一種連續(xù)催化加氫還原制備clt酸的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種連續(xù)催化加氫還原制備CLT酸的方法，該方法是在一套噴射環(huán)路連續(xù)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，該方法采用噴射環(huán)路連續(xù)反應(yīng)器，簡化了催化加氫還原工藝流程，提高了加氫還原的效率；同時(shí)該方法能夠有效降低間歇催化加氫還原反應(yīng)過程中由于頻繁過濾而造成催化劑的流失損耗，實(shí)現(xiàn)催化劑的內(nèi)循環(huán)利用，以提高催化劑壽命；另外，利用該方法連續(xù)催化加氫還原制備CLT酸時(shí)，反應(yīng)釜體積較小，反應(yīng)穩(wěn)定性好，反應(yīng)產(chǎn)物中脫氯產(chǎn)物含量較低，選擇性高，副產(chǎn)物較少，殘留主硝基物的含量也較低，硝基轉(zhuǎn)化率高達(dá)99.80％以上。
【專利說明】一種連續(xù)催化加氫還原制備CLT酸的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)化學(xué)合成領(lǐng)域，具體涉及一種連續(xù)催化加氫還原制備CLT酸的方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] CLT酸又名2-氨基-4-甲基-5-氯苯磺酸，是一種重要的紅色有機(jī)顏料中間體，主 要用于制造有機(jī)顏料金光紅C、橡膠大紅LG和立索爾大紅等，其廣泛用于配制油墨、油漆和 涂料以及塑料和橡膠的著色。目前國內(nèi)外采作的CLT酸合成方法基本上是甲苯磺化法，即 甲苯經(jīng)磺化、氯化、硝化，還原、酸析、壓濾和干燥后得到CLT酸成品。
[0003] 對于CLT酸的還原工藝，目前國內(nèi)外普遍采用的是鐵粉還原工藝，鐵粉還原過程 中會(huì)消耗大量的鐵粉，勞動(dòng)強(qiáng)度較大，不但反應(yīng)中會(huì)有大量廢氣排放到空氣中，而且生產(chǎn)過 程中會(huì)產(chǎn)生大量的鐵泥，存在環(huán)境污染問題。由于CLT酸是一種重要的紅色有機(jī)顏料中間 體，為了該產(chǎn)品的可持續(xù)發(fā)展，如何利用催化加氫還原替代鐵粉還原成為了目前研發(fā)的主 要方向。
[0004] 目前，對催化加氫還原制備CLT酸的研究報(bào)導(dǎo)較多，主要有以下幾種方法：一、利 用Pd/C做催化劑，在高壓加氫反應(yīng)釜內(nèi)采用間歇式反應(yīng)方式進(jìn)行催化加氫還原制備CLT 酸，該方法存在如下問題：⑴反應(yīng)釜體積較大，造成設(shè)備投資較高。⑵反應(yīng)穩(wěn)定性差，產(chǎn)品脫 氯較高，選擇性低，造成副產(chǎn)物較多。⑶存在催化劑活性組分流失損耗大，催化劑壽命短，從 而造成催化劑成本偏高；二、利用Pt/C做催化劑，在高壓加氫反應(yīng)釜內(nèi)采用間歇式反應(yīng)方 式進(jìn)行催化加氫還原制備CLT酸，該方法存在如下問題：（1)反應(yīng)釜體積較大，造成設(shè)備投 資較高。（2)雖然利用Pt/C做催化劑時(shí)的催化加氫還原效果很好，產(chǎn)品脫氯較低，但是由于 于CLT酸的市場售價(jià)只有25000-28000元/噸，而Pt/C的價(jià)格較高，在間歇式反應(yīng)方式中 催化劑活性組分流失損耗大，造成催化劑成本偏高。三、利用顆粒型碳負(fù)載或三氧化二鋁負(fù) 載Pt型催化劑，在固定床反應(yīng)器中，采用連續(xù)進(jìn)料、連續(xù)出料和連續(xù)通入氫氣的方式，進(jìn)行 連續(xù)催化加氫還原制備CLT酸，該方法存在如下問題：（1)反應(yīng)溫度和壓力較高，對設(shè)備的 材質(zhì)和耐壓等級要求也高，從而造成設(shè)備投資較高。（2)固定床反應(yīng)器對原料的純度要求較 高，否則由于物料雜質(zhì)太多會(huì)容易造成顆粒型催化劑中毒失效，從而造成大生產(chǎn)中的風(fēng)險(xiǎn) 較大，不易控制，此外由于CLT酸硝基物料的純度不是很高，因此不適合進(jìn)行連續(xù)催化加氫 還原制備CLT酸。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提出的一種連續(xù)催化加氫還原 制備CLT酸的方法，該方法采用了噴射環(huán)路進(jìn)行反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了 CLT酸的連續(xù)制備，反應(yīng)穩(wěn)定 性好，產(chǎn)品脫氯較低，選擇性高，副產(chǎn)物較少。
[0006] -種連續(xù)催化加氫還原制備CLT酸的方法，該方法通過一套噴射環(huán)路反應(yīng)系統(tǒng)來 實(shí)現(xiàn)，該噴射環(huán)路反應(yīng)系統(tǒng)包括頂部裝有噴射器的反應(yīng)釜、循環(huán)泵、冷卻器、過濾器、氣液分 離器和還原液接受罐；
[0007] 該方法的步驟如下：
[0008] (1)在頂部裝有噴射器的反應(yīng)釜內(nèi)，首先加入CLT酸硝化物（2-硝基-4-甲 基-5-氯苯磺酸）的水溶液，然后加入負(fù)載鎳催化劑，整個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)用氮?dú)庵脫Q空氣兩次， 再用氫氣置換氮?dú)鈨纱魏螅瑔?dòng)噴射環(huán)路連續(xù)反應(yīng)器循環(huán)泵使物料循環(huán)，將連續(xù)反應(yīng)器內(nèi) 的物料溫度升至60-65°C，連續(xù)通入氫氣，保持反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的氫氣壓力為I. 5-2MPa進(jìn)行反 應(yīng)；
[0009] (2)將反應(yīng)釜內(nèi)的物料循環(huán)反應(yīng)2-3小時(shí)后，保持物料循環(huán)的條件下，再用計(jì)量泵 以穩(wěn)定的流量向噴射環(huán)路連續(xù)反應(yīng)器中泵CLT酸硝化物（2-硝基-4-甲基-5-氯苯磺酸） 水溶液，同時(shí)控制系統(tǒng)反應(yīng)溫度在60-65°C ;在用計(jì)量泵向噴射環(huán)路連續(xù)反應(yīng)器中泵入CLT 酸硝化物水溶液的同時(shí)，開啟噴射環(huán)路連續(xù)反應(yīng)系統(tǒng)中在線過濾器的出料自控閥門，將催 化加氫還原完成的CLT酸（2-氨基-4-甲基-5-氯苯磺酸）水溶液經(jīng)過在線過濾器過濾后 進(jìn)入氣液分離器內(nèi)，還原液經(jīng)過氣液分離后進(jìn)入還原液貯槽內(nèi)。
[0010] 本發(fā)明中，該催化加氫還原所用的反應(yīng)系統(tǒng)包括：
[0011] 反應(yīng)釜、安裝在反應(yīng)釜頂部的噴射器、連通反應(yīng)釜底部與噴射器入口的外部管路 和連通反應(yīng)釜頂部與噴射器入口的支管道；
[0012] 所述的外部管路上設(shè)有用于輸送物料的循環(huán)泵以及用于冷卻物料的冷卻器以及 用于導(dǎo)出還原產(chǎn)物的出料口；
[0013] 所述的出料口依次連接有過濾器、氣液分離器以及還原液接受罐，在出料口和過 濾器之間設(shè)有控制出料速率的出料閥門。
[0014] 其中，噴射器的入口可以為一個(gè)或者多個(gè)。
[0015] 本發(fā)明通過采用噴射環(huán)路連續(xù)反應(yīng)器，對CLT酸硝化物進(jìn)行連續(xù)加氫還原，整個(gè) 反應(yīng)過程在穩(wěn)態(tài)條件下進(jìn)行，連續(xù)地從反應(yīng)體系中得到CLT酸，降低了反應(yīng)釜的體積，并且 反應(yīng)穩(wěn)定性好，產(chǎn)品脫氯較低，選擇性高，副產(chǎn)物較少。
[0016] 該制備方法用化學(xué)反應(yīng)式表示如下：
[0017]

【權(quán)利要求】
1. 一種連續(xù)催化加氫還原制備CLT酸的方法，其特征在于，該方法通過一套噴射環(huán)路 反應(yīng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，該噴射環(huán)路反應(yīng)系統(tǒng)包括頂部裝有噴射器的反應(yīng)釜、循環(huán)泵、冷卻器、過 濾器、氣液分離器和還原液接受罐； 該方法的步驟如下： (1) 在頂部裝有噴射器的反應(yīng)釜內(nèi)，首先加入CLT酸硝化物的水溶液，然后加入負(fù)載鎳 催化劑，整個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)用氮?dú)庵脫Q空氣兩次，再用氫氣置換氮?dú)鈨纱魏?，啟?dòng)噴射環(huán)路連續(xù) 反應(yīng)器循環(huán)泵使物料循環(huán)，將連續(xù)反應(yīng)器內(nèi)的物料溫度升至60-65°C，連續(xù)通入氫氣，保持 反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的氫氣壓力為1. 5-2MPa進(jìn)行反應(yīng)； (2) 將反應(yīng)釜內(nèi)的物料循環(huán)反應(yīng)2-3小時(shí)后，保持物料循環(huán)的條件下，再用計(jì)量泵以 穩(wěn)定的流量向噴射環(huán)路連續(xù)反應(yīng)器中泵CLT酸硝化物水溶液，同時(shí)控制系統(tǒng)反應(yīng)溫度在 60-65°C ;在用計(jì)量泵向噴射環(huán)路連續(xù)反應(yīng)器中泵入CLT酸硝化物水溶液的同時(shí)，開啟噴射 環(huán)路連續(xù)反應(yīng)系統(tǒng)中在線過濾器的出料自控閥門，將催化加氫還原完成的CLT酸水溶液經(jīng) 過在線過濾器過濾后進(jìn)入氣液分離器內(nèi)，還原液經(jīng)過氣液分離后進(jìn)入還原液貯槽內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)催化加氫還原制備CLT酸的方法，其特征在于，步驟（1) 中，所述負(fù)載鎳催化劑為碳負(fù)載鎳催化劑或硅藻土負(fù)載鎳催化劑，鎳含量> 40 %。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)催化加氫還原制備CLT酸的方法，其特征在于，步驟（1) 中，鎳含量在40?50%之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)催化加氫還原制備CLT酸的方法，其特征在于，所述的 CLT酸硝化物的水溶液的質(zhì)量濃度為15?30%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的連續(xù)催化加氫還原制備CLT酸的方法，其特征在于，步驟（1) 中，所述負(fù)載鎳催化劑的用量為所述的CLT酸硝化物的水溶液的質(zhì)量的0. 1?1%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的連續(xù)催化加氫還原制備CLT酸的方法，其特征在于，步驟 (1)中，CLT酸硝化物的水溶液的加入量與物料循環(huán)的速率之間的比值為5?10g :lg/min。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的連續(xù)催化加氫還原制備CLT酸的方法，其特征在于，步驟（2) 中，物料循環(huán)的速率、加料速率和出料速率的比值為15?25g/min :lg/min :lg/min。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)催化加氫還原制備CLT酸的方法，其特征在于， 所述的反應(yīng)荃的體積為2?3L ; 步驟（1)中，所述的CLT酸硝化物的水溶液的質(zhì)量為500?700g ; 步驟（2)中，物料循環(huán)的速率為100?110g/min，泵入的CLT酸硝化物水溶液的速率為 4?6g/min，出料的CLT酸水溶液的速率為4?6g/min。
【文檔編號】C07C303/22GK104402774SQ201410674974
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】尹世英, 仇文仲, 李明, 王曉輝, 徐蔚, 楊軍浩, 謝曉剛 申請人:浙江秦燕化工有限公司