一種環(huán)境友好的1,5-二氨基萘生產(chǎn)工藝的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種環(huán)境友好的1,5-二氨基萘生產(chǎn)工藝，其工藝步驟依次為：（A）將原料1,5-二硝基萘，反應(yīng)溶劑N,N-二甲基甲酰胺（DMF），Pd/C催化劑投入反應(yīng)釜中，在反應(yīng)溫度為25～50℃、反應(yīng)壓力為0.1～0.5MPa的條件下進(jìn)行催化加氫反應(yīng)；（B）反應(yīng)結(jié)束后，以氮?dú)鈮簽V的方法回收反應(yīng)液中的固體催化劑，濾液經(jīng)過(guò)蒸餾處理得到固體粗品，粗品再經(jīng)水洗過(guò)濾后可得到高純度的1,5-二氨基萘產(chǎn)品；（C）將蒸餾得到的餾分以及水洗后的洗液混合后，再通過(guò)真空精餾的方法回收DMF和水。本發(fā)明所述的工藝，反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)收率高，得到的1,5-二氨基萘產(chǎn)品純度高，生產(chǎn)能耗低，催化劑及溶劑的回收工藝簡(jiǎn)單高效，回收得到的催化劑、溶劑以及水都可循環(huán)利用，為環(huán)境友好生產(chǎn)工藝。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種環(huán)境友好的1 ’ 5- 二氨基萘生產(chǎn)工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬有機(jī)化工工藝領(lǐng)域，特別涉及一種環(huán)境友好的1，5- 二氨基萘生產(chǎn)工藝?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]1，5-二氨基萘是一種重要的有機(jī)化工中間體，廣泛用于染料工業(yè)，用于制備偶氮染料，還是一種重要的聚氨酯材料中間體，可用來(lái)制備1，5-萘二異氰酸酯，進(jìn)而制備高級(jí)聚氨酯彈性體。
[0003]傳統(tǒng)的以1，5- 二硝基萘為原料制備1，5- 二氨基萘的還原工藝主要有鐵粉還原法、電化學(xué)還原法，DE2523351, CN98371188.1，CN94110239.4，CNlOl 187031A 等文獻(xiàn)中已有詳細(xì)描述。采用鐵粉還原法是在二甲苯中用鐵粉、水以及醋酸加熱還原1，5-二硝基萘，此法反應(yīng)收率低，三廢污染嚴(yán)重，已經(jīng)逐漸被淘汰；電化學(xué)還原法能耗大，1，5- 二氨基萘的收率不高，目前僅在實(shí)驗(yàn)室合成及半工業(yè)化生產(chǎn)中應(yīng)用較多。催化加氫還原法是代替鐵粉還原法、電化學(xué)還原法的新方法，此法產(chǎn)品收率高，純度高，可以有效地減少三廢污染，具有環(huán)境友好的特點(diǎn)。文獻(xiàn)CN101544569A及CN101575295A對(duì)此方法做了描述，以1，5-二硝基萘為原料，以Pd/C為催化劑，在苯胺、乙醇、異丙醇、四氫呋喃、乙酸乙酯或?qū)Χ妆降扔袡C(jī)溶劑中反應(yīng)制備1，5- 二氨基萘，根據(jù)上述文獻(xiàn)中的記錄，反應(yīng)濾液中的收率有的可達(dá)到90%以上，但反應(yīng)需要在較高的的反應(yīng)溫度及氫氣壓力下進(jìn)行，同時(shí)，如何有利工業(yè)化應(yīng)用，并最終可以簡(jiǎn)單方便的分離得到高純度1，5- 二氨基萘產(chǎn)品上述文獻(xiàn)卻沒(méi)有報(bào)導(dǎo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，發(fā)明人也 嘗試著考慮從上述記載的反應(yīng)濾液中去分離出1，5-二氨基萘，但發(fā)現(xiàn)由于1，5-二氨基萘在以上有機(jī)溶劑中的溶解度小，產(chǎn)物1，5-二氨基萘?xí)龀觯瑥亩嬖诖呋瘎┓蛛x回收困難的問(wèn)題，同時(shí)，也直接導(dǎo)致所需的催化劑消耗大，生產(chǎn)成本高，較高的的反應(yīng)溫度及氫氣壓力也不利于產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)。因此，如何有利分離反應(yīng)溶劑和反應(yīng)產(chǎn)物以及如何有利于固體催化劑的回收利用，成為發(fā)明人所需要迫切解決的一個(gè)問(wèn)題。
[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種反應(yīng)條件溫和，收率高，產(chǎn)品純度高、生產(chǎn)能耗低，有利于工業(yè)化生產(chǎn)的環(huán)境友好的1，5- 二氨基萘工藝。
[0006]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案可依如下方法實(shí)現(xiàn):
[0007]原料1，5- 二硝基萘、反應(yīng)溶劑N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)以及Pd/C催化劑在反應(yīng)溫度為25~50°C,，反應(yīng)壓力為0.1~0.5MPa的條件下,進(jìn)行催化加氫反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)固液分離回收反應(yīng)液中的固體Pd/C催化劑，濾液經(jīng)過(guò)蒸餾處理得到固體粗品和餾分，所述的粗品經(jīng)水洗過(guò)濾后可得到1，5-二氨基萘；所述的餾分以及水洗后的洗液混合后，再通過(guò)真空精餾分別回收N，N- 二甲基甲酰胺和水循環(huán)使用。
[0008]所述的固液分離是采用氮?dú)鈮簽V的方式，分離出濾液和Pd/C催化劑。
[0009]所述的蒸餾為減壓蒸餾，真空度為-0.06~-0.09MPa。
[0010]以1，5-二硝基萘為原料，采用催化加氫還原法制備1，5-二氨基萘，經(jīng)簡(jiǎn)單的后處理生產(chǎn)高純度1，5- 二氨基萘。本發(fā)明的具體工藝路線(xiàn)可按如下步驟依次進(jìn)行:
[0011](A)將原料1，5- 二硝基萘，反應(yīng)溶劑N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)Jf Pd/C催化劑投入反應(yīng)釜中，在反應(yīng)溫度為25~50°C、反應(yīng)壓力為0.1~0.5MPa的條件下進(jìn)行催化加氫反應(yīng)；[0012](B)反應(yīng)結(jié)束后，以氮?dú)鈮簽V的方法回收反應(yīng)液中的固體催化劑，濾液經(jīng)過(guò)蒸餾處理得到固體粗品，粗品再經(jīng)水洗過(guò)濾后可得到高純度的1，5-二氨基萘產(chǎn)品；
[0013](C)將蒸餾得到的餾分以及水洗后的洗液混合后，再通過(guò)真空精餾的方法回收DMF和水。
[0014]本發(fā)明工藝路線(xiàn)中所述溶劑為N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，所述溶劑的用量為1，5- 二硝基萘質(zhì)量的I~2.5倍。
[0015]所述Pd/C催化劑的用量為1，5- 二硝基萘質(zhì)量的0.2%~0.5%。
[0016]所述Pd/C催化劑的負(fù)載Pd的優(yōu)選質(zhì)量含量為1%~10% ;優(yōu)選3%~8%。
[0017]本發(fā)明工藝路線(xiàn)中所述Pd/C催化劑的回收方法為氮?dú)鈮簽V，氮?dú)鈮毫刂茷?.01 ~0.1MPa0
[0018]本發(fā)明工藝路線(xiàn)中所述制備高純度產(chǎn)品的方法為先將反應(yīng)液減壓蒸餾處理得到固體粗品，粗品再經(jīng)水洗過(guò)濾得到高純度產(chǎn)品，水洗用水量為1，5- 二硝基萘質(zhì)量的2~3倍。
[0019]本發(fā)明工藝路線(xiàn)中所述溶劑DMF的回收方法為真空精餾方法，真空度控制為-0.06 ~-0.09MPa。
[0020]本發(fā)明所述的工藝的優(yōu)勢(shì)在于，發(fā)明人設(shè)計(jì)的工藝流程簡(jiǎn)單、實(shí)用、環(huán)保，而這三點(diǎn)也是現(xiàn)代化工企業(yè)所必需達(dá)到的極其重要生產(chǎn)要素。本發(fā)明所需的反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)溶劑的選擇恰到好處，反應(yīng)分離過(guò)程極其簡(jiǎn)化，整個(gè)工藝各個(gè)步驟之間相輔相成環(huán)環(huán)相扣。本發(fā)明由于采用反應(yīng)溶劑N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)，以及采用Pd/C催化劑作配合，本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)溫度可以控制在25~50°C這一較低的溫度范圍。且本發(fā)明的后續(xù)反應(yīng)分離只是通過(guò)氮?dú)獾膲簽V、蒸餾即可實(shí)現(xiàn)催化劑、反應(yīng)溶劑、反應(yīng)產(chǎn)物的三者的高效分離，工藝所需的分離條件簡(jiǎn)單；并可同進(jìn)實(shí)現(xiàn)催化劑及溶劑的簡(jiǎn)單高效回收，且回收得到的催化劑、溶劑以及水都可循環(huán)利用。另外，本發(fā)明的效果也非常突出，具有反應(yīng)收率高，得到的產(chǎn)品純度高，生產(chǎn)能耗低的良好效果，為環(huán)境友好生產(chǎn)工藝。如參見(jiàn)，實(shí)施例5、6中均采用的是為前次已參與過(guò)加氫反應(yīng)，且為循環(huán)利用的催化劑，最終的反應(yīng)產(chǎn)物的純度和收率仍可維持在一個(gè)較高的水平，即其純度分別可達(dá)97.1%、97.5%，產(chǎn)品收率為92.8%,93.2%。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]附圖為本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下實(shí)施例旨在說(shuō)明本發(fā)明而不是對(duì)本發(fā)明的限定。
[0023]實(shí)施例1:
[0024]將原料1，5- 二硝基萘20g，溶劑DMF50g，負(fù)載質(zhì)量含量為5%的Pd/C催化劑0.1g投入IOOmL的高壓反應(yīng)釜中，密閉后先用氮?dú)庵脫Q空氣3~5次，再用氫氣置換3~5次，然后充入0.4MPa氫氣，維持反應(yīng)溫度在50°C下反應(yīng)5h后，以氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)的氫氣，再以氮?dú)鈮簽V的方法回收反應(yīng)液中的Pd/C催化劑，濾液經(jīng)過(guò)減壓蒸餾處理得到1，5- 二氨基萘粗品，粗品再經(jīng)50g水洗過(guò)濾后，干燥得到1，5- 二氨基萘，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行液相色譜分析，其含量為96.8%，計(jì)算產(chǎn)品收率為92.7%。將蒸餾得到的餾分以及水洗后的洗液混合后再通過(guò)真空精餾的方法回收DMF和水，用于下批反應(yīng)。
[0025]實(shí)施例2:
[0026]將原料1，5- 二硝基萘20g，溶劑DMF50g，負(fù)載質(zhì)量含量為5%的Pd/C催化劑0.06g投入IOOmL的高壓反應(yīng)釜中，密閉后先用氮?dú)庵脫Q空氣3~5次，再用氫氣置換3~5次，然后充入0.5MPa氫氣，維持反應(yīng)溫度在40°C下反應(yīng)7h后，以氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)的氫氣，再以氮?dú)鈮簽V的方法回收反應(yīng)液中的Pd/C催化劑，濾液經(jīng)過(guò)減壓蒸餾處理得到1，5- 二氨基萘粗品，粗品再經(jīng)50g水洗過(guò)濾后，干燥得到1，5- 二氨基萘，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行液相色譜分析，其含量為97.5%，計(jì)算產(chǎn)品收率為92.7%。將蒸餾得到的餾分以及水洗后的洗液混合后再通過(guò)真空精餾的方法回收DMF和水，用于下批反應(yīng)。
[0027]實(shí)施例3:
[0028]將原料1，5-二硝基萘200g，溶劑DMF500g，負(fù)載質(zhì)量含量為5%的Pd/C催化劑0.6g投入1000mL的高壓反應(yīng)釜中，密閉后先用氮?dú)庵脫Q空氣3~5次，再用氫氣置換3~5次，然后充入0.5MPa氫氣，維持反應(yīng)溫度在50°C下反應(yīng)7h后，以氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)的氫氣，再以氮?dú)鈮簽V的方法回收反應(yīng)液中的Pd/C催化劑，濾液經(jīng)過(guò)減壓蒸餾處理得到1，5- 二氨基萘粗品，粗品再經(jīng)500g水洗過(guò)濾后，干燥得到1，5-二氨基萘，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行液相色譜分析，其含量為97.7%，計(jì)算產(chǎn)品收率為93.1%。將蒸餾得到的餾分以及水洗后的洗液混合后再通過(guò)真空精餾的方法回收DMF和水，用 于下批反應(yīng)。
[0029]實(shí)施例4:
[0030]將原料1，5- 二硝基萘200g，溶劑DMF500g，負(fù)載質(zhì)量含量為5%的Pd/C催化劑Ig投入1000mL的高壓反應(yīng)釜中，密閉后先用氮?dú)庵脫Q空氣3~5次，再用氫氣置換3~5次，然后充入0.4MPa氫氣，維持反應(yīng)溫度在50°C下反應(yīng)5h后，以氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)的氫氣，再以氮?dú)鈮簽V的方法回收反應(yīng)液中的Pd/C催化劑，濾液經(jīng)過(guò)減壓蒸餾處理得到1，5- 二氨基萘粗品，粗品再經(jīng)500g水洗過(guò)濾后，干燥得到1，5-二氨基萘，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行液相色譜分析，其含量為97.7%，計(jì)算產(chǎn)品收率為93.3%。將蒸餾得到的餾分以及水洗后的洗液混合后再通過(guò)真空精餾的方法回收DMF和水，用于下批反應(yīng)。
[0031]實(shí)施例5:
[0032]將原料1，5- 二硝基萘200g，及實(shí)施例4反應(yīng)后回收到的溶劑DMF以及Pd/C催化劑投入1000mL的高壓反應(yīng)釜中，密閉后先用氮?dú)庵脫Q空氣3~5次，再用氫氣置換3~5次，然后充入0.4MPa氫氣，維持反應(yīng)溫度在50°C下反應(yīng)6h后，以氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)的氫氣，再以氮?dú)鈮簽V的方法回收反應(yīng)液中的Pd/C催化劑，濾液經(jīng)過(guò)減壓蒸餾處理得到1，5- 二氨基萘粗品，粗品再經(jīng)500g水洗過(guò)濾后，干燥得到1，5-二氨基萘，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行液相色譜分析，其含量為97.1%，計(jì)算產(chǎn)品收率為92.8%。將蒸餾得到的餾分以及水洗后的洗液混合后再通過(guò)真空精餾的方法回收DMF和水，用于下批反應(yīng)。
[0033]實(shí)施例6:
[0034]將原料1，5- 二硝基萘200g，及實(shí)施例5反應(yīng)后回收到的溶劑DMF以及Pd/C催化劑投入1000mL的高壓反應(yīng)釜中，密閉后先用氮?dú)庵脫Q空氣3~5次，再用氫氣置換3~5次，然后充入0.4MPa氫氣，維持反應(yīng)溫度在50 V下反應(yīng)7.5h后，以氮?dú)庵脫Q釜內(nèi)的氫氣，再以氮?dú)鈮簽V的方法回收反應(yīng)液中的Pd/C催化劑，濾液經(jīng)過(guò)減壓蒸餾處理得到1，5- 二氨基萘粗品，粗品再經(jīng)500g水洗過(guò)濾后，干燥得到1，5-二氨基萘，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行液相色譜分析，其含量為97.5%，計(jì)算產(chǎn)品收率為93.2%。將蒸餾得到的餾分以及水洗后的洗液混合后再通過(guò)真空精餾的方法回收DMF和水，用于下批反應(yīng) 。
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)境友好的1，5- 二氨基萘生產(chǎn)工藝,其特征在于，原料1，5- 二硝基萘、反應(yīng)溶劑N，N-二甲基甲酰胺以及Pd/C催化劑在反應(yīng)溫度為25~50°C，，反應(yīng)壓力為0.1~0.5MPa的條件下，進(jìn)行催化加氫反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)固液分離回收反應(yīng)液中的固體Pd/C催化劑，濾液經(jīng)過(guò)蒸餾處理得到固體粗品和餾分，所述的粗品經(jīng)水洗過(guò)濾后可得到1，5- 二氨基萘；所述的餾分以及水洗后的洗液混合后，再通過(guò)真空精餾分別回收N，N-二甲基甲酰胺和水循環(huán)使用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境友好的1，5-二氨基萘生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述的固液分離是采用氮?dú)鈮簽V的方式，分離出濾液和Pd/C催化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種環(huán)境友好的1，5-二氨基萘生產(chǎn)工藝,其特征在于:氮?dú)鈮毫刂茷?.01~0.1MPa0
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境友好的1，5-二氨基萘生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述的蒸餾為減壓蒸餾，真空度為-0.06~-0.09MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)境友好的1，5-二氨基萘生產(chǎn)工藝,其特征在于:水洗時(shí)的用水量為1，5- 二硝基萘質(zhì)量的2~3倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種環(huán)境友好的1，5-二氨基萘生產(chǎn)工藝,其特征在于:所述的催化劑用量為1，5- 二硝基萘質(zhì)量的0.2%~0.5% ；
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種環(huán)境友好的1，5-二氨基萘生產(chǎn)工藝,其特征在于:所述真空精餾的真空度為-0.06~-0.09MPa。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種環(huán)境友好的1，5-二氨基萘生產(chǎn)工藝,其特征在于:所述Pd/C催化劑中負(fù)載Pd質(zhì)量含量為1-10%。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種環(huán)境友好的1，5-二氨基萘生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述Pd/C催化劑中負(fù)載Pd質(zhì)量含量為3-8%。
【文檔編號(hào)】C07C211/58GK103497113SQ201310478805
【公開(kāi)日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月14日
【發(fā)明者】劉平樂(lè), 熊偉, 羅和安, 郝芳, 王良芥, 游奎一, 艾秋紅 申請(qǐng)人:湘潭大學(xué)