專利名稱：一種防老劑4020連續(xù)化生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防老劑的生產(chǎn)工藝，更具體地說涉及一種防老劑4020連續(xù)化生
產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
防老劑是橡膠助劑的一個(gè)重要組成部分，對(duì)橡膠的抗臭氧、抗氧化、抗熱、抗曲撓有著不可替代的作用。在對(duì)苯二胺系列眾多產(chǎn)品中，被全世界廣泛應(yīng)用的是防老劑4010NA 和4020。防老劑4020[N-(1，3-二甲基丁基)-N，_苯基對(duì)苯二胺]屬于對(duì)苯二胺類防老劑綜合防護(hù)效果、尤其是耐久性良好，是目前防老劑的主導(dǎo)產(chǎn)品，它廣泛用于輪胎和電纜等橡膠制品中?，F(xiàn)有的合成工藝一般都是采用4-氨基二苯胺與甲基異丁基酮在高壓下經(jīng)催化加氫縮合制得。在此制備工藝中所用的固定床加氫反應(yīng)器一般均采用錐底平頂全不銹鋼的結(jié)構(gòu)，分布器采用普通的蓮蓬頭式分布器，這樣反應(yīng)體系效率低、能耗高、產(chǎn)品收率低，投資高，反應(yīng)器的直徑最大也只有Φ 700，這就造成其生產(chǎn)能力每年僅2500噸左右。此外受原反應(yīng)器尺寸小，生產(chǎn)能力低等方面的限制，單套裝置的生產(chǎn)能力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足隨著我國(guó)汽車與輪胎工業(yè)的快速發(fā)展對(duì)橡膠助劑市場(chǎng)增加的需求，也越來越不能滿足生產(chǎn)對(duì)裝置大型化的要求。綜上所述加氫反應(yīng)器由于受到反應(yīng)器尺寸小，生產(chǎn)能力低的限制，增加產(chǎn)量就必須靠增加反應(yīng)器設(shè)備數(shù)量，不僅將大大增加裝置的投資、能耗、維護(hù)費(fèi)用，也使生產(chǎn)效率降低。同時(shí)在現(xiàn)有加氫制備工藝中，自4-氨基二苯胺(RT)、甲基異丁基酮計(jì)量泵來的料液及氫氣循環(huán)機(jī)來的循環(huán)氫氣經(jīng)預(yù)熱器ElOl (套管式換熱器)蒸汽加熱后直接進(jìn)入反應(yīng)器R101，由TRC/101控制SPlOl開度達(dá)到控制進(jìn)料溫度的目的。預(yù)熱器ElOl的加熱蒸汽為3. 5MPa的過熱蒸汽，在生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)以下問題⑴在催化劑單程活化時(shí)(活化溫度< 150°C)，由于蒸汽壓力及溫度都比較高，SPlOl控制很難實(shí)現(xiàn)自控，TRC/101溫度的波動(dòng)很大(士 10°C )，所以會(huì)造成催化劑活化時(shí)很容易超溫失活，這也直接影響到了催化劑的壽命與單程產(chǎn)量；(2)由于蒸汽壓力的波動(dòng)比較大，這造成TRC/101溫度波動(dòng)比較大 (士5°C)，直接影響到反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)溫度TRAlOl的波動(dòng)，最終對(duì)RT的轉(zhuǎn)化率(產(chǎn)品的收率) 也造成影響；(3)由于蒸汽壓力的波動(dòng)比較大，ElOl外管膨脹節(jié)經(jīng)常出現(xiàn)裂紋，造成停車。另外現(xiàn)有加氫制備工藝中所用的催化劑劑一般都是銅系催化劑，也存在著以下不足之處在催化劑活期后的前期，催化劑活性非常強(qiáng)，選擇性差，過量的甲基異丁基甲酮反應(yīng)都生成了甲基異丁基甲醇，造成甲基異丁基甲酮的消耗比較大。因此需要開發(fā)新的反應(yīng)裝置、工藝條件和工藝方法以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題和不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題和不足，提供了一種防老劑4020連續(xù)化生產(chǎn)工藝，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)效率高，設(shè)備投資的成本低。
本發(fā)明的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)如下本發(fā)明的防老劑4020連續(xù)化生產(chǎn)工藝，是以4-氨基二苯胺、甲基異丁基酮與氫氣為原料，所有原料共同經(jīng)過預(yù)熱器ElOl預(yù)熱后進(jìn)入反應(yīng)器，在催化劑作用下、在高壓條件下經(jīng)催化加氫反應(yīng)制得，其中所述的反應(yīng)器為氣液固三相固定床加氫反應(yīng)器，加氫反應(yīng)是利用氣液固三相固定床加氫反應(yīng)器進(jìn)行的連續(xù)化操作，所述的氣液固三相固定床加氫反應(yīng)器包括有主體容器、出料口、放凈口、進(jìn)料預(yù)分布器、上封頭、下封頭、上支座、下支座和測(cè)溫口，其中所述的進(jìn)料預(yù)分布器為排管式預(yù)分布器，排管式預(yù)分布器安裝在主體容器下部，所述的上封頭為橢圓形封頭，下封頭為橢圓形封頭，反應(yīng)時(shí)溫度為165 230°C，壓力為5. 5 6. OMPa，酮胺比為2 4 1，氫油比為2000 5000 1。本發(fā)明的防老劑4020連續(xù)化生產(chǎn)工藝，其進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的主體容器上催化劑層底部設(shè)有人孔。本發(fā)明的防老劑4020連續(xù)化生產(chǎn)工藝，其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是所述的排管式預(yù)分布器的噴嘴朝下。本發(fā)明的防老劑4020連續(xù)化生產(chǎn)工藝，其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是所述的預(yù)熱器ElOl由用導(dǎo)熱油加熱的帶夾套管的靜態(tài)混合器組成，預(yù)熱器ElOl的溫度控制在 150 220°C，當(dāng)導(dǎo)熱油溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于反應(yīng)所需溫度時(shí)，可通過控制用導(dǎo)熱油加熱的帶夾套管的靜態(tài)混合器的數(shù)量來調(diào)節(jié)預(yù)熱器ElOl的換熱面積；更進(jìn)一步的技術(shù)方案是在預(yù)熱器 ElOl與反應(yīng)器之間還設(shè)有一個(gè)靜態(tài)混合器H101，原料經(jīng)預(yù)熱器ElOl加熱后，再進(jìn)入增加的靜態(tài)混合器HlOl，最后進(jìn)入反應(yīng)器RlOl，靜態(tài)混合器HlOl的作用是增加冷熱流體混合均勻程度，靜態(tài)混合器HlOl可不帶夾套，也可不用加熱。本發(fā)明的防老劑4020連續(xù)化生產(chǎn)工藝，其進(jìn)一步的技術(shù)方案還可以是所述的催化劑為加氫鎳系催化劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明的生產(chǎn)工藝采用氣液固三相固定床加氫反應(yīng)器，其進(jìn)料預(yù)分布器由原蓮蓬頭式改為排管式，使分布更加均勻，傳質(zhì)效果更好，從而可以加大反應(yīng)器的尺寸，反應(yīng)器直徑可達(dá)1200mm以上；上封頭用橢圓形封頭，改變了原上封頭雙錐面密封的設(shè)備法蘭及平蓋形式，用料少尺寸小且密封性好，容易拆裝；下封頭用橢圓形封頭，封頭受力均勻，局部應(yīng)力較少，殼體計(jì)算壁厚也較小，成本低。另外在主體容器上催化劑層底部設(shè)有人孔，從而使催化劑更換更加方便。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝中預(yù)熱器ElOl加熱采用導(dǎo)熱油加熱的方式，具有以下優(yōu)點(diǎn) (1)由于導(dǎo)熱油溫度可控在士2°c范圍內(nèi)，所以在催化劑活化時(shí)能實(shí)現(xiàn)活化溫度的平穩(wěn)控制，不再容易引起活化超溫；( 由于導(dǎo)熱油的溫度波動(dòng)不大，所以其基本能實(shí)現(xiàn)反應(yīng)溫度的穩(wěn)定控制(士 1°C) ； (3)由于導(dǎo)熱油運(yùn)行時(shí)的壓力不高且波動(dòng)范圍很小，所以其對(duì)設(shè)備的要求也要低于用蒸汽加熱的，其運(yùn)行故障率也明顯低于用蒸汽加熱的設(shè)備。另外本發(fā)明的生產(chǎn)工藝中所采用的催化劑為加氫鎳系催化劑，具有以下優(yōu)點(diǎn)⑴ 只有少部分沒有和RT培司反應(yīng)的甲基異丁基酮轉(zhuǎn)化為甲基異丁基醇；( RT培司的基本轉(zhuǎn)化完全；C3)與銅基催化劑相比，所產(chǎn)生的副產(chǎn)物較少；(4)與銅基催化劑相比，催化劑對(duì)C =0加氫的選擇性低。


圖1為本發(fā)明中氣液固三相固定床加氫反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意1中部件說明1-放凈口，2-下封頭，3-進(jìn)料預(yù)分布器，4-人孔，5-下支座，6-主體容器(筒體)，7-測(cè)溫口，8-催化劑，9-上支座，10-上封頭，11 -催化劑裝口，12-出料口圖2為本發(fā)明的生產(chǎn)工藝示意2中ElOl為預(yù)熱器 HlOl為靜態(tài)混合器 RlOl為反應(yīng)器
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1所示，本實(shí)施例的防老劑4020連續(xù)化生產(chǎn)工藝中所用的氣液固三相固定床加氫反應(yīng)器包括有主體容器即筒體、出料口、放凈口、進(jìn)料預(yù)分布器、上封頭、下封頭、上支座、下支座和測(cè)溫口，主體容器為圓柱體，高度14. 6m，直徑為1200mm，其中所述的進(jìn)料預(yù)分布器為排管式預(yù)分布器，安裝在反應(yīng)器下部并被瓷球包圍，所述的排管式預(yù)分布器的噴嘴朝下，所述的上封頭為橢圓形封頭，下封頭為橢圓形封頭，主體容器上催化劑層底部設(shè)有人孔，從而使催化劑更換更加方便，反應(yīng)器主體用不銹鋼復(fù)合板，此反應(yīng)器用于4020的生產(chǎn)其年產(chǎn)量可達(dá)7500噸以上。如圖2所示，4020生產(chǎn)時(shí)，酮胺比為3 1，氫油比為3000 1，原料4_氨基二苯胺、氫氣和甲基異丁基酮先進(jìn)入由用導(dǎo)熱油加熱的帶夾套管的靜態(tài)混合器組成預(yù)熱器ElOl 預(yù)熱至190°C，部分原料汽化后，再進(jìn)入靜態(tài)混合器H101，然后物料通過排管式預(yù)分布器一起進(jìn)入反應(yīng)器RlOl。液體物料充滿反應(yīng)器，氫氣在液體物料中鼓泡，在鎳催化劑作用下，在反應(yīng)溫度為200°C，壓力為5. 5MPa條件下，逐步和原料反應(yīng)，反應(yīng)后的物料通過出料口出料，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率可達(dá)96%。實(shí)施例2本實(shí)施例所用的氣液固三相固定床加氫反應(yīng)器同實(shí)施例1 一樣。如圖2所示，4020生產(chǎn)時(shí)，酮胺比為2 1，氫油比為2000 1，原料4_氨基二苯胺、氫氣和甲基異丁基酮先進(jìn)入由用導(dǎo)熱油加熱的帶夾套管的靜態(tài)混合器組成預(yù)熱器ElOl 預(yù)熱至150°C，部分原料汽化后，再進(jìn)入靜態(tài)混合器H101，然后物料通過排管式預(yù)分布器一起進(jìn)入反應(yīng)器RlOl。液體物料充滿反應(yīng)器，氫氣在液體物料中鼓泡，在鎳催化劑作用下，在反應(yīng)溫度為165°C，壓力為6MPa條件下，逐步和原料反應(yīng)，反應(yīng)后的物料通過出料口出料， 反應(yīng)轉(zhuǎn)化率可達(dá)95. 1%。實(shí)施例3本實(shí)施例所用的氣液固三相固定床加氫反應(yīng)器同實(shí)施例1 一樣。如圖2所示，4020生產(chǎn)時(shí)，酮胺比為4 1，氫油比為5000 1，原料4_氨基二苯胺、氫氣和甲基異丁基酮先進(jìn)入由用導(dǎo)熱油加熱的帶夾套管的靜態(tài)混合器組成預(yù)熱器ElOl 預(yù)熱至220°C，部分原料汽化后，再進(jìn)入靜態(tài)混合器H101，然后物料通過排管式預(yù)分布器一起進(jìn)入反應(yīng)器RlOl。液體物料充滿反應(yīng)器，氫氣在液體物料中鼓泡，在鎳催化劑作用下，在反應(yīng)溫度為230°C，壓力為5. 8MPa條件下，逐步和原料反應(yīng)，反應(yīng)后的物料通過出料口出料，反應(yīng)轉(zhuǎn)化率可達(dá)97%。
權(quán)利要求
1.一種防老劑4020連續(xù)化生產(chǎn)工藝，是以4-氨基二苯胺、甲基異丁基酮與氫氣為原料，所有原料共同經(jīng)過預(yù)熱器(ElOl)預(yù)熱后進(jìn)入反應(yīng)器，在催化劑作用下、在高壓條件下經(jīng)催化加氫反應(yīng)制得，其特征在于所述的反應(yīng)器為氣液固三相固定床加氫反應(yīng)器，加氫反應(yīng)是利用氣液固三相固定床加氫反應(yīng)器進(jìn)行的連續(xù)化操作，所述的氣液固三相固定床加氫反應(yīng)器包括有主體容器、出料口、放凈口、進(jìn)料預(yù)分布器、上封頭、下封頭、上支座、下支座和測(cè)溫口，其中所述的進(jìn)料預(yù)分布器為排管式預(yù)分布器，排管式預(yù)分布器安裝在主體容器下部，所述的上封頭為橢圓形封頭，下封頭為橢圓形封頭，反應(yīng)時(shí)溫度為165 230°C，壓力為 5. 5 6. OMPa，酮胺比為2 4 1，氫油比為2000 5000 1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防老劑4020連續(xù)化生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的主體容器上催化劑層底部設(shè)有人孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防老劑4020連續(xù)化生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的排管式預(yù)分布器的噴嘴朝下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防老劑4020連續(xù)化生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的預(yù)熱器 (ElOl)由用導(dǎo)熱油加熱的帶夾套管的靜態(tài)混合器組成，預(yù)熱器(ElOl)的溫度控制在150 220°C，當(dāng)導(dǎo)熱油溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于反應(yīng)所需溫度時(shí)，可通過控制用導(dǎo)熱油加熱的帶夾套管的靜態(tài)混合器的數(shù)量來調(diào)節(jié)預(yù)熱器(ElOl)的換熱面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的防老劑4020連續(xù)化生產(chǎn)工藝，其特征在于在預(yù)熱器(ElOl) 與反應(yīng)器之間還設(shè)有一個(gè)靜態(tài)混合器(HlOl)，原料經(jīng)預(yù)熱器(ElOl)加熱后，再進(jìn)入增加的靜態(tài)混合器(HlOl)，最后進(jìn)入反應(yīng)器(RlOl)，增加了冷熱流體混合均勻程度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防老劑4020連續(xù)化生產(chǎn)工藝，其特征在于所述的催化劑為加氫鎳系催化劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種防老劑4020連續(xù)化生產(chǎn)工藝，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)效率高。該工藝，是以4-氨基二苯胺、甲基異丁基酮與氫氣為原料，所有原料共同經(jīng)過預(yù)熱器E101預(yù)熱后進(jìn)入反應(yīng)器，在催化劑作用下、在高壓條件下經(jīng)催化加氫反應(yīng)制得，反應(yīng)器為氣液固三相固定床加氫反應(yīng)器，加氫反應(yīng)是利用氣液固三相固定床加氫反應(yīng)器進(jìn)行的連續(xù)化操作，氣液固三相固定床加氫反應(yīng)器包括有主體容器、出料口、放凈口、進(jìn)料預(yù)分布器、上封頭、下封頭、上支座、下支座和測(cè)溫口，其中進(jìn)料預(yù)分布器為排管式預(yù)分布器，排管式預(yù)分布器安裝在主體容器下部，所述的上封頭為橢圓形封頭，下封頭為橢圓形封頭，反應(yīng)時(shí)溫度為165～230℃，壓力為5.5～6.0MPa，酮胺比為2～4∶1，氫油比為2000～5000∶1。
文檔編號(hào)B01J8/02GK102260176SQ201110105988
公開日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月27日
發(fā)明者吳員鴻, 吳翔, 唐文麒 申請(qǐng)人:南京英凱工程設(shè)計(jì)有限公司