苯胺的物化性质和制备方法

[db:作者] / 2023-01-09 00:00

苯胺

[结构式]

[物化性质]本产品为无色油状液体，有强烈气味，有毒，又称阿尼林油。相对密度1.0216，熔点-6.2℃，沸点184.4℃，燃点530℃，露置空气或见光会逐渐变棕色。稍溶于水，能与醇、苯、硝基苯及其他多种有机溶剂混溶。

[制备方法]苯胺制备有4种方法：硝基苯铁粉还原法、硝基苯氢气还原法、苯酚氨解法和苯直接胺化法。

(1)硝基苯还原法

方法一：将硝基苯、氯化亚铁溶液(或氯化铵溶液)及磨碎的铁粉加入反应釜中，不断搅拌，在100℃条件下进行还原反应；然后，间断地用石灰中和，并分离，分离成水相和氧化铁泥浆。

方法二：在磨口锥形瓶中，放置0.400g还原铁粉、0.400mL水和1～2滴乙酸，振荡使其混合，小火加热煮沸1min。称取0.200g硝基苯，装上回流冷凝管，小火加热至流液中黄色油状物(硝基苯)消失而转变为乳白色止(约5～10min)；稍冷却后加入5mL水，蒸馏，收集蒸馏液2～3mL(约20～25min)，馏出液中的油珠即苯胺。

硝基苯还原法是生产苯胺的最古老方法，工艺落后，苯胺收率低，污染较严重。

(2)流化床气相催化加氢法

硝基苯加热后，进入硝基苯气化器，并在此与预热的氢气混合并气化。混合气体经过热后进入流化床反应器的底部，并均匀分布进入催化剂层，在240～370℃下反应生成苯胺，冷凝、分离出粗苯胺。

其工艺流程为硫化床反应器装填催化剂后，通入氢气并启动循环压缩机，采用中压蒸汽预热升温，使催化剂床层温度升至150～180℃后，开动硝基苯加料泵，缓缓增加料量，与氢气混合，用2.45MPa的蒸汽预热硝基苯和氢气混合物，从硫化床底部送入，以控制系统压力0.3MPa，待硫化床下段温度接近250℃时，开动硫化床列管水泵与硫化床夹套软水泵，控制硫化床各段反应温度。含苯胺的水蒸气和过量的氢气的气相反应物从硫化床的顶部析出，经与新鲜氢气换热后进入冷却器，分离出苯胺的不凝气，液相部分送入苯胺分离器，分离器上层的含苯胺废水送入苯胺水储槽。下层流出的粗苯胺进入粗苯胺水储存槽，粗苯胺经脱水塔进料泵入脱水塔，主要含水蒸气和少量苯胺的塔顶气冷凝后进入苯胺水储槽，塔底液相进入精馏塔再进行减压蒸馏，塔顶真空度大于或等于97kPa，塔顶气相主要是精制苯胺，冷凝后再送入成品储槽。

(3)苯酚氨解法

将苯酚气化，然后加入过量的氨气混合、气化，进入装有SiO2-Al2O3系催化剂的固定床管式反应器内，苯酚与氨的摩尔比为1：20，在400～480℃、0.98～2.94MPa压力下反应生成苯胺和水。从反应器出来的气体经冷凝器进入蒸馏塔回收氨气，冷却下来的苯胺和水再经干燥脱水后，减压分离产品。

(4)苯直接胺化法

采用V2O5为催化剂，在150～500℃、1.013～101.3MPa下，苯可直接胺化合成苯胺，该反应原子利用率高达98%，唯一的副产物是氢。

(5)新工艺介绍

我国采用的苯胺制备工艺由苯的硝化、硝基苯的气相加氢及苯胺精制三大过程组成。其中硝基苯的气相加氢是过程的核心，其原理是将硝基苯和氢同时加热到180～200℃，然后通入流化床反应器，在220～320℃、Cu/SiO2催化剂的作用下生成苯胺。

骞伟中等采用两段流化床新技术制备高纯度的苯胺，新型流化床的直径为4.5m，高30m，生产能力为7万吨/年。主要技术是采用高压降的变质量流环管式气体分布器(阻力降约15kPa)，8、9、10层装有开孔率为50%的脊型构件，换热面积为500～700m2的换热器、旋风分离器以及两段流化床结构。在流化床中部安装二次分布板(阻力降约为2～3kPa)，在高速气流的作用下，部分催化剂被携带至二次气体分布板上方。控制二次分布析的开孔率，在其上方形成一个催化剂密相区。其催化剂密相区的高度由设置在流化床外侧的外置溢流管[通量为300～400kg/(m2·s)]控制，多余的催化剂会沿着外置溢流管返回反

应器底部的催化剂密相区。这样在一个流化床中就同时存在2个高度不同的催化剂密相区。

控制反应器底部的催化剂的密相区高为6～7m，平均温度为250～290℃；而控制反应器上部的催化剂密相区高为1m，温度为210～220℃。

试验所用的新鲜氢气由甲烷水蒸气转化及水煤气变换过程得到，经变压吸附装置后，纯度达98%以，上。硝基苯由苯硝化及精制而得，纯度>99.16%。反应器入口压力0.08～0.09MPa，出口压力为0.03～0.04MPa。试验过程中硝基苯的投料量为10～11m3/h，氢气与硝基苯的摩尔比为(12～14)：1，多余的氢气经压缩机循环使用。

该技术的特点是：①采用高压降的气体分布器和较高的操作气速，保证催化剂处于良好的流化状态，②采用脊型构件，既能有效破碎气泡，又不阻碍催化剂的剧烈运动，进行良好的换热；③采用两段流化床新技术，可有效抑制流化床中的气体返混，增加了硝基苯转化的推动力，促进了硝基苯的深度转化，在一个反应器中达到高效转化硝基苯、制备高纯度苯胺的目的。

[技术指标]GB2961-2006

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