一種催化水解對(duì)甲苯胺制備對(duì)甲酚的生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種催化水解對(duì)甲苯胺制備對(duì)甲酚的生產(chǎn)系統(tǒng)。該生產(chǎn)系統(tǒng)包括水解反應(yīng)釜、與水解反應(yīng)釜串聯(lián)的過濾器、與過濾器串聯(lián)的分層器、與分層器串聯(lián)的萃取塔以及分別與萃取塔串聯(lián)的第一精餾塔和第二精餾塔，第一精餾塔連接有第一真空干燥器，第二精餾塔連接有第二真空干燥器。通過本實(shí)用新型所提供的系統(tǒng)，可以制備高純的對(duì)甲酚，同時(shí)可以聯(lián)產(chǎn)4，4′?二甲基二苯胺粗品。
【專利說明】
一種催化水解對(duì)甲苯胺制備對(duì)甲酚的生產(chǎn)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種催化水解對(duì)甲苯胺制備對(duì)甲酚的生產(chǎn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，化工行業(yè)合成對(duì)甲基苯酚常用的方法有:天然分離法，甲苯磺化堿熔法，苯酚烷基化法，異丙基甲苯法等。
[0003](I)天然分離法是甲酚的傳統(tǒng)制備方法，對(duì)甲基苯酚可從煤焦油中分餾獲得。但是因?yàn)橛邢薜馁Y源，加上一個(gè)復(fù)雜的工藝過程，并且需要眾多分離裝置，天然分離技術(shù)已面臨淘汰的地步。
[0004](2)甲苯磺化堿熔法是國(guó)內(nèi)目前生產(chǎn)對(duì)甲基苯酚的主要方法。該法的優(yōu)點(diǎn)在于技術(shù)已成熟、工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、所以適用于生產(chǎn)對(duì)甲基苯酚。但腐蝕嚴(yán)重，設(shè)備材質(zhì)要求高，分離困難，三廢量大，難處理。
[0005](3)苯酚烷基化法該方法用苯酚作為原料，用甲醇作為烷基化劑，甲酚由苯酚和甲醇在溫度為300?400 °C和壓力10?30bar條件下，并使用Al2O3為催化劑進(jìn)行甲基化反應(yīng)制得。由于此方法苛刻的反應(yīng)條件，導(dǎo)致雜質(zhì)的產(chǎn)生，如苯甲醚等，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，和其他混合甲酚制備路線相比沒有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
[0006](4)異丙基甲苯法，異丙基甲苯法反應(yīng)的復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于苯酚烷基化法。得到的產(chǎn)品純度較高、適合規(guī)模化生產(chǎn)，然而技術(shù)難度較大，原料匱乏，加之工藝流程較長(zhǎng)、蒸餾提純費(fèi)用較高，建廠費(fèi)用投資較大。
[0007](5)甲苯直接氧化法，采用新型T1-Si分子篩催化劑，可在過氧化氫水溶液存在下將甲苯羥基化一步合成對(duì)甲酚，同時(shí)聯(lián)產(chǎn)鄰甲酚等特點(diǎn)。
[0008](6)其它方法，除了以上幾種方法，由于巨大的市場(chǎng)需求和廣闊的發(fā)展前景，使新的，更科學(xué)的對(duì)甲酚合成技術(shù)也在不斷的研究和開發(fā)，如對(duì)甲基苯甲醛法(以對(duì)甲基苯甲醛為原料，在含有催化劑的有機(jī)溶液中催化氧化制備對(duì)甲酚)、對(duì)甲苯胺重氮化水解法(對(duì)甲苯胺經(jīng)重氮化和水解反應(yīng)制備對(duì)甲酚)、木質(zhì)素加氫法(以木質(zhì)素為原料，以鐵為催化劑加氫而得)以及甲苯溴化水解法(在Fe粉催化劑存在下甲苯溴化得到溴甲苯，再在NaOH溶液中高溫高壓水解而得到對(duì)甲酚)等。
[0009]然而，以上幾種方法普遍存在工藝過程復(fù)雜、污染嚴(yán)重、高溫高壓以及對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，難分離，品質(zhì)純度不高等缺點(diǎn)，相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備也存在生產(chǎn)效率低的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種催化水解對(duì)甲苯胺制備對(duì)甲酚的生產(chǎn)系統(tǒng)。通過本實(shí)用新型所提供的生產(chǎn)系統(tǒng)可將對(duì)甲苯胺在催化劑條件下，經(jīng)過低壓、較低溫度直接水解、萃取、分離、精餾、水解母液循環(huán)利用，生產(chǎn)對(duì)甲苯酚并副產(chǎn)4，f-二甲基苯胺，產(chǎn)品純度在99.5%以上。本生產(chǎn)系統(tǒng)還具有工藝設(shè)備流程短，設(shè)備腐蝕小，產(chǎn)品純度高，生產(chǎn)成本低，廢水少等優(yōu)點(diǎn)。
[0011]—種催化水解對(duì)甲苯胺制備對(duì)甲酚的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括水解反應(yīng)釜、與所述水解反應(yīng)釜串聯(lián)的過濾器、與所述過濾器串聯(lián)的分層器、與所述分層器串聯(lián)的萃取塔以及分別與所述萃取塔串聯(lián)的第一精餾塔和第二精餾塔，所述第一精餾塔連接有第一真空干燥器，所述第二精餾塔連接有第二真空干燥器。
[0012]進(jìn)一步的，系統(tǒng)還包括與所述分層器依次串聯(lián)的冷卻釜、結(jié)晶釜和分離器，所述分離器連接有酸化室，所述酸化室連接回所述水解反應(yīng)釜。
[0013]進(jìn)一步的，所述過濾器包括固相出口和液相出口，所述固相出口連接回所述水解反應(yīng)爸。
[0014]經(jīng)過分層器靜置分層，上層為混合有機(jī)相，下層為無機(jī)相溶液。有機(jī)相經(jīng)加入萃取劑后，送入萃取塔進(jìn)行分離。無機(jī)相溶液送入過濾器過濾，催化劑可再生循環(huán)使用，濾液經(jīng)冷卻、結(jié)晶，析出銨鹽，再經(jīng)離心分離，得到副產(chǎn)物銨鹽，分離后的母液補(bǔ)加入水解釜，循環(huán)使用。
[0015]進(jìn)一步的，所述第一精餾塔還依次串聯(lián)有第一冷凝器和第一回收溶劑槽，所述第一回收溶劑槽連接所述萃取塔。
[0016]進(jìn)一步的，所述第二精餾塔還依次串聯(lián)有第二冷凝器和第二回收溶劑槽，所述第二回收溶劑槽連接所述萃取塔。
[0017]精餾后的萃取劑經(jīng)冷凝回收，循環(huán)使用。
[0018]有益效果
[0019]1、通過本實(shí)用新型的生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)的對(duì)甲酚，產(chǎn)品純度高達(dá)99.5%以上，對(duì)比目前對(duì)甲酚行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及主要競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，純度更高，雜質(zhì)更少。
[0020]2、通過本實(shí)用新型可以對(duì)甲苯胺為原料，反應(yīng)過程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短，大大降低生產(chǎn)成本。
[0021]3、本實(shí)用新型的生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)反應(yīng)條件溫和，生產(chǎn)過程安全可靠。本工藝水解操作壓力為22?32kg/cm2，操作溫度275?295攝氏度，反應(yīng)過程簡(jiǎn)單，便于生產(chǎn)操作，生產(chǎn)過程采用全封閉操作，確保安全生產(chǎn)。
[0022]4、本實(shí)用新型的生產(chǎn)系統(tǒng)的三廢排放符合環(huán)保要求。在該生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)過程中，三廢排放量少，采用了綜合利用，化害為利，其最終產(chǎn)物除本項(xiàng)目產(chǎn)品外，副產(chǎn)物4，4'_二甲基二苯胺也可作為化工中間產(chǎn)品銷售，不僅提高了經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)提高了環(huán)境效益。
【附圖說明】
[0023]圖1是本實(shí)用新型所提供的催化水解對(duì)甲苯胺制備對(duì)甲酚的生產(chǎn)系統(tǒng)的系統(tǒng)圖。
[0024]附圖1中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0025]1、水解反應(yīng)釜，2、過濾器，3、分層器，4、萃取塔，5、第一精餾塔，6、第一真空干燥器，7、第一冷凝器，8、第一回收溶劑槽，9、第二精餾塔，10、第二真空干燥器，11、第二冷凝器，12、第二回收溶劑槽，13、冷卻釜，14、結(jié)晶釜，15、分離器，16、酸化室。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)施例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0027]在一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，如圖1所示，一種催化水解對(duì)甲苯胺制備對(duì)甲酚的生產(chǎn)系統(tǒng)，包括水解反應(yīng)釜1、與水解反應(yīng)釜I串聯(lián)的過濾器2、與過濾器2串聯(lián)的分層器3、與分層器3串聯(lián)的萃取塔4以及分別與萃取塔4串聯(lián)的第一精餾塔5和第二精餾塔9。其中，過濾器2包括固相出口和液相出口，固相出口通過管路連接回水解反應(yīng)釜I，進(jìn)行催化劑的回收利用。
[0028]第一精餾塔5分兩路。一路連接第一真空干燥器6，干燥后得到產(chǎn)品對(duì)甲酚。另一路依次串聯(lián)有第一冷凝器7和第一回收溶劑槽8，第一回收溶劑槽8連接萃取塔4，進(jìn)行萃取液的回收利用。
[0029]第二精餾塔9也分兩路。一路連接第二真空干燥器10，干燥后得到產(chǎn)品4，V-二甲基二苯胺粗品。另一路依次串聯(lián)有第二冷凝器11和第二回收溶劑槽12，第二回收溶劑槽12連接萃取塔4，進(jìn)行萃取液的回收利用。
[0030]系統(tǒng)還包括與分層器3依次串聯(lián)的冷卻釜13、結(jié)晶釜14和分離器15。分離器15分兩路，一路輸出副產(chǎn)物銨鹽，另一路連接有酸化室16，酸化室16連接回水解反應(yīng)釜I，進(jìn)行母液的回收利用。
[0031]生產(chǎn)系統(tǒng)的工作原理如下:
[0032]原料甲苯胺在水解反應(yīng)釜I中在催化劑調(diào)節(jié)下水解，水解液經(jīng)過過濾器2過濾和分層器3分層后得到有機(jī)相和無機(jī)相:
[0033]分層后的有機(jī)相在萃取塔4中萃取分離，得到粗品對(duì)甲酚溶液和4，V-二甲基二苯胺溶液，再分別由精餾塔精餾和干燥器干燥，得到對(duì)甲酚產(chǎn)品和4，4' -二甲基二苯胺粗品。精餾后的萃取液經(jīng)過冷凝器冷凝、回收溶劑槽回收，萃取液返回萃取塔4回用。
[0034]分層后的無機(jī)相經(jīng)過冷卻釜13冷卻、結(jié)晶釜14結(jié)晶和分離器15分離，可以得到副產(chǎn)物銨鹽和循環(huán)母液。循環(huán)母液酸化后即可返回水解反應(yīng)釜I回用。
[0035]總體上，系統(tǒng)內(nèi)的反應(yīng)步驟如下:
[0036]I)將對(duì)甲苯胺在催化劑和酸性條件下水解，得到水解后的混合溶液；
[0037]2)將步驟I)得到的水解后的混合溶液進(jìn)行靜置分層，有機(jī)相經(jīng)過萃取和分離后得到粗品對(duì)甲酚溶液和副產(chǎn)品4，V -二甲基二苯胺溶液。
[0038]3)將步驟2)得到的粗品對(duì)甲酚溶液和副產(chǎn)品4，V -二甲基二苯胺溶液分別依次精餾和干燥，得到對(duì)甲酚產(chǎn)品和4，V -二甲基二苯胺粗品。
[0039]反應(yīng)原理如下:
[0040 ] CH3C6H4NH2+H20+H+^CH3C6H40H+NH4+
[0041 ] CH3C6H4OH+CH3C6H4NH24CH3C6H4NHC6H4CH3+H2O
[0042]催化劑為鋯基無機(jī)固體酸催化劑。在磷酸溶液和/或硫酸溶液提供的酸性條件下進(jìn)行水解，水解的pH值為3?5。萃取劑為乙酸乙酯。水解操作壓力為22?32kg/cm2，水解操作溫度在275?295°C，水解時(shí)間為10?12h。
[0043]效果例I
[0044]以上述生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行催化水解對(duì)甲苯胺制備對(duì)甲酚
[0045]I)將對(duì)甲苯胺在催化劑和酸性條件下水解，得到水解后的混合溶液。
[0046]2)將步驟I)得到的水解后的混合溶液進(jìn)行靜置分層，有機(jī)相經(jīng)過萃取和分離后得到粗品對(duì)甲酚溶液和副產(chǎn)品4，V -二甲基二苯胺溶液。
[0047]3)將步驟2)得到的粗品對(duì)甲酚溶液和副產(chǎn)品4，V-二甲基二苯胺溶液分別依次精餾和干燥，得到對(duì)甲酚產(chǎn)品和4，V -二甲基二苯胺粗品。
[0048]水解的pH值為5，由磷酸提供，水解操作壓力為23kg/cm2，水解操作溫度在275°C，水解時(shí)間為12h。
[0049]對(duì)甲酚的收率為75.6%,純度為99.85%。
[0050]效果例2
[0051]以上述生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行催化水解對(duì)甲苯胺制備對(duì)甲酚
[0052]I)將對(duì)甲苯胺在催化劑和酸性條件下水解，得到水解后的混合溶液。
[0053]2)將步驟I)得到的水解后的混合溶液進(jìn)行靜置分層，有機(jī)相經(jīng)過萃取和分離后得到粗品對(duì)甲酚溶液和副產(chǎn)品4，V -二甲基二苯胺溶液。
[0054]3)將步驟2)得到的粗品對(duì)甲酚溶液和副產(chǎn)品4，V -二甲基二苯胺溶液分別依次精餾和干燥，得到對(duì)甲酚產(chǎn)品和4，V -二甲基二苯胺粗品。
[0055]水解的pH值為3，由硫酸提供，水解操作壓力為32kg/cm2，水解操作溫度在295°C，水解時(shí)間為1h。
[0056]對(duì)甲酚的產(chǎn)率為79.8%,純度為99.75 %。
[0057]效果例3
[0058]以上述生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行催化水解對(duì)甲苯胺制備對(duì)甲酚
[0059]I)將對(duì)甲苯胺在催化劑和酸性條件下水解，得到水解后的混合溶液。
[0060]2)將步驟I)得到的水解后的混合溶液進(jìn)行靜置分層，有機(jī)相經(jīng)過萃取和分離后得到粗品對(duì)甲酚溶液和副產(chǎn)品4，V -二甲基二苯胺溶液。
[0061]3)將步驟2)得到的粗品對(duì)甲酚溶液和副產(chǎn)品4，V -二甲基二苯胺溶液分別依次精餾和干燥，得到對(duì)甲酚產(chǎn)品和4，V -二甲基二苯胺粗品。
[0062]水解的pH值為4，由磷酸提供，水解操作壓力為26kg/cm2，水解操作溫度在287°C，水解時(shí)間為llh。
[0063]對(duì)甲酚的產(chǎn)率為77.1%，純度為99.70%。
[0064]通過本實(shí)用新型所提供的系統(tǒng)，可以制備高純的對(duì)甲酚，同時(shí)可以聯(lián)產(chǎn)4，f-二甲基一■苯胺粗品。
[0065]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種催化水解對(duì)甲苯胺制備對(duì)甲酚的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:包括水解反應(yīng)釜(I)、與所述水解反應(yīng)釜(I)串聯(lián)的過濾器(2)、與所述過濾器(2)串聯(lián)的分層器(3)、與所述分層器(3)串聯(lián)的萃取塔(4)以及分別與所述萃取塔(4)串聯(lián)的第一精餾塔(5)和第二精餾塔(9)，所述第一精餾塔(5)連接有第一真空干燥器(6)，所述第二精餾塔(9)連接有第二真空干燥器(10)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化水解對(duì)甲苯胺制備對(duì)甲酚的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:還包括與所述分層器(3)依次串聯(lián)的冷卻釜(13)、結(jié)晶釜(14)和分離器(15)，所述分離器(15)連接有酸化室(16)，所述酸化室(16)連接回所述水解反應(yīng)釜(I)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的催化水解對(duì)甲苯胺制備對(duì)甲酚的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述過濾器(2)包括固相出口和液相出口，所述固相出口連接回所述水解反應(yīng)釜(I)。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的催化水解對(duì)甲苯胺制備對(duì)甲酚的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述第一精餾塔(5)還依次串聯(lián)有第一冷凝器(7)和第一回收溶劑槽(8)，所述第一回收溶劑槽(8)連接所述萃取塔(4)。5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一所述的催化水解對(duì)甲苯胺制備對(duì)甲酚的生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于:所述第二精餾塔(9)還依次串聯(lián)有第二冷凝器(I I)和第二回收溶劑槽(12)，所述第二回收溶劑槽(12)連接所述萃取塔(4)。
【文檔編號(hào)】C07C37/74GK205635425SQ201620447039
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月17日
【發(fā)明人】蔡春, 楊春, 趙瑞先
【申請(qǐng)人】湖北可賽化工有限公司