專利名稱：連續(xù)催化加氫還原制備clt酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)化學(xué)合成領(lǐng)域，具體是一種連續(xù)催化加氫還原制備CLT酸的方法。
背景技術(shù)：
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(guó)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。 對(duì)于CLT酸的還原工藝，目前國(guó)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。目前，對(duì)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⑴反應(yīng)釜體積較大，造成設(shè)備投資較高。⑵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(chǎng)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⑴反應(yīng)溫度和壓力較高，對(duì)設(shè)備的材質(zhì)和耐壓等級(jí)要求也高，從而造成設(shè)備投資較高。⑵固定床反應(yīng)器對(duì)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
本發(fā)明所要解決的問題是針對(duì)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，該方法能夠有效降低間歇反應(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；同時(shí)，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，產(chǎn)品脫氯較低，選擇性高，副產(chǎn)物較少。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種連續(xù)催化加氫還原制備CLT酸的方法，在依次連通的多級(jí)串聯(lián)釜式連續(xù)反應(yīng)器、氣液分離器、催化劑沉降槽、反應(yīng)液接受罐組成的反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行，具體包括以下步驟(I)在多級(jí)串聯(lián)釜式連續(xù)反應(yīng)器中分別加入雷尼鎳催化劑或Pt/C催化劑和2-硝基-4-甲基-5-氯苯磺酸水溶液，先充入保護(hù)氣體沖洗反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的空氣，再通入氫氣沖洗反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的保護(hù)氣體；(2)攪拌釜式連續(xù)反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)液，將釜式連續(xù)反應(yīng)器的溫度升至60 90°C，連續(xù)通入氫氣，保持反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的氫氣壓強(qiáng)為I 5MPa，再以500 2000ml/h的流速向釜式連續(xù)反應(yīng)器中泵入步驟(I)中的2-硝基-4-甲基-5-氯苯磺酸水溶液，采用上述連續(xù)通入氫氣、連續(xù)進(jìn)料的方式，進(jìn)行催化加氫還原制備得到CLT酸；(3)步驟(2)中反應(yīng)完成的CLT酸水溶液由最后一級(jí)釜式連續(xù)反應(yīng)器流入氣液分離器內(nèi)，從氣液分離器下口出來的反應(yīng)液進(jìn)入催化劑沉降槽；(4)分離催化劑沉降槽內(nèi)的反應(yīng)液，其中上層CLT酸水溶液直接進(jìn)入反應(yīng)液接收罐內(nèi)，下層分離出來的催化劑經(jīng)泵打入第一級(jí)反應(yīng)釜內(nèi)循環(huán)利用，同時(shí)在反應(yīng)過程中每隔4 8小時(shí)向第一級(jí)反應(yīng)釜內(nèi)補(bǔ)加入雷尼鎳催化劑與所述步驟(I)中加入的雷尼鎳催化劑的重量百分比為O. I 1%或補(bǔ)加入Pt/C催化劑與所述步驟(I)加入的Pt/C催化劑重量百分比為O. I 1%，以補(bǔ)充損失的催化劑。本發(fā)明制備得到CLT酸水溶液通過化學(xué)方法檢測(cè)硝基轉(zhuǎn)化率> 99. 5%和液相色譜分析其脫氯產(chǎn)物含量< O. 5%、殘留主硝基物< O. 1%為合格產(chǎn)物。本發(fā)明提供的連續(xù)催化加氫還原制備CLT酸的方法的化學(xué)反應(yīng)方程式如下
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，在依次連通的多級(jí)串聯(lián)釜式連續(xù)反應(yīng)器、氣液分離器、催化劑沉降槽和反應(yīng)液接受罐組成的反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行，具體包括以下步驟 (1)在多級(jí)串聯(lián)釜式連續(xù)反應(yīng)器中分別加入雷尼鎳催化劑或Pt/c催化劑和2-硝基-4-甲基-5-氯苯磺酸水溶液，先充入保護(hù)氣體沖洗反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的空氣，再通入氫氣沖洗反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的保護(hù)氣體； (2)攪拌釜式連續(xù)反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)液，將釜式連續(xù)反應(yīng)器的溫度升至60 90°C，連續(xù)通入氫氣，保持反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的氫氣壓強(qiáng)為I 5MPa，再以500 2000ml/h的流速向釜式連續(xù)反應(yīng)器中泵入步驟(I)中的2-硝基-4-甲基-5-氯苯磺酸水溶液，采用上述連續(xù)通入氫氣、連續(xù)進(jìn)料的方式，進(jìn)行催化加氫還原制備得到CLT酸； (3)步驟(2)中反應(yīng)完成的CLT酸水溶液由最后一級(jí)釜式連續(xù)反應(yīng)器流入氣液分離器內(nèi)，從氣液分離器下口出來的反應(yīng)液進(jìn)入催化劑沉降槽； (4)分離催化劑沉降槽內(nèi)的反應(yīng)液，其中上層CLT酸水溶液直接進(jìn)入反應(yīng)液接收罐內(nèi)，下層分離出來的催化劑經(jīng)泵打入第一級(jí)反應(yīng)釜內(nèi)循環(huán)利用，同時(shí)在反應(yīng)過程中每隔4 8小時(shí)向第一級(jí)反應(yīng)釜內(nèi)補(bǔ)加入雷尼鎳催化劑與所述步驟(I)中加入的雷尼鎳催化劑的重量百分比為O. I 1%或補(bǔ)加入Pt/C催化劑與所述步驟(I)加入的Pt/C催化劑重量百分比為O. I 1%，以補(bǔ)充損失的催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)催化加氫還原制備CLT酸的方法，其特征在于，所述雷尼鎳催化劑為骨架鎳催化劑，鎳含量> 90%,所述Pt/C催化劑為碳負(fù)載Pt催化劑，Pt含量為I 5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I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2-硝基-4-甲基-5-氯苯磺酸的水溶液中2-硝基-4-甲基-5-氯苯磺酸重量百分比為10 30%，所述2-硝基-4-甲基-5-氯苯磺酸水溶液的PH為7 8。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)催化加氫還原制備CLT酸的方法，其特征在于，所述步驟(I)中加入的雷尼鎳催化劑與2-硝基-4-甲基-5-氯苯磺酸重量百分比為5 20% ；Pt/C催化劑與2-硝基-4-甲基-5-氯苯磺酸重量百分比為I 5%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)催化加氫還原制備CLT酸的方法，其特征在于，所述的多級(jí)串聯(lián)釜式連續(xù)反應(yīng)器為2 5級(jí)串聯(lián)釜式連續(xù)反應(yīng)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)催化加氫還原制備CLT酸的方法，其特征在于，所述步驟(O中的保護(hù)氣體為惰性氣體或者氮?dú)狻?br>
全文摘要
本發(fā)明提供一種連續(xù)催化加氫還原制備CLT酸的方法，是將2-硝基-4-甲基-5-氯苯磺酸的水溶液采用連續(xù)催化加氫還原方法制備2-氨基-4-甲基-5-氯苯磺酸(CLT酸)。該方法能夠有效降低間歇反應(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；同時(shí)，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，產(chǎn)品脫氯較低，選擇性高，副產(chǎn)物較少。
文檔編號(hào)C07C309/48GK102964278SQ20121049156
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者仇文仲, 鄒剛, 王曉輝, 徐欽政, 陳昭文, 柳銳, 趙偉 申請(qǐng)人:浙江秦燕化工有限公司