苯二胺的纯化工艺的制作方法

背景技术：

1、本发明涉及一种用于通过蒸馏和结晶的结合从包含邻苯二胺、氨基联苯、二苯胺、苯胺、联苯和焦油的混合物中分离对苯二胺的工艺。更具体地，本发明涉及一种用于通过两个分隔壁塔和至少一级的基于悬浮液的熔融结晶的结合从该混合物经济地制备基本上纯的对苯二胺的工艺。

2、对苯二胺特别适于作为生产芳纶纺织纤维(例如kevlar和twaron)、染发剂和橡胶制品的抗臭氧剂的重要中间产品。合成对苯二胺的两条最重要的商业路线是对硝基苯胺的催化加氢和苯胺重氮化。在对硝基苯胺的路线中，将氯苯与硝酸反应得到对硝基氯苯，用氨将其胺化为对硝基苯胺，随后将对硝基苯胺加氢以生成对苯二胺。第二条路线涉及使用氮氧化物将苯胺重氮化，与过量的苯胺反应形成1，3-二苯基三氮烯，并将1，3-二苯基三氮烯重排成对氨基偶氮苯，然后催化裂解加氢得到对苯二胺和苯胺，例如参见美国专利第4020052号和美国专利第4279815号。大部分苯胺被回收和循环利用。

3、对硝基苯胺路线的缺点是在氯苯的硝化过程中会产生大量的邻硝基氯苯，导致对苯二胺的产率降低。另一方面，苯胺的重氮化路线仅基于苯胺，从而在温和的反应条件下可以以相对高的产率生产对苯二胺。因此，用于生产对苯二胺的苯胺的重氮化路线在工业规模上得到广泛应用。

4、然而，在苯胺与含氮氧化物气体的重氮化和1，3-二苯基三氮烯的重排过程中，可能会发生导致形成诸如二苯胺和氨基联苯(特别是2-氨基联苯)的多核(主要是双核)副产物的副反应。此外，可能会导致不期望的邻氨基偶氮苯异构体的产率损失。如英国专利第1430366号中所描述的，最终反应产物中不可避免地包含若干重量百分比的作为副产物的邻苯二胺。例如，基本上不含苯胺的该最终反应产物可以包含70重量％至85重量％的对苯二胺、4重量％至15重量％的邻苯二胺、0重量％至15重量％的氨基联苯、0重量％至8重量％的二苯胺、0重量％至2重量％的苯胺、0重量％至2重量％的联苯以及0重量％至2重量％的焦油。

5、已经提出了用于从多组分混合物制备高纯度的对苯二胺的多种工艺。例如，美国专利第4191708号描述了一种工艺，其中，在对氨基偶氮苯被还原以生成对苯二胺之前，通过将溶剂结晶，从包含对氨基偶氮苯和邻氨基偶氮苯的反应产物中分离和去除在制备对氨基偶氮苯的步骤中作为副产物产生的邻氨基偶氮苯。随后的减压蒸馏得到纯度为99.8重量％的对苯二胺。该工艺的一个缺点是其在溶液结晶步骤中的升高的能耗和设备投资，涉及包括结晶、离心、干燥和通过蒸馏回收溶剂的多个操作单元。

6、近来，对用于聚合物工业的具有99.99重量％纯度的超纯对苯二胺的需求不断增长。熔融结晶可以满足工业对高选择性分离工艺的需求，并且由于不添加溶剂而具有节能和生态无害的额外优势。熔融结晶根据其获得液晶产品的方式不同，可分为层结晶和基于悬浮液的熔融结晶。这里，特别感兴趣的是包括基于悬浮液的熔融结晶的分离技术，其比层结晶更节能并且具有更好的分离效率。

7、为了从基于悬浮液的熔融结晶中生产具有所需纯度的对苯二胺，通常将该反应产物流送入蒸馏系统以获得富含对苯二胺的液体馏分用作结晶进料。具体地，将诸如沸点低于邻苯二胺的残余苯胺和联苯的轻质物从第一蒸馏塔塔顶蒸馏出，将包含苯二胺、氨基联苯和二苯胺的塔底产物引入第二蒸馏塔得到高纯邻苯二胺作为第二蒸馏塔的塔顶产物。第二蒸馏塔的塔底产物送入第三蒸馏塔，从塔顶得到富含对苯二胺的液体馏分作为后续结晶的进料，从第三蒸馏塔的塔底去除氨基联苯、二苯胺等重质物。三个蒸馏塔的这种布置通常称为常规塔序列。

8、虽然上述这种三塔蒸馏序列能够获得富含对苯二胺的液体馏分，但其一个缺点是其能耗需求增加。在常规蒸馏塔中，进料流通常被分馏成两个产物流：塔顶产物和塔底产物。例如，可以通过使塔底产物流或塔顶产物流经历与第一蒸馏塔类似的另一个蒸馏塔来进行需要的任何进一步的分离。这样的三塔蒸馏序列的操作成本相应较高。在以获得浓缩的对苯二胺液体馏分为目的的三塔蒸馏序列的情况下，必须向三个塔中的每一个都供应进行液相的蒸发和混合物的分离所需的热能。

9、另一方面，三塔蒸馏序列的投资成本高。这不仅是因为必须对三个蒸馏塔进行投资，而且与之有关的设备(例如冷凝器、罐、再沸器和泵)也需要费用。

10、此外，已经认识到，随着在多蒸馏阶段中在存在泄漏空气的情况下苯二胺暴露于高温的情况增加，形成焦油的量增加，其中蒸馏通常在减压下操作。在三塔蒸馏序列的情况下，仅在最后一个蒸馏塔中获得富含对苯二胺的液体馏分，这可能导致苯二胺形成焦油的不利副反应增加，因此导致苯二胺的产物的损失。

技术实现思路

1、本发明的潜在的目的是提供一种用于通过分隔壁塔和基于悬浮液的熔融结晶的结合，从包含邻苯二胺、氨基联苯、二苯胺、苯胺、联苯和焦油的混合物中分离对苯二胺的改进工艺。包括基于悬浮液的熔融结晶的分离技术不仅操作简单，而且从该混合物中生成基本上纯的对苯二胺。所提出的分隔壁塔的目的是节省设备投资成本和能耗输入，并且相比上述常规的三塔蒸馏序列减少焦油的形成。

技术特征：

1.一种用于通过两个分隔壁塔和至少一级的基于悬浮液的熔融结晶的结合，从反应产物中制备基本上纯的对苯二胺和高纯度的邻苯二胺的连续工艺，其中，从第一分隔壁塔的侧排产物排出浓缩的对苯二胺产物流。

2.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述反应产物包含70重量％至85重量％的对苯二胺、4重量％至15重量％的邻苯二胺、0重量％至15重量％的氨基联苯、0重量％至8重量％的二苯胺、0重量％至2重量％的苯胺、0重量％至2重量％的联苯和0％至2重量％的焦油。

3.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述分隔壁塔包括：

4.根据权利要求1所述的工艺，其中，反应产物流被连续地引入所述第一分隔壁塔的预分馏区的入口。

5.根据权利要求1所述的工艺，其中，从所述第一分隔壁塔的所述侧排产物排出的所述浓缩的对苯二胺产物流随后经受包括至少一级的基于悬浮液的熔融结晶的进一步纯化步骤。

6.根据权利要求5所述的工艺，其中，基于所述悬浮液的熔融结晶系统包括至少一个刮面转筒式结晶器和至少一个洗涤塔。

7.根据权利要求5所述的工艺，其中，从所述基于悬浮液的熔融结晶获得具有至少99.99重量％的纯度的基本上纯的对苯二胺。

8.根据权利要求5所述的工艺，其中，从所述基于悬浮液的熔融结晶中去除的吹扫流被再循环并与反应产物流汇合。

9.根据权利要求1所述的工艺，其中，来自所述第一分隔壁塔的塔顶产物流被送入第二分隔壁塔的预分馏区的入口。

10.根据权利要求1所述的工艺，其中，作为来自第二分隔壁塔的主分馏区的侧排产物，获得具有至少99.5重量％的纯度的邻苯二胺的高纯度邻苯二胺产物流。

11.根据权利要求1所述的工艺，其中，从第二分隔壁塔中去除的塔底产物流被再循环并与反应产物流汇合。

12.根据权利要求1所述的工艺，其中，每个分隔壁塔的顶部的压力优选在20mbar至120mbar的范围内，更优选在50mbar至80mbar的范围内。

13.根据权利要求1所述的工艺，其中，每个分隔壁塔的底部的压力优选在30mbar至130mbar的范围内，更优选在60mbar至100mbar的范围内。

14.根据权利要求1所述的工艺，其中，安装在每个分隔壁塔中的传质元件选自散堆填料、规整填料及其任何组合。

技术总结
本发明涉及一种用于通过蒸馏和结晶的结合从包含邻苯二胺、氨基联苯和二苯胺的混合物中分离对苯二胺的改进工艺，其中，蒸馏系统包括两个分隔壁塔，并且结晶包括至少一级的基于悬浮液的熔融结晶。作为第一分隔壁塔的侧排产物得到的富含对苯二胺的液体馏分被发送到随后的基于悬浮液的熔融结晶，以产生基本上纯的对苯二胺。将第一分隔壁塔的塔顶产物送入第二分隔壁塔，以产生从第二分隔壁塔的侧排产物排出的高纯度邻苯二胺。

技术研发人员：眭建军
受保护的技术使用者：眭建军
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12