態(tài)下向一級(jí)和二級(jí)加氫反應(yīng)釜連續(xù)通入氫氣；當(dāng)一級(jí)和二級(jí)加氫反應(yīng)釜中達(dá)到一定的壓力后，向一級(jí)加氫反應(yīng)釜中連續(xù)加入甲醇和對(duì)硝基苯胺，繼續(xù)保持一級(jí)和二級(jí)加氫反應(yīng)釜在上述壓力，同時(shí)由一級(jí)加氫反應(yīng)釜向二級(jí)加氫反應(yīng)釜出料且由二級(jí)加氫反應(yīng)釜連續(xù)出料；二級(jí)加氫反應(yīng)釜出來(lái)的反應(yīng)液經(jīng)過(guò)沉降槽回收催化劑；回收催化劑后的反應(yīng)液通過(guò)精餾脫除甲醇和水，得到對(duì)苯二胺成品。本發(fā)明的方法及裝置成本低、收率高、安全性好且環(huán)境友好。
文檔編號(hào)C07C211/51GK102276479SQ20111017657
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者莊繞林, 王在良, 王武謙, 許如海 申請(qǐng)人:江蘇科圣化工機(jī)械有限公司