本發(fā)明涉及一種吲哚生產(chǎn)技術,屬精細化工領域。
背景技術:
吲哚是是生產(chǎn)色氨酸的中間體,也是一系列醫(yī)藥品、香料、染料和其它有機中間體的原料,國內外吲哚的準備方法不多,大規(guī)模生產(chǎn)吲哚的方法主要有乙二醇-苯胺法和鄰硝基乙苯法。
乙二醇-苯胺法需要大量的苯胺作為稀釋劑,苯胺回收能耗高,產(chǎn)品純度低,需多次提純、生產(chǎn)成本高等缺點。
鄰硝基乙苯法首先通過鄰硝基乙苯還原得到鄰乙基苯胺,然后將鄰乙基苯胺加入固定床反應器中脫氫環(huán)化制備吲哚,鄰乙基苯胺脫氫環(huán)化大多采用Al2O3、SiO2-Al2O3,但存在反應溫度高,一般在600℃以上,吲哚收率較低(30%以下),后期通過對催化劑改進,添加銅和硼制備CuO- Al2O3-B2O3三元催化劑,用于鄰乙基苯胺的脫氫環(huán)化,大幅度提高了收率和轉化率,但還存在反應溫度高(700℃左右),催化劑中B2O3由于高溫,在反應過程中容易流失,催化劑性能也會逐漸下降,并且流失的B2O3會凝聚在反應器出口內壁,導致反應器堵塞,同時還存在能耗高、設備投資大等缺點。
CN1597111A一種鄰乙基苯胺催化脫氫環(huán)化制備吲哚的催化劑及其制備方法,本發(fā)明涉及鄰乙基苯胺制備吲哚的脫氫環(huán)化催化劑及其制備方法,該催化劑以ZSM-5為載體,其中至少含有銅、鉻、鋅、鐵、鎳、鈀和鉑金屬及其氧化物中的一種或幾種。以及采用該催化劑的作用下,將鄰乙基苯胺和水蒸氣一起,在無氧的條件下脫氫環(huán)化芳構化生成吲哚,再經(jīng)精餾分離得到純度較高的吲哚產(chǎn)品。
文獻《用于吲哚合成的硼鋁酸銅準備和催化性能研究》,主要介紹了準備Cu-Al-B三元體系催化劑用于鄰乙基苯胺脫氫環(huán)化準備吲哚,在固定床反應器中,反應溫度873~923K,空速0.1h-1,當添加10倍物質的水蒸氣時吲哚收率達到78.5%,鄰乙基苯胺轉化率95%以上,吲哚選擇性90%以上。
文獻《鄰硝基乙苯合成吲哚的工藝研究》,主要介紹以Pt-Al2O3為催化劑,在固定床反應器中,鄰硝基苯胺催化環(huán)化準備吲哚,最佳工藝條件為:反應溫度為400℃;反應時間為3h;催化劑用量3% ;原料配比n(鄰硝基乙苯):n(氫氣)=1:5(mol:mo1)。
文獻《吲哚合成》,優(yōu)化了吲哚的生產(chǎn)工藝。以鄰硝基乙苯為原料,經(jīng)催化氧化合成了鄰氨基乙苯;再以氧化鋁為催化劑,使鄰氨基乙苯脫氫并閉環(huán)合成吲哚。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提出一種鄰乙基苯胺催化脫氫環(huán)化合成吲哚的方法,采用RU-Al2O3催化劑,硼酸為助催化劑,于漿態(tài)床反應器中,反應前通氮氣置換,在無氧的情況下,鄰乙基苯胺脫氫環(huán)化合成吲哚。
本發(fā)明主要技術方案:一種鄰乙基苯胺脫氫環(huán)化制吲哚的方法,其特征是以鄰乙基苯胺為原料,在漿態(tài)床反應器中,以鄰乙基苯胺為原料,以RU-Al2O3為催化劑,硼酸為助催化劑,脫氫環(huán)化生成吲哚。
一般地,所述催化劑RU- Al2O3,其中Ru的含量為3%~10%,最佳加量為8%。
所述催化劑RU- Al2O3的加入量(質量百分數(shù))為原料鄰乙基苯胺的3%~6%,最佳加量為5%。
所述助催化劑硼酸的加入量為原料鄰乙基苯胺的0.3%~0.7%,最佳加量為0.5%。
所述脫氫環(huán)化溫度280~400℃,最佳溫度380℃。
本發(fā)明一種典型的方法:在裝有氣液分離器的高壓反應釜中,加入一定量的鄰乙基苯胺、RU-Al2O3催化劑和助催化劑硼酸,通氮氣置換后,升溫到反應溫度,釜內壓力到達0.5MPa時緩慢卸壓,卸壓結束保持反應溫度一定時間,當釜內壓力達到0.3MPa時繼續(xù)緩慢卸壓,如此多次直至釜內壓力低于0.1Mpa,反應結束出料降溫出料,冰水冷卻產(chǎn)物吲哚從溶液中析出。鄰乙基苯胺轉化率在90%以上,吲哚收率在80%以上,吲哚選擇性92%以上。
本發(fā)明具有該工藝具有反應溫度低,易操作、吲哚的選擇性高等特點。
具體實施方式
下面結合實施例對本發(fā)明加以詳細描述。
實施例1
在裝有氣液分離器的0.5L高壓反應釜中,加入300毫升鄰乙基苯胺,催化劑RU-Al2O38.64克,其中Ru的含量為3%,硼酸0.86克,通氮氣置換,升溫至280℃,等釜內壓力0.5Mpa時,緩慢卸壓,卸壓結束保持反應溫度,當釜內壓力達到0.3Mpa繼續(xù)緩慢卸壓,如此多次直至釜內壓力低于0.1Mpa,反應結束出料降溫冷卻,冰水冷卻產(chǎn)物吲哚從溶液中析出。鄰乙基苯胺轉化率在72%以上,吲哚收率在45%以上,吲哚選擇性65%以上。
實施例2
在裝有氣液分離器的0.5L高壓反應釜中,加入300毫升鄰乙基苯胺,催化劑RU-Al2O317.3克,其中Ru的含量為3%,硼酸1.73克,通氮氣置換,升溫至300℃,等釜內壓力0.5Mpa時,緩慢卸壓,卸壓結束保持反應溫度,當釜內壓力達到0.3Mpa繼續(xù)緩慢卸壓,如此多次直至釜內壓力低于0.1Mpa,反應結束出料降溫冷卻,冰水冷卻產(chǎn)物吲哚從溶液中析出。鄰乙基苯胺轉化率在75%以上,吲哚收率在50%以上,吲哚選擇性70%以上。
實施例3
在裝有氣液分離器的0.5L高壓反應釜中,加入300毫升鄰乙基苯胺,催化劑RU-Al2O314.4克,其中Ru的含量為8%,硼酸1.44克,通氮氣置換,升溫至380℃,等釜內壓力0.5Mpa時,緩慢卸壓,卸壓結束保持反應溫度,當釜內壓力達到0.3Mpa繼續(xù)緩慢卸壓,如此多次直至釜內壓力低于0.1Mpa,反應結束出料降溫冷卻,冰水冷卻產(chǎn)物吲哚從溶液中析出。鄰乙基苯胺轉化率在90%以上,吲哚收率在80%以上,吲哚選擇性92%以上。
實施例4
在裝有氣液分離器的0.5L高壓反應釜中,加入300毫升鄰乙基苯胺,催化劑RU-Al2O314.4克,其中Ru的含量為8%,硼酸1.44克,通氮氣置換,升溫至400℃,等釜內壓力0.5Mpa時,緩慢卸壓,卸壓結束保持反應溫度,當釜內壓力達到0.3Mpa繼續(xù)緩慢卸壓,如此多次直至釜內壓力低于0.1Mpa,反應結束出料降溫冷卻,冰水冷卻產(chǎn)物吲哚從溶液中析出。鄰乙基苯胺轉化率在87%以上,吲哚收率在75%以上,吲哚選擇性90%以上。
實施例5
在裝有氣液分離器的0.5L高壓反應釜中,加入300毫升鄰乙基苯胺,催化劑RU-Al2O38.64克,其中Ru的含量為10%,硼酸0.86克,通氮氣置換,升溫至380℃,等釜內壓力0.5Mpa時,緩慢卸壓,卸壓結束保持反應溫度,當釜內壓力達到0.3Mpa繼續(xù)緩慢卸壓,如此多次直至釜內壓力低于0.1Mpa,反應結束出料降溫冷卻,冰水冷卻產(chǎn)物吲哚從溶液中析出。鄰乙基苯胺轉化率在85%以上,吲哚收率在76%以上,吲哚選擇性91%以上。
實施例6
在裝有氣液分離器的0.5L高壓反應釜中,加入300毫升鄰乙基苯胺,催化劑RU-Al2O317.28克,其中Ru的含量為10%,硼酸1.9克,通氮氣置換,升溫至380℃,等釜內壓力0.5Mpa時,緩慢卸壓,卸壓結束保持反應溫度,當釜內壓力達到0.3Mpa繼續(xù)緩慢卸壓,如此多次直至釜內壓力低于0.1Mpa,反應結束出料降溫冷卻,冰水冷卻產(chǎn)物吲哚從溶液中析出。鄰乙基苯胺轉化率在80%以上,吲哚收率在70%以上,吲哚選擇性90%以上。
實施例7
在裝有氣液分離器的0.5L高壓反應釜中,加入300毫升鄰乙基苯胺,催化劑RU-Al2O38.64克,其中Ru的含量為10%,硼酸0.86克,通氮氣置換,升溫至280℃,等釜內壓力0.5Mpa時,緩慢卸壓,卸壓結束保持反應溫度,當釜內壓力達到0.3Mpa繼續(xù)緩慢卸壓,如此多次直至釜內壓力低于0.1Mpa,反應結束出料降溫冷卻,冰水冷卻產(chǎn)物吲哚從溶液中析出。鄰乙基苯胺轉化率在50%以上,吲哚收率在32%以上,吲哚選擇性65%以上。