一種對苯二甲胺的製備方法
2023-05-24 07:14:56 1
專利名稱：一種對苯二甲胺的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種對苯二甲胺的製備方法。
背景技術：
PXDA,中文名對苯二甲胺，英文名 1，4-Benzenedimethanamine 或者 1， 4-bis-aminomethylbenzen,分子式 C8H12N2，分子量 136. 22，CA 登記號 539-48-0，結構式
H2NH2C ^^^
^^^ CH2NH2它是一種白色或淡黃色固體，有杏仁味，久露空氣呈黃色，溶於水和有機溶劑。主要用於製造耐熱、無毒、水下施工、加熱快速固化的高性能環氧樹脂固化劑，是聚氨酯樹脂、 合成功能性環氧樹脂的原料，在橡膠製品、光敏塑料、農藥、塗料、尼龍製品、纖維整理劑、防鏽齊 、螯合劑、潤滑劑、紙加工等方面也有應用。從間苯二甲腈加氫合成間苯二甲胺已經有大量文獻報導，但是從對苯二甲腈合成對苯二甲胺的報導較少，主要是日本三菱瓦斯和德國巴斯夫的連續化工藝生產苯二甲胺類產品。三菱瓦斯的專利CN1397M3、CN1M6697、CN1972896等介紹的是採用負載型鎳基催化劑，滴流床工藝連續氫化製備苯二甲胺類產品，苯二甲胺的摩爾收率為89 91%，反應壓力偏高，大於10兆帕，溫度約90攝氏度。巴斯夫的專利CN101U8416介紹了一種高壓釜法間歇加氫製備苯二甲胺的工藝， 反應壓力一般大於8兆帕，溫度大於80攝氏度，沒有具體的收率和催化劑套用次數的數據。 巴斯夫的專利CN184^91、CN101273006等介紹了採用負載型鎳基催化劑，滴流床連續氫化製備苯二甲胺類產品的工藝，其反應壓力偏高，大於10兆帕，摩爾收率89 91 %。
發明內容
本發明的目的在於提供一種適用的反應壓力低，溫度低，同時保證對苯二甲胺的高收率的對苯二甲胺的製備方法。本發明的技術解決方案是一種對苯二甲胺的製備方法，其特徵是依次包括下列步驟(1)原料精製使用有機溶劑和水的對原料對苯二甲腈進行精製；(2)加氫反應精製後的對苯二甲腈在環流反應器中進行高壓加氫反應；(3)產物提純加氫反應後的溶液經過脫溶和精餾提純得到產物對苯二甲胺。所述有機溶劑是選自甲苯、二甲苯、三甲苯、苯甲腈中的至少一種。步驟(1)的精製方法是把原料對苯二甲腈在有機溶劑和水組成的混合溶劑中加熱溶解後分去水層，油層再冷卻結晶後得到精製的對苯二甲腈。步驟( 所述的加氫反應，以精製後的對苯二甲腈的溶液在鎳催化劑的作用下進行，環流反應器的操作壓力為4 5兆帕，溫度為50 60攝氏度，反應時間為30 60分鐘，未反應的氫氣由環流反應器上部流出，經過氫氣緩衝罐和氫氣壓縮機再進入環流反應器進行反應。步驟C3)脫溶和精餾，是在氮氣保護下進行的。本發明通過原料精製來除去原料中對鎳催化劑有毒性的雜質，這樣不僅能夠延長催化劑壽命，更重要的是提高了單批反應收率；通過在環流反應器中進行加氫反應，氫氣循環使催化劑和反應物都能被飽和氫保護，這樣能夠降低反應壓力和反應溫度；因為對苯二甲胺在接觸空氣和高溫的情況下較易變質，所以在脫溶和精餾的過程中用氮氣保護，這樣就大大提高了產品收率。使用本發明的製備方法生產對苯二甲胺，反應溫度只需50 60攝氏度，反應壓力僅需4 5兆帕，反應摩爾收率大於97%，再通過氮氣保護下的脫溶和精餾，得到含量為 99. 5%以上的精製產品，其反應和精製的總收率大於94%。下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
圖1是本發明環流反應器及其相關的生產裝置示意圖。 圖中1為高壓氫氣儲罐，2為氫氣閥門，3為氫氣緩衝罐，4為氫氣壓縮機，5為環流反應器，6為導流筒，7為放空閥門。箭頭所示為物料流動方向。
具體實施例方式實施例1把100千克的對苯二甲腈加入到1500千克的甲苯和200千克的軟水的混合溶劑中，攪拌，加熱升溫至65攝氏度，保溫半小時後靜置15分鐘，分去下層水層，上層甲苯層冷卻至10攝氏度後過濾得到精製的對苯二甲腈95千克，濾液可以繼續套用。在環流反應器中投入95千克的精製對苯二甲腈、400千克的甲苯、1千克的氫氧化鈉、1千克軟水和15千克的鎳催化劑在5兆帕和50攝氏度的條件下反應30分鐘。經分析， 反應摩爾收率97. 5%。反應液在氮氣保護下經過常壓脫溶和減壓精餾，得到95. 86千克的99. 5%的精製對苯二甲胺，反應和精製的總收率為94. 5%。實施例2把100千克的對苯二甲腈加入到1500千克的對二甲苯和200千克的軟水的混合溶劑中，攪拌，加熱升溫至65攝氏度，保溫半小時後靜置15分鐘，分去下層水層，上層對二甲苯層冷卻至10攝氏度後過濾得到精製的對苯二甲腈95千克，濾液可以繼續套用。在環流反應器中投入95千克的精製對苯二甲腈、400千克的對二甲苯、1千克的氫氧化鈉、1千克軟水和15千克的鎳催化劑在4兆帕和60攝氏度的條件下反應60分鐘。經分析，反應摩爾收率98.0%。反應液在氮氣保護下經過常壓脫溶和減壓精餾，得到95. 50千克的99. 5%的精製對苯二甲胺，反應和精製的總收率為94. 1%。實施例3把100千克的對苯二甲腈加入到1500千克的均三甲苯和200千克的軟水的混合溶劑中，攪拌，加熱升溫至65攝氏度，保溫半小時後靜置15分鐘，分去下層水層，上層對均三甲苯層冷卻至10攝氏度後過濾得到精製的對苯二甲腈95千克，濾液可以繼續套用。
在環流反應器中投入95千克的精製對苯二甲腈、400千克的均三甲苯、1千克的氫氧化鈉、1千克軟水和15千克的鎳催化劑在4. 5兆帕和55攝氏度的條件下反應45分鐘。 經分析，反應摩爾收率98. 2%。反應液在氮氣保護下經過常壓脫溶和減壓精餾，得到96. 10千克的99. 5%的精製對苯二甲胺，反應和精製的總收率為94. 69%。
權利要求
1.一種對苯二甲胺的製備方法，其特徵是依次包括下列步驟(1)原料精製使用有機溶劑和水的對原料對苯二甲腈進行精製；(2)加氫反應精製後的對苯二甲腈在環流反應器中進行高壓加氫反應；(3)產物提純加氫反應後的溶液經過脫溶和精餾提純得到產物對苯二甲胺。
2.根據權利要求1所述的權利要求1所述的對苯二甲胺的製備方法，其特徵是所述有機溶劑是選自甲苯、二甲苯、三甲苯、苯甲腈中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的權利要求1所述的對苯二甲胺的製備方法，其特徵是步驟 (1)的精製方法是把原料對苯二甲腈在有機溶劑和水組成的混合溶劑中加熱溶解後分去水層，油層再冷卻結晶後得到精製的對苯二甲腈。
4.根據權利要求1、2或3所述的權利要求1所述的對苯二甲胺的製備方法，其特徵是步驟(2)所述的加氫反應，以精製後的對苯二甲腈的溶液在鎳催化劑的作用下進行，環流反應器的操作壓力為4飛兆帕，溫度為5(Γ60攝氏度，反應時間為3(Γ60分鐘，未反應的氫氣由環流反應器上部流出，經過氫氣緩衝罐和氫氣壓縮機再進入環流反應器進行反應。
5.根據權利要求1、2或3所述的權利要求1所述的對苯二甲胺的製備方法，其特徵是步驟(3)脫溶和精餾，是在氮氣保護下進行的。
全文摘要
本發明公開了一種對苯二甲胺的製備方法，依次包括原料精製、加氫反應、產物提純等步驟。本發明適用的反應壓力低，溫度低，同時保證對苯二甲胺的高收率。
文檔編號C07C211/27GK102180799SQ20111007017
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月23日 優先權日2011年3月23日
發明者吳榮梁, 潘逢亮, 田曉宏, 黃志文 申請人:南通泰禾化工有限公司