本發(fā)明涉及精細化工制備技術領域,尤其涉及一種固定床加氫法生產1-氨基萘的方法。
背景技術:
甲萘胺又名1-氨基萘、α-氨基萘、α-萘胺或1-萘胺,為白色針晶,具有難聞的氣味。微溶于水,易溶于乙醇、乙醚。該品是直接染料、酸性染料、冰染染料和分散染料等多種染料產品的中間體,是多種橡膠防老劑的主要原料,也用于有機合成。甲萘胺工業(yè)生產主要采用工業(yè)萘硝化得到硝基萘再還原制得甲萘胺,主要還原方法有硫化堿或鐵粉還原法和催化加氫還原法,硫化堿還原法如專利cn101973894a所述,采用硫磺與燒堿還原生產甲萘胺,存在的主要缺點有:產品收率低,外觀差,而且產生大量難處理廢水、廢渣,不符合清潔化生產的要求,能耗高,不符合節(jié)能減排的要求,已逐漸被催化加氫還原法代替。催化加氫還原法具有環(huán)境友好的特點,可以有效地減少三廢排放,提高產品的收率。已實現工業(yè)化應用的催化劑主要有鈀碳、雷尼鎳,但是由于工業(yè)萘帶入少量含硫化合物雜質,實際加氫過程中催化劑及易被含硫化合物毒化,催化劑無法循環(huán)使用,造成催化劑成本居高不下。其他催化劑報道有鎳銅復合催化劑或摻氮碳納米管,如中國專利cn102304053a和cn105753717a,但目前都停留在試驗階段,未見有工業(yè)化報道。另外,這些現有技術中催化加氫合成甲萘胺通常采用間歇生產方式,效率低下,催化劑活性低,收率低,需要不斷的補充,套用次數少壽命短,操作不便,現均處在試驗或小試階段,工業(yè)化實施較困難。
技術實現要素:
本發(fā)明要解決的技術問題是克服現有技術的不足,提供一種催化劑具有高加氫活性及耐硫毒性、生產成本低、生產效率高、工藝簡單、操作方便、轉化率及收率高的固定床加氫法生產1-氨基萘的方法。
為解決上述技術問題,本發(fā)明采用以下技術方案:
一種固定床加氫法生產1-氨基萘的方法,包括以下步驟:
將負載型鎳催化劑裝填在固定床反應器內,活化,將1-硝基萘溶液泵入固定床反應器中,并通入氫氣進行加氫反應,反應完成后收集反應液,蒸餾脫除溶劑后即得1-氨基萘。
上述的固定床加氫法生產1-氨基萘的方法,優(yōu)選的,所述負載型鎳催化劑中,ni為活性成分,ni負載在催化劑載體上,所述催化劑載體包括al2o3或mgalo。
上述的固定床加氫法生產1-氨基萘的方法,優(yōu)選的,所述負載型鎳催化劑的制備過程為:可溶鎳鹽和硝酸鹽在沉淀劑作用下發(fā)生反應獲得沉淀,過濾蒸餾水洗滌后烘干獲得負載型催化劑粗品,該固體在氮氣氛圍下控制200-600℃焙燒2-5h,切換氫氣氛圍下控制300-550℃焙燒2-4h,即得負載型鎳催化劑。
其中,硝酸鹽包括硝酸鎂和硝酸鋁中的一種或兩種;沉淀劑包括硅酸鈉或碳酸鈉。
上述的固定床加氫法生產1-氨基萘的方法,優(yōu)選的,所述負載型鎳催化劑的活化過程為:將負載型鎳催化劑裝填在反應器中,流動氫氣氛下升溫至170℃,通入磷化液開始膦化,膦化結束后氫氣空速為100-1000h-1,升溫至300℃開始老化1-8h。
其中,磷化液為質量濃度1-15%三苯基膦溶液。
上述的固定床加氫法生產1-氨基萘的方法,優(yōu)選的,所述加氫反應的反應溫度為100~300℃,氫壓>1.0mpa,空速為.0.1~1.0h-1(25℃時重量比)。
上述的固定床加氫法生產1-氨基萘的方法,優(yōu)選的,所述1-硝基萘溶液中,1-硝基萘與溶劑的重量比為1∶0.3~5。
上述的固定床加氫法生產1-氨基萘的方法,優(yōu)選的,所述溶劑包括醇類、胺類、芳烴或鹵代烷烴。
與現有技術相比,本發(fā)明的優(yōu)點在于:
1、本發(fā)明的固定床加氫法生產1-氨基萘的方法,采用負載型鎳催化劑作為固定床催化加氫法生產1-氨基萘的催化劑,機械強度高(>20n/cm)、物理表面積高(100-300m2/g)、活性金屬鎳表面積高(>50m2/g)、孔徑可調變(6-12nm),在固定床中具有很高的加氫活性及耐硫毒性,活性穩(wěn)定性達5000小時以上。催化劑可循環(huán)使用,延長催化劑的使用壽命,降低了生產成本。
2、本發(fā)明的固定床加氫法生產1-氨基萘的方法,利用固定床反應器進行催化加氫反應,工藝簡單,操作方便,經濟安全,生產效率高、反應轉化率及收率高,滿足工業(yè)化生產要求。
3、進一步地,本發(fā)明的固定床加氫法生產1-氨基萘的方法,可使用常規(guī)工業(yè)溶劑溶解原料1-硝基萘,不影響加氫反應進行,溶劑便宜易得,并可回收套用,回收方法簡單便捷,具有工業(yè)化可行性。
具體實施方式
以下結合具體優(yōu)選的實施例對本發(fā)明作進一步描述,但并不因此而限制本發(fā)明的保護范圍。
以下實施例中的負載型鎳催化劑,以ni為活性成分,ni負載在催化劑載體上,催化劑載體包括al2o3或mgalo。
該負載型鎳催化劑的制備過程為:所述負載型鎳催化劑的制備過程為:可溶鎳鹽和硝酸鹽在沉淀劑作用下發(fā)生反應獲得沉淀,過濾蒸餾水洗滌后烘干獲得負載型催化劑粗品,該固體在氮氣氛圍下控制200-600℃焙燒2-5h,切換氫氣氛圍下控制300-550℃焙燒2-4h,即得負載型鎳催化劑。
其中,硝酸鹽包括硝酸鎂和硝酸鋁中的一種或兩種;沉淀劑包括硅酸鈉或碳酸鈉。
所得的負載型鎳催化劑為三葉草形。特征主要有以下幾點:一、機械強度高(>20n/cm);二、物理表面積高(100~300m2/g);三、孔徑可調變(6~12nm),以適應不同的分子尺寸;四、活性金屬鎳表面積高(>50m2/g)。使用裝填方法:使用時取10g催化劑和10g石英砂混合均勻后裝填在管徑10mm,長度60cm的反應管中段,反應管的上下段裝滿石英砂,插入帶有熱電偶溫度計溫套管中。經活化后即可以使用。
實施例1:
將1-硝基萘溶解在乙醇轉中備用,1-硝基萘和乙醇的重量比為1∶2。將ni/mgalo催化劑裝填在反應器中,流動氫氣氛下升溫至170℃,通入磷化液開始膦化(磷化液為質量濃度7.5%三苯基膦溶液),膦化結束后氫氣空速為500h-1,升溫至300℃開始老化4h。
固定床進料泵將1-硝基萘溶液泵入固定床反應器中,并通入氫氣,控制固定床溫度200℃、氫壓3.0mpa、空速0.25h-1,進行加氫反應,同時再用回流泵將從固定床流出的反應液泵出,進料泵的流速為40ml/h,收集反應液,蒸餾脫除溶劑后即得1-氨基萘。連續(xù)生產4000小時,產品轉化率99.8%,收率99.6%;超過5000小時后的轉化率98.3%,收率98%。
實施例2:
本實施例與實施例1基本相同,其不同點僅在于:控制固定床溫度130℃。連續(xù)生產4000小時,產品轉化率99.6%,收率99.2%;超過5000小時后的轉化率98%,收率97.8%。
實施例3:
本實施例與實施例1基本相同,其不同點僅在于:控制固定床溫度250℃。連續(xù)生產4000小時,產品轉化率99.6%,收率99.2%;超過5000小時后的轉化率97%,收率96.5%。
實施例4:
本實施例與實施例1基本相同,其不同點僅在于:控制氫壓2.0mpa。連續(xù)生產4000小時,產品轉化率99.0%,收率98.8%不變化,超過5000小時后的轉化率98.8%,收率98.2%。
實施例5:
本實施例與實施例1基本相同,其不同點僅在于:控制空速0.35h-1。連續(xù)生產3000小時得到產品轉化率99.0%,收率99.2%,超過4000小時后的轉化率96%,收率94.60%。
實施例6:
本實施例與實施例1基本相同,其不同點僅在于:控制空速0.5h-1(請您補充單位)。連續(xù)生產3000小時得到產品轉化率98.2%,收率97.6%,超過4000小時后的轉化率94.5%,收率93.2%。
實施例7:
本實施例與實施例1基本相同,其不同點僅在于:將哌啶代替實施例1中的乙醇。連續(xù)生產3000小時,產品轉化率99.6%,收率99.2%不變化,超過5000小時后的轉化率98%,收率96.8%。
實施例8:
本實施例與實施例1基本相同,其不同點僅在于:將甲苯代替實施例1中的乙醇。連續(xù)生產3000小時,產品轉化率99.6%,收率99.2%,超過5000小時后的轉化率96%,收率94.7%。
實施例9:
本實施例與實施例1基本相同,其不同點僅在于:將1,2-二氯乙烷代替實施例1中的乙醇。連續(xù)生產3000小時,得到產品轉化率99.8%,收率99.2%。超過5000小時后的轉化率97%,收率95.6%。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例。凡屬于本發(fā)明思路下的技術方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應該指出,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下的改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。