催化氢化法生产对氨基苯酚工艺探讨

催化氢化法生产对氨基苯酚工艺探讨 至鼗 杨新臣 士盘星 酿如意 7 L厂}、 乙 (焦作矿务局多种经营处) (焦作T学院基础部 焦作 454000) 、 摘 要 探讨了硝基苯催化氯化法生产对氨基苯酚的工艺条件，该工艺生产成本 比传统工艺低 ，产品古铁量低 ，对氨基苯 酚古量≥98％，工业污染小。 ， 关键词 !翌 些墨些 翌墨薹茎 ／』 1 前言 对氨基苯酚是生产扑热息痛、非那西汀等药品的 重要中间体，也是生产各种染料和食品色素的主要中 间体，还可作为显影剂⋯I。目前，我国常采用铁粉还 原对硝基苯酚或硫化钠还原对亚硝基苯酚生产对氨 基苯酚L2 J，但存在着生产成本高，产品古铁量 (3 X 1O ～5×10 )高，三废污染严重等缺点L3．4J。美国 于 70年代 中期用硝基苯催化氢化法生产对氨基苯 酚【 ，该工艺生产成本低，产品质量高，三废污染小， 产品尤其适用于制药、食品色素生产行业。目前我国 催化氢化生产对氨基苯酚尚属空白，本文探讨了硝基 苯催化氢化法生产对氨基苯酚的工艺条件。 2 反应原理 本工艺是以硝基苯为原料在催化荆作用下通过 去离子水 1 浓硫酸 l 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面活性剂 l 催化剂 l 硝基苯 l 氢气 J 加氢一步完成还原反应生成对氨基苯酚【6]。其反应 式为： 主反应 副反应 +2H， +3 + o 、： { NO2 3 工艺流程 催化氢化法生产对氨基苯酚的工艺流程如图 1 所示。 固 l 催化氢化法生产对氨基苯酚工艺流程 一 26 一 化工时刊 1999年{13)卷第3期 产 品 № 维普资讯 http://www.cqvip.com 4 工艺操作过程 工艺试验 (Zedraogy＆Testing) 4．1 还原 称取 0．4g PI 催 化 剂 放 入 反应 器 中，在 1000mL烧杯中加入 60mg表面活性荆，16％的硫酸 60rnL、硝基苯 10n ，搅拌成乳浊液后倒入反应器中， 封 口、通氢 气 置换 反应 10次，调 氢气 罐 压力 为 0．2MPa左右，与反应器连通。调加热电压至 120V， 当温度升至 60℃ ～70℃时，开动搅拌机，调电压为 70V，控制反应温度在 90℃～95℃之间，当反应器内 氢气压力降至 0．078MPa时，停止加热，降至室温后 放空，此时硝基苯转化率可达 70％～踟％。 4．2 分离、结晶、干燥 将抽滤分离催化剂后的反应液倒入量筒内 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 未反应的硝基苯的体积，滤液倒入锥形瓶中，在电磁 搅拌下滴加浓氨水至 pH值为4．0～5．0，然后用分液 漏斗分出硝基苯层，水层倒入锥形瓶 中，加 1g活性 炭，开动电磁搅拌器加热 (温度≤85℃)搅拌 30rain， 抽滤，滤液在电磁搅拌下滴加氨水至 pH值为 5．0，加 入保险粉，再滴加氨水至 DH值为 7．0～7．2，此时滤 液中有白色，(或微黄色)沉淀产生，至无沉淀产生时， 抽滤分离得到对氨基苯酚的白色固体，在氨气保护下 烘干得到对氨基苯酚含量≥98％的米黄色固体产品。 5 工艺过程的控制 5．1 硫酸投料比 要求硫酸含量≥98％，含铁量≤0．5％。含铁量 太高会引起催化剂中毒。使用前用去离子水稀释成 16％的溶液 ，此反应要求在非氧化性的酸性介质中进 行，硫酸的投料 比(质量)为硫酸／1稍基苯 =0．9～1．0； 比值>1．0，将降低反应速率和催化剂的选择性，不利 于生成对氨基苯酚的主反应，而有利于生成苯胺的副 反应 ；比值<0．9，氢化反应不能正常进行。 5．2 催化剂及投料比 选用 0．3％的 Pt／lc为本试验的催化剂，其投料 比(质量)为 Pt／℃硝基苯 =0．1％；比值>0．1％，虽可 提高反应速率，但不经济；比值<0．1％，反应速率降 低 ，氢化反应不能正常进行。 5．3 表面活性剂及投料比 表面活性剂选用十二烷基三甲基溴化胺。表面 活性剂可提高有机物在水相中的溶解度，使气相、液 相问的相转移催化反应得以实现，其投料比为表面活 性剂／1稍基苯=0．5％；比值>0．5％，不仅浪费表面活 性剂，而且会破坏液相和气相问的正常比例；比值< 0．5％，表面活性剂对有机物在水相中的增溶作用降 低 ，使反应不能正常进行。 5．4 硝基苯的转化率 控制硝基苯的转化率为 70％--80％。未转化的 硝基苯有20％～30％，它可以作为苯胺等副产物的 苹取剂。硝基苯转化率太低，产品的产量低，造成原 料浪费和设备利用率下降，硝基苯转化率太高，虽然 产品的产量提高，但不利于副产物的萃取分离。 5．5 压力控制 反应开始时氢气压力控制在 0．2MPa左右。氢 气压力过高，虽可使氢化反应加速，但此时更有利于 生成苯胺的副反应，另外催化剂的选择性降低；氢气 压力过低 ，不仅反应速率慢，而且使反应温度发生较 大的波动，难以控制在正常范围。所以氢气的起始压 力控 制 在 0．16～0 22MPa，反 应 终 止 压 力 为 0．08MPa比较适宜，此时硝基苯的转化率为 70％～ 80％ 。 5．6 温度控制 加氢反应过程中体系温度应控制在 90℃～95℃ 之间。温度低于 90℃时，因反应速率太慢使反应不 能正常进行。温度高于 100℃，不仅易发生副反应， 而且会生成高聚物使催化剂中毒。 5．7 萃取分离与 DH值 分离催化剂后的反应液冷却至 3O℃以下，用氨 水调节 pH值为4．0～5．0，由于苯胺比对氨基苯酚碱 性更弱，所以对氨基苯酚与硫酸生成对氨基苯酚硫酸 盐存在于水相中，而苯胺仍以游离形式存在于硝基苯 有机相中，通过萃取分离得到含对氨基苯酚的水相供 进一步分离提纯 ，而有机相中的硝基苯精制后可循环 使用。 5．8 对氨基苯酚的结晶与 DH值 经萃取分离后得到的水相中加入适量的活性炭， 可除去水相中少量的有机杂质和色素 水相 pH值 为5．0～8．0时，对氨基苯酚会生成沉淀，当pH值为 7．0～8．0时，对氨基苯酚的溶解度最低，此时对氨基 苯酚沉淀比较完全。因对氨基苯酚随酸性的降低稳 定性随之降低，易赦空气氧化，因此在滴加氨水的同 时还要加入一定量的保险粉(亚硫酸氢钠)作为抗氧 剂。 5．9 对氨基苯酚的干燥 沉淀得到的对氨基苯酚固体的干燥必须在氮气 保护下进行，否则，对氨基苯酚易被空气氧化而变色。 6 结论 (1)硝基苯催化氢化生产对氨基苯酚可一步完 成，降低了生产成本，产品对氨基苯酚含量>18996，含 化工时刊 1999卑(13)卷第 3期一 27 — 维普资讯 http://www.cqvip.com 铁量低。 (2)该工艺污染小，分离出的硝基苯可以循环利 用，滤液中的硫酸铵回收后可用作化肥。 (3)加氢前反应器必须有足够的氢气置换次数， 防止发生爆炸。生产过程中要经常对催化剂的活性 进行检测。 参考文献 1 江体乾，化工工艺 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 ，上海：上海科技出版 社 ，1994 2 United States Patent[19][11]4，139，562 3 United States Patent[15 J 3，694，5o8 4 London 0atent specification 1，516，308 5 姜麟忠，催化剂氢化在有机合成 中的应用， 北京：化学工业出版社．19盯 6 陈敏恒、翁元垣，化学反应工程基本原理，北 京：化学工业出版社，1986 (收稿 日期 19 —_01—28) Study on the Manufacturing Technology for Para——aminophenol by the Method of Catalytic Hydrogenation Wang Jianxiang，yang Xinchen，Yu Shuijun，Zhang Ruyi (Jiaozuo Coal Mine Bureau)，(Jiaozuo Institute of Technology，ji~zno 454000) Abstract The rnenufaetunng technology condition for prdTa—arninophenol with the method of catalytic hydrogenation by nitmbenzene is studied in thispaper．The manufacturing expenditure of this techno Iogy is lower than classical orre The fereifemus content of the product is low ，the content of paraarnino pheno l in the produet> ．~ 98％ and the industrialpollution is small Keywords Nitmbenzene；Catalytic hydrogenation；Pard—aminophenol (上接第33页) 参考文献 轻工 要 中国轻工出版杜'蜥 1 李小瑞 ，17用化学工业，1993，1：7--10 5 正交试验设计法，上海：上海科学技术出版 2 沈一丁，精细化工，1995，12(4)：14--17 社，1988 3 丁海燕，国外皮革化工材料手册，北京：中国 (收稿日期1999—02一oi) Preparation of LW F Type of M ultifunctional Fatliquor Lu Liang W u Guoqiang (the West Branch of Zhejiang University of Industry and Technolohy，324006) Summary The rapeseed oil W as modified by a series of reaction，such as asterexehange reaction．amidation， asterfication．ammoniatio and sulfition．The products were mixed with other effective eomonents to prepairthe LWF type of multifunctional fatliquor．The oc~dition of synthesis and mechanism of fatliqnoring were also studied respectively Keywords Fatliquor 28 一 化工时刊 1999年【．3)卷第3期 维普资讯 http://www.cqvip.com