本發(fā)明涉及一種連續(xù)的苯胺基乙腈的生產(chǎn)工藝，具體地說(shuō)是一種苯胺基乙腈的微流體的放大規(guī)模生產(chǎn)及母液回收套用工藝，屬于苯胺基乙腈合成領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

苯胺基乙腈是生產(chǎn)靛藍(lán)的中間體，主要用于牛仔布染色，用于染料中間體；還可用于其他精細(xì)化學(xué)品的合成，目前國(guó)內(nèi)較為流行的采用“苯胺羥基乙腈法”。

專(zhuān)利cn101514170a公開(kāi)了一種連續(xù)通過(guò)管道式預(yù)熱器、管道式混合器、管道式反應(yīng)器和反應(yīng)釜的生產(chǎn)方法，采用60％～99.5％濃度的羥基乙腈為原料，反應(yīng)需要加入助劑，在管道式反應(yīng)器內(nèi)先進(jìn)行快速反應(yīng)階段，然后進(jìn)入反應(yīng)釜進(jìn)行中慢速反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，同時(shí)操作復(fù)雜能耗較高，且使用高濃度的羥基乙腈存在安全危險(xiǎn)性。

中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)說(shuō)明書(shū)cn104496848公開(kāi)了一種制備苯胺基乙腈的方法，以苯胺與羥基乙腈連續(xù)通過(guò)微通道反應(yīng)器縮合反應(yīng)生成苯胺基乙腈，該發(fā)明使用堿性催化劑預(yù)處理羥基乙腈，反應(yīng)原料苯胺與羥基乙腈摩爾比為1:1～1.3，壓力為0.3mpa，流量較小。該發(fā)明中使用堿性催化劑在高溫條件下會(huì)對(duì)微反應(yīng)器產(chǎn)生腐蝕，采用羥基乙腈過(guò)量的方式會(huì)使得母液中的氰基值較高，羥基乙腈無(wú)法回收也會(huì)對(duì)環(huán)境有污染，同時(shí)該母液里由于過(guò)量羥基乙腈導(dǎo)致的雜質(zhì)多也無(wú)法回收利用。

近年來(lái)微反應(yīng)器合成苯胺基乙腈應(yīng)用越來(lái)越受到關(guān)注，也進(jìn)行了很多研究，使用微反應(yīng)器小試階段可以達(dá)到很好地產(chǎn)品純度和收率，但是使用催化劑進(jìn)行反應(yīng)，在高溫下催化劑對(duì)微反應(yīng)器管道有嚴(yán)重的腐蝕，限制了微反應(yīng)器的應(yīng)用，這存在嚴(yán)重的放大生產(chǎn)問(wèn)題，為此本發(fā)明做出研究。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決，本發(fā)明提供一種為了避免催化劑對(duì)微反應(yīng)器的腐蝕，同時(shí)達(dá)到一定生產(chǎn)規(guī)模，使得該反應(yīng)不存在放大效應(yīng)，結(jié)合微流體通道反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)完全改變物料的投料比例，不加入催化劑進(jìn)行反應(yīng)，得到的母液可回收利用，減少環(huán)境污染，具有優(yōu)異的實(shí)際生產(chǎn)效果。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案：一種連續(xù)生產(chǎn)苯胺基乙腈的方法，以苯胺和羥基乙腈連續(xù)通過(guò)微流體通道反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)，以摩爾比計(jì)，1<苯胺:羥基乙腈≤1.2；反應(yīng)溫度為170～220℃；反應(yīng)時(shí)間為10～50秒。優(yōu)選cpmm或starlam系列微流體反應(yīng)器。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，本發(fā)明所述方法在不添加催化劑的條件下進(jìn)行。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，本發(fā)明所述苯胺的質(zhì)量濃度為99.0-99.9％，羥基乙腈的質(zhì)量濃度為30-60％。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，本發(fā)明所述的連續(xù)生產(chǎn)苯胺基乙腈的方法，包括以下步驟：

⑴由背壓閥背壓，使微流體通道反應(yīng)器系統(tǒng)內(nèi)的壓力達(dá)到2～5mpa；換熱器、微混合器、列管反應(yīng)器延時(shí)管線分別由恒溫浴加熱至170-220℃；

⑵苯胺由進(jìn)料泵進(jìn)料，苯胺的進(jìn)料流量為1.1-12.1l/min，流經(jīng)換熱器進(jìn)行預(yù)熱；

⑶羥基乙腈由進(jìn)料泵進(jìn)料，羥基乙腈的進(jìn)料流量為2.12-12.9l/min；

⑷預(yù)熱后的苯胺與羥基乙腈在微混合器內(nèi)混合，，經(jīng)列管反應(yīng)器延遲管線完成反應(yīng)；

⑸反應(yīng)液進(jìn)入降溫系統(tǒng)，降至20～30℃，加入水?dāng)嚢栉龀鼍w。

優(yōu)選地，所述步驟⑸中水的加入量為所述步驟⑵苯胺和所述步驟⑶羥基乙腈的體積總量的0.5-5倍。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述方法還包括以下回收苯胺的步驟：

⑹分離所述步驟⑸中的晶體后，剩余的液體為一次母液；

⑺所述一次母液分層分離苯胺，剩余的液體為二次母液或者向所述一次母液中加入苯胺，萃取出未反應(yīng)的過(guò)量的苯胺，剩余的液體為二次母液。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟⑺中苯胺的加入量為所述步驟⑵中苯胺的進(jìn)料量的1-15％。

更優(yōu)選地，所述步驟⑺中苯胺的加入量為所述步驟⑵中苯胺的進(jìn)料量的10％。

一次母液加入苯胺后攪拌一段時(shí)間，靜置沉降，苯胺會(huì)分出明顯的液層，即可分離出苯胺，這部分苯胺可循環(huán)用于反應(yīng)原料。

當(dāng)投料比苯胺:羥基乙腈為1.2:1時(shí)，反應(yīng)中苯胺過(guò)量，苯胺可與反應(yīng)液分層不需要額外加入苯胺；當(dāng)投料比苯胺:羥基乙腈為1.01:1時(shí)，加入1-15％的苯胺更利于分層，最優(yōu)加入量為10％。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，還包括所述二次母液循環(huán)利用的步驟：將所述步驟⑺得到的二次母液代替所述步驟⑸的水。

微流體通道反應(yīng)器因其內(nèi)部的微結(jié)構(gòu)使得反應(yīng)設(shè)備具有極大的比表面積，可達(dá)攪拌釜比表面積的幾百倍甚至上千倍。微流體通道反應(yīng)器有著極好的傳熱和傳質(zhì)能力，可以實(shí)現(xiàn)物料的瞬間均勻混合和高效的傳熱。本發(fā)明苯胺和羥基乙腈摩爾比為1.01～1.2:1，結(jié)合微流體通道反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)稍微過(guò)量的苯胺起到一定的催化作用使得反應(yīng)加速，可達(dá)到更優(yōu)的效果：

1、微流體通道反應(yīng)器進(jìn)料系統(tǒng)通過(guò)進(jìn)料泵來(lái)進(jìn)行，無(wú)需人工分批加料，不用間歇操作，可以連續(xù)的操作得到終產(chǎn)品使用的設(shè)備占地面積小、產(chǎn)能高、操作簡(jiǎn)便；

2、不需要加入催化劑，避免了微反應(yīng)器的腐蝕，也使得反應(yīng)成本降低，簡(jiǎn)化操作工藝，不存在放大效應(yīng)，使得該工藝可實(shí)現(xiàn)一套設(shè)備年產(chǎn)萬(wàn)噸級(jí)規(guī)模；

3、反應(yīng)過(guò)程中羥基乙腈不聚合產(chǎn)生雜質(zhì)，不反應(yīng)的再一次母液中回收的苯胺可以回收套用；改善苯胺基乙腈母液處理存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、人工成本高、廢水量大的缺點(diǎn)，減少環(huán)境污染。

4、所產(chǎn)生的二次母液可以多次循環(huán)套用，用于降溫結(jié)晶析出產(chǎn)品。二次母液里面羥基乙腈反應(yīng)很完全，母液里有很少的雜質(zhì)，為了減少三廢，二次母液完全可以循環(huán)利用，即反應(yīng)完成降溫淬滅反應(yīng)后加入二次母液，稀釋利于攪拌，同時(shí)產(chǎn)品析出。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明附圖1幅，

圖1，本發(fā)明工藝流程圖；

圖中，u微混合器，p泵，v進(jìn)料/接收罐，f過(guò)濾器，pt壓力變送器，psv安全閥，te溫度計(jì)，bpv背壓閥，pg壓力表，cv單向閥，pia壓力傳感器，ti溫度傳感器，e換熱器。

具體實(shí)施方式

下述非限制性實(shí)施例可以使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。下述實(shí)施例中所述試劑和材料，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑獲得，本發(fā)明可以達(dá)到一套設(shè)備生產(chǎn)萬(wàn)噸級(jí)的規(guī)模，但在實(shí)例說(shuō)明中給出不同流量數(shù)據(jù)。

以下實(shí)施例在不添加催化劑的條件下，采用starlam系列微流體通道反應(yīng)器進(jìn)行。

實(shí)施例1

1)將反應(yīng)系統(tǒng)壓力，由背壓閥達(dá)到3mpa，換熱器和微混合器由恒溫浴加熱至170℃；列管反應(yīng)器延時(shí)管線由恒溫浴加熱至170℃；

2)將質(zhì)量濃度為99.5％的苯胺以體積流量1.10l/min由泵p-01進(jìn)料，流經(jīng)換熱器進(jìn)行預(yù)熱；

3)將質(zhì)量濃度為30.0％的羥基乙腈以體積流量2.12l/min由泵p-02進(jìn)料；

4)苯胺與羥基乙腈在微混合器u內(nèi)混合；混合液流經(jīng)列管反應(yīng)器延時(shí)管線完成縮合反應(yīng)，時(shí)間為30秒；

5)混合液導(dǎo)出液流入降溫釜v-03，降溫進(jìn)行淬滅，設(shè)備運(yùn)行30分鐘，加入水或者二次母液保溫在30℃析出產(chǎn)品，收率為99.90％，純度為98.9％；

6)分離步驟5)中的晶體后剩余的液體為一次母液；

7)所述一次母液分層分離苯胺，剩余的液體為二次母液或向所述一次母液中加入苯胺，萃取出未反應(yīng)的過(guò)量苯胺(可循環(huán)用于反應(yīng)原料)，剩余的液體為二次母液。

8)二次母液循環(huán)利用于步驟5)析出晶體。

實(shí)施例2

1)將反應(yīng)系統(tǒng)壓力，由背壓閥達(dá)到壓力3mpa，換熱器和微混合器由恒溫浴加熱至170℃；列管反應(yīng)器延時(shí)管線由恒溫浴加熱至180℃；

2)將質(zhì)量濃度為99.9％的苯胺以體積流量2.19l/min由泵p-01進(jìn)料，流經(jīng)換熱器進(jìn)行預(yù)熱；

3)將質(zhì)量濃度為50.0％的羥基乙腈以體積流量2.54l/min由泵p-02進(jìn)料；

4)苯胺與羥基乙腈在微混合器u內(nèi)混合；混合液流經(jīng)列管反應(yīng)器延時(shí)管線完成縮合反應(yīng)，時(shí)間為20秒；

5)混合液導(dǎo)出液流入降溫釜v-03，降溫進(jìn)行淬滅，設(shè)備運(yùn)行45分鐘，加入水或者二次母液保溫在30℃析出產(chǎn)品，收率為99.92％，純度為99％；

6)分離步驟5)中的晶體后剩余的液體為一次母液；

7)所述一次母液分層分離苯胺，剩余的液體為二次母液或向所述一次母液中加入苯胺，萃取出未反應(yīng)的過(guò)量苯胺(可循環(huán)用于反應(yīng)原料)，剩余的液體為二次母液；

8)二次母液循環(huán)利用于步驟5)析出晶體。

實(shí)施例3

1)將反應(yīng)系統(tǒng)壓力，由背壓閥達(dá)到壓力3mpa，換熱器和微混合器由恒溫浴加熱至180℃；列管反應(yīng)器延時(shí)管線由恒溫浴加熱至200℃；

2)將質(zhì)量濃度為99.0％的苯胺以體積流量5.5l/min由泵p-01進(jìn)料，流經(jīng)換熱器進(jìn)行預(yù)熱；

3)將質(zhì)量濃度為40.0％的羥基乙腈以體積流量7.3l/min由泵p-02進(jìn)料；

4)苯胺與羥基乙腈在微混合器u內(nèi)混合；混合液流經(jīng)列管反應(yīng)器延時(shí)管線完成縮合反應(yīng)，時(shí)間為15秒；

5)混合液導(dǎo)出液流入降溫釜v-03，降溫進(jìn)行淬滅，設(shè)備運(yùn)行2小時(shí)，加入水或者二次母液保溫在20℃析出產(chǎn)品，收率為99.94％，純度為99.0％；

6)分離步驟5)中的晶體后剩余的液體為一次母液；

7)所述一次母液分層分離苯胺，剩余的液體為二次母液或向所述一次母液中加入苯胺，萃取出未反應(yīng)的過(guò)量苯胺，可循環(huán)用于反應(yīng)原料，剩余的液體為二次母液；

8)二次母液循環(huán)利用于步驟5)析出晶體。

實(shí)施例4

1)將反應(yīng)系統(tǒng)壓力，由背壓閥達(dá)到壓力5mpa，換熱器和微混合器由恒溫浴加熱至200℃；列管反應(yīng)器延時(shí)管線由恒溫浴加熱至220℃；

2)將質(zhì)量濃度為99.0％的苯胺以體積流量12.1l/min由泵p-01進(jìn)料，流經(jīng)換熱器進(jìn)行預(yù)熱；

3)將質(zhì)量濃度為50.0％的羥基乙腈以體積流量12.9l/min由泵p-02進(jìn)料；

4)苯胺與羥基乙腈在微混合器u內(nèi)混合；混合液流經(jīng)列管反應(yīng)器延時(shí)管線完成縮合反應(yīng)，時(shí)間為10秒；

5)混合液導(dǎo)出液流入降溫釜v-03，降溫進(jìn)行淬滅，設(shè)備運(yùn)行12小時(shí)，加入水或者二次母液保溫在20℃析出產(chǎn)品，收率為99.93％，純度為99.1％；

6)分離步驟5)中的晶體后剩余的液體為一次母液；

7)所述一次母液分層分離苯胺，剩余的液體為二次母液或向所述一次母液中加入苯胺，萃取出未反應(yīng)的過(guò)量苯胺(可循環(huán)用于反應(yīng)原料)，剩余的液體為二次母液；可循環(huán)利用于步驟5)析出晶體。

以苯胺體積流量12.1l/min，羥基乙腈體積流量12.9l/min運(yùn)行8000小時(shí)，年產(chǎn)量可達(dá)7500噸。