一种利用微通道反应器连续化制备3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷的方法

文档序号:1151962 发布日期:2020-09-15 浏览:29次 >En<

阅读说明:本技术 一种利用微通道反应器连续化制备3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷的方法 (Method for continuously preparing 3, 3 &#39;-dichloro-4, 4&#39; -diaminodiphenylmethane by using microchannel reactor ) 是由 王怡明 丁克鸿 徐林 刘相李 张巍伟 卞辰超 赵慧 于 2020-06-11 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种利用微通道反应器连续化制备3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷的方法,将盐酸溶液和邻氯苯胺分别同时泵入微通道成盐模块中进行成盐反应,所得邻氯苯胺盐酸盐溶液送入微通道缩合重排模块与甲醛溶液进行缩合和重排反应;所得缩合重排反应液送入微通道中和模块与碱液进行中和反应;对产物进行连续化油水分离,分离所得油层进入微通道水洗模块进行水洗后再进行油水分离;所得MOCA产品纯度达到95%以上,且色度稳定。本发明通过利用微通道反应器,在不同的微通道反应器模块上依次连续进行均相进料,实现连续化生产MOCA,大幅提高生产效率,显著提升产品均一性和稳定性,全流程自动化操作,适于工业化推广应用。(The invention relates to a method for continuously preparing 3, 3 &#39;-dichloro-4, 4&#39; -diaminodiphenylmethane by using a microchannel reactor, which comprises the steps of respectively pumping a hydrochloric acid solution and o-chloroaniline into a microchannel salifying module at the same time for salifying reaction, and feeding the obtained o-chloroaniline hydrochloride solution into a microchannel condensation rearrangement module for condensation and rearrangement reaction with a formaldehyde solution; feeding the obtained condensation rearrangement reaction liquid into a micro-channel neutralization module to perform neutralization reaction with alkali liquor; performing continuous oil-water separation on the product, and enabling the separated oil layer to enter a micro-channel water washing module for water washing and then performing oil-water separation; the purity of the obtained MOCA product reaches more than 95 percent, and the chroma is stable. According to the invention, the microchannel reactor is utilized to sequentially and continuously perform homogeneous phase feeding on different microchannel reactor modules, so that continuous MOCA production is realized, the production efficiency is greatly improved, the product uniformity and stability are obviously improved, the full-process automatic operation is realized, and the method is suitable for industrial popularization and application.)

一种利用微通道反应器连续化制备3,3’-二氯-4,4’-二氨基 二苯基甲烷的方法

技术领域

本发明涉及精细化工技术领域,尤其涉及一种利用微通道反应器连续化制备3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷的方法。

背景技术

3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷是一种常用的芳香族二胺扩链剂,俗称MOCA,可作为交联剂、固化剂、硫化剂,也可以用来制备抗电性能较高的一些产品,在飞机、汽车、采矿等众多工业领域应用广泛。

1953年,率先开发出MOCA合成工艺的美国杜邦公司,在该工艺路线中,先将邻氯苯胺与盐酸反应生成邻氯苯胺盐酸盐,然后成盐液与甲醛缩合生成MOCA盐酸盐,再用NaOH中和盐酸,最后通过水洗、水蒸气蒸馏等步骤得到MOCA产品。该生产工艺大多采用釜式间歇反应器,反应时间较长,操作较复杂,难以实现连续化生产,反应后处理流程长,步骤复杂,能耗较高且容易造成MOCA产品质量下降。

CN105294448B公开了一种固体酸催化连续制备4,4-二氨基二苯甲烷衍生物的方法,该方法以苯胺类衍生物与甲醛为原料,在一段或二段固定床反应器中用固体酸催化进行缩合反应,得到4,4-二氨基二苯甲烷衍生物(MDA、MDT、MOCA)。该方法用固体酸Hβ、HY、HZSM-5分子筛替代了盐酸、硫酸等传统无机酸催化剂,工艺较为简单;但该工艺合成MOCA收率低,邻氯苯胺单耗高,且固体酸催化剂容易失活,再生困难,研究停留在实验室小试阶段,未实现产业化。

CN205933698U公开了一种3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷连续化缩合装置,该装置包括依次连通的微型反应器、管式反应器和中和釜,所述微型反应器的物料进口分别通过计量泵与原料计量槽与微型反应器连通,物料进入到微型反应器后,控制微型反应器的温度,经管式反应器进入中和釜中和,经过中和后得到产品MOCA;该方法具有能耗较小及部分步骤实现连续化生产的优势,但是管式反应器采用重力推动物料流动,较传统釜式反应器混合效果较差,传质传热效率低。

CN106986777B公开了一种利用微反应器制备4,4-二氨基二苯甲烷衍生物的方法,该方法将苯胺类衍生物盐酸盐和甲醛溶液分别经由平流泵输送至微反应器中接触、混合并发生反应,然后冷却,滴加氢氧化钠水溶液,析出白色沉淀物,经过滤,烘干,得到4,4-二氨基二苯甲烷衍生物(MDA,MDT或MOCA)粗品,经乙醇重结晶,过滤,干燥,得到纯品。该方法需配置单独的成盐釜,成盐液为固液两相混合物,液固两相进料,极易造成微通道堵塞导致系统不能连续运行。

因此,亟待改进提高MOCA合成工艺,增强产品品质,提高生产效率,减少原料损耗及废水排放量,实现工业规模化生产。

发明内容

本发明的目的是,针对现有技术存在的问题,提供一种利用微通道反应器连续化制备3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷的方法,减少副反应,增强产品品质,提高生产效率,降低原料损耗及废水排放量,以实现绿色环保的工业放大生产。

本发明解决问题的技术方案是:一种利用微通道反应器连续化制备3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷的方法,包括如下步骤:

(1)将盐酸溶液和邻氯苯胺分别同时泵入微通道成盐模块中,进行成盐反应,得到邻氯苯胺盐酸盐溶液;

(2)将步骤(1)所得邻氯苯胺盐酸盐溶液送入微通道缩合重排模块,同时,向所述微通道缩合重排模块中泵入甲醛溶液,在所述微通道缩合重排模块中进行缩合和重排反应;

(3)将步骤(2)所得缩合重排反应液送入微通道中和模块,同时,向所述微通道中和模块中泵入碱液,在所述微通道中和模块中进行中和反应;

(4)将步骤(3)所得中和反应液送入第一分层器中,进行油水分离,分离所得油层进入微通道水洗模块进行水洗,分离所得水层进行汽提回收邻氯苯胺;

(5)将步骤(4)中经所述微通道水洗模块水洗后所得物送入第二分层器中,进行油水分离,分离所得上层水层送入蒸馏反应器进行汽提回收水,分离所得下层油层送入产物收集罐进行收集、干燥,得到MOCA产品。

进一步地,在本发明所述的利用微通道反应器连续化制备3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷的方法中,在所述步骤(1)中,所述盐酸溶液中,盐酸的质量百分比浓度为10%~25%。

进一步地,在本发明所述的利用微通道反应器连续化制备3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷的方法中,在所述步骤(1)和所述步骤(2)中,所述盐酸、邻氯苯胺和甲醛的摩尔比为(1.5~1.1):1:(0.4~0.7)。

进一步地,在本发明所述的利用微通道反应器连续化制备3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷的方法中,在所述步骤(2)中,所述甲醛水溶液中,甲醛的质量百分比浓度为10%~37%。

进一步地,在本发明所述的利用微通道反应器连续化制备3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷的方法中,在所述步骤(2)中,所述甲醛溶液的进料方式为一股进料或多股进料。

进一步地,在本发明所述的利用微通道反应器连续化制备3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷的方法中,在所述步骤(2)中,所述微通道缩合重排模块有n组,所述n组微通道缩合重排模块依次串联连接,各组所述微通道缩合重排模块分别单独对应所述甲醛溶液的一股进料。

进一步地,在本发明所述的利用微通道反应器连续化制备3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷的方法中,在所述步骤(1)、所述步骤(2)和所述步骤(3)中,所述微通道成盐模块、所述微通道缩合重排模块和所述微通道中和模块内的温度为80℃~120℃。

进一步地,在本发明所述的利用微通道反应器连续化制备3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷的方法中,在所述步骤(3)中,所述碱液为氢氧化钠溶液。

进一步地,在本发明所述的利用微通道反应器连续化制备3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷的方法中,在所述步骤(3)中,所述氢氧化钠与盐酸的摩尔比为(1.0~1.3):1。

进一步地,在本发明所述的利用微通道反应器连续化制备3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷的方法中,所述步骤(1)、所述步骤(2)和所述步骤(3)的总反应时间为30s~300s。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:创造性地应用微通道反应器进行MOCA制备,且工艺设计优化,有效地解决了现有技术中存在的传热效果差、物料混合效果差、非均相进料、无法连续化生产等问题;通过利用微通道反应器,在不同的微通道反应器模块上依次连续进行各物料输送,实现连续化生产MOCA,同时,通过反应原料均相进料,使原料接触充分,而且比表面积大,使传热传质效率充分提高,从而使原料混合接触时间短,反应快且均匀,副产物少,产品品质均一性和稳定性得到显著提高,所得MOCA产品纯度能够达到95%以上,且色度稳定,利于显著增强经济效益;此外,因传质及反应过程均在微反应通道内完成,无需常规搅拌装置,操作复杂性降低,同时,也使酸耗碱耗等能耗大幅降低;通过使用微通道反应器,原料接触充分均匀,无局部聚集,反应安全度高,且全流程自动化操作,工业化过程也无放大效应,适于大规模推广应用。

附图说明

图1为本发明利用微通道反应器连续化制备3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷的方法的部分流程示意图;

图2为本发明利用微通道反应器连续化制备3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷的方法中微通道缩合重排模块的分布流程示意图。

具体实施方式

下面通过实施例具体地说明本发明,但本发明不受实施例的任何限制。如无特别说明,本发明的实施例中的原料和试剂均通过商业途径购买。

如图1所示,本发明的一种利用微通道反应器连续化制备3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷的方法,包括如下步骤:

(1)将盐酸溶液和邻氯苯胺分别同时泵入微通道成盐模块中,进行成盐反应,得到邻氯苯胺盐酸盐溶液;

(2)将步骤(1)所得邻氯苯胺盐酸盐溶液送入微通道缩合重排模块,同时,向所述微通道缩合重排模块中泵入甲醛溶液,在所述微通道缩合重排模块中进行缩合和重排反应;

(3)将步骤(2)所得缩合重排反应液送入微通道中和模块,同时,向所述微通道中和模块中泵入碱液,在所述微通道中和模块中进行中和反应;

(4)将步骤(3)所得中和反应液送入第一分层器中,进行油水分离,分离所得油层进入微通道水洗模块进行水洗,分离所得水层进行汽提回收邻氯苯胺;

(5)将步骤(4)中经所述微通道水洗模块水洗后所得物送入第二分层器中,进行油水分离,分离所得上层水层送入蒸馏反应器进行汽提回收水,分离所得下层油层送入产物收集罐进行收集、干燥,得到MOCA产品。

在上述的利用微通道反应器连续化制备3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷的方法中,突破传统的间歇式工艺和其他连续化工艺的MOCA制备生产思维,创新性地采用微通道反应器进行连续化制备MOCA,而且,基于微通道反应器的特点与MOCA制备的反应历程相结合对工艺整体进行了优化设计,使多个微通道反应器模块组合成系统进行连续化制备MOCA;其中,在所述微通道成盐模块、微通道缩合重排模块、微通道中和模块和微通道水洗模块中,分别使盐酸溶液、邻氯苯胺、甲醛溶液、碱液和水洗水等各物料通过各微通道反应器模块的微管道以连续流动的方式进料,进入各微通道反应器模块中的反应物料间快速混合;在此过程中,各物料流体与相对应的微通道反应器模块器壁间充分接触,基于微通道反应器的极大比表面积,实现反应过程中的原位高效换热;通过微管道连续流动进料的各物料在层流状态下流场均匀分布,相接触的物料混合均匀快速,在MOCA各反应阶段反应液为均相,使物料在反应条件下的停留时间及反应温度能够得到精确控制,也便于引发或终止反应,从而使反应安全得到有效控制;由此,通过本发明设计的工艺方法制备MOCA,所得产物的均匀性得到提高,生成的副产物也减少,绿色安全、副反应少,通过增加微反应单元即可实现量产,基本没有放大效应,且全流程自动化操作,适于大规模工业化推广应用。

在上述的利用微通道反应器连续化制备3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷的方法中,各物料通过各微通道反应器模块的微管道以连续流动的方式均相进料,反应后以均相输出连续进入下一步骤阶段,具体地,在步骤(1)中,发生如下成盐反应:

在步骤(2)中,发生如下缩合和重排反应:

Figure BDA0002534759600000052

在步骤(3)中,发生如下中和反应:

为保障MACA产品的纯度及色度等品质,优选地,在所述步骤(1)中,所述盐酸溶液中,盐酸的质量百分比浓度为10%~25%;在所述步骤(2)中,所述甲醛水溶液中,甲醛的质量百分比浓度为10%~37%;在所述步骤(1)和所述步骤(2)中,所述盐酸、邻氯苯胺和甲醛的摩尔比为(1.5~1.1):1:(0.4~0.7);在所述步骤(3)中,为保障中和效果,所述碱液优选为氢氧化钠溶液,所述氢氧化钠与盐酸的摩尔比为(1.0~1.3):1,以保障中和效率;更优选地,在所述步骤(1)、所述步骤(2)和所述步骤(3)中,所述微通道成盐模块、所述微通道缩合重排模块和所述微通道中和模块内的温度均控制为80℃~120℃,以利于实现均相进料,尤其是使邻氯苯胺盐酸盐溶解在盐酸中,为均相连续化反应提供保障;控制所述步骤(1)、所述步骤(2)和所述步骤(3)的总反应时间为30s~300s,避免因反应时间过长导致色度不稳定等问题发生。

在上述的利用微通道反应器连续化制备3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷的方法中,在所述步骤(2)中,所述甲醛溶液的进料方式能够为一股进料或多股进料,优选地,所述甲醛溶液的进料方式为多股进料;所述微通道缩合重排模块有n组(n≥1),优选地,所述微通道缩合重排模块有两组以上,较佳地,所述微通道缩合重排模块有3~5组;当所述微通道缩合重排模块有两组以上时,优选地,所述n组微通道缩合重排模块依次串联连接,各组所述微通道缩合重排模块分别单独对应所述甲醛溶液的一股进料,以5组微通道缩合重排模块组合为例,如图2所示,即第一微通道缩合重排模块、第二微通道缩合重排模块、第三微通道缩合重排模块、第四微通道缩合重排模块和第五微通道缩合重排模块依次串联连接,具体运行时,步骤(1)所得邻氯苯胺盐酸盐溶液依次进入所述第一微通道缩合重排模块、第二微通道缩合重排模块、第三微通道缩合重排模块、第四微通道缩合重排模块和第五微通道缩合重排模块,同时,甲醛溶液均分为五股进料,各股进料分别向各微通道缩合重排模块中泵入甲醛溶液,进而在各微通道缩合重排模块中进行缩合和重排反应,最后经所述第五微通道缩合重排模块输送反应液至所述微通道中和模块;由此,通过多组微通道缩合重排模块设置,使甲醛分段多股进料,在保障反应的同时,降低在单个微通道缩合重排模块中甲醛浓度,减少甲醛自聚以及与邻氯苯胺盐酸盐反应生成三聚体和四聚体等杂质副反应发生,从而提高MOCA产品纯度和收率。

在上述的利用微通道反应器连续化制备3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷的方法中,对步骤(5)得到的MOCA产品即3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷,进行色度测试,优选地,采用行标HG/T2711-2012中规定的MOCA色度测量方法,即:配置不同含量的氯铂酸钾-盐酸比色液,得到色度1~8#比色液,将熔融MOCA产品移入纳氏比色管中,通过与氯铂酸钾-盐酸比色液目测比较,得到产品色度;测试分析表明,本发明制备得到的MOCA产品色度符合标准,且稳定,均明显优于传统间歇和其他连续化工艺所得产品。

下面以更具体的应用实施例进一步对本发明作更详细地说明,但本发明不受任何实施例的任何限制。

实施例1

(1)将3406.7g盐酸溶液和1276.3g邻氯苯胺分别同时泵入微通道成盐模块中,在90℃下进行成盐反应,得到邻氯苯胺盐酸盐溶液;其中,3406.7g盐酸溶液中盐酸的质量百分比浓度为15%,含盐酸14mol;1276.3g邻氯苯胺为分析纯,纯度为99.9%;

(2)将步骤(1)所得邻氯苯胺盐酸盐溶液送入微通道缩合重排模块,同时,向所述微通道缩合重排模块中泵入1650g甲醛溶液,在所述微通道缩合重排模块中于95℃进行缩合和重排反应;其中,1650g甲醛溶液中甲醛的质量百分比浓度为10%,含甲醛5.5mol;盐酸、邻氯苯胺和甲醛的摩尔比为1.4:1:0.55;所述微通道缩合重排模块为一组,1650g甲醛溶液以单股进料方式泵入所述微通道缩合重排模块;

(3)将步骤(2)所得缩合重排反应液送入微通道中和模块,同时,向所述微通道中和模块中泵入1987g氢氧化钠溶液,在所述微通道中和模块中于95℃下进行中和反应;其中,氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量百分比浓度为31%,含氢氧化钠15.4mol,氢氧化钠与盐酸的摩尔比为1.1:1;

(4)控制各物料在步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中的总反应停留时间为60s,而后,将步骤(3)所得中和反应液送入第一分层器中,进行连续化油水分离,分离所得油层进入微通道水洗模块进行连续化水洗,分离所得水层进行汽提回收邻氯苯胺;

(5)将步骤(4)中经所述微通道水洗模块水洗后所得物送入第二分层器中,进行油水分离,分离所得上层水层送入蒸馏反应器进行汽提回收水,分离所得下层油层送入产物收集罐进行收集、干燥,得到MOCA产品;其中,水洗水用量为MOCA油层重量的0.7倍;所得MOCA产品为1277.3g,纯度为95.5%;所得MOCA产品按照行标HG/T2711-2012中规定的MOCA色度测量方法进行检测,检测色度为3。

实施例2

(1)将5475g盐酸溶液和1276.3g邻氯苯胺分别同时泵入微通道成盐模块中,在85℃下进行成盐反应,得到邻氯苯胺盐酸盐溶液;其中,5475g盐酸溶液中盐酸的质量百分比浓度为10%,含盐酸15mol;1276.3g邻氯苯胺为分析纯,纯度为99.9%;

(2)将步骤(1)所得邻氯苯胺盐酸盐溶液送入微通道缩合重排模块,同时,向所述微通道缩合重排模块中泵入1500g甲醛溶液,在所述微通道缩合重排模块中进行缩合和重排反应;其中,1500g甲醛溶液中甲醛的质量百分比浓度为10%,含甲醛5mol;盐酸、邻氯苯胺和甲醛的摩尔比为1.5:1:0.5;所述微通道缩合重排模块有两组,分别为第一微通道缩合重排模块和第二微通道缩合重排模块,所述第一微通道缩合重排模块和所述第二微通道缩合重排模块依次串联连接;步骤(1)所得邻氯苯胺盐酸盐溶液连续输送,依次进入所述第一微通道缩合重排模块和所述第二微通道缩合重排模块;所述1500g甲醛溶液均分为两股,各股甲醛溶液分别泵入所述第一微通道缩合重排模块和所述第二微通道缩合重排模块;在所述第一微通道缩合重排模块和所述第二微通道缩合重排模块中依次进行缩合和重排反应,具体地,控制所述第一微通道缩合重排模块温度为85℃,控制第二微通道缩合重排模块温度为90℃,连续化进行缩合和重排反应;

(3)将步骤(2)所得缩合重排反应液送入微通道中和模块,同时,向所述微通道中和模块中泵入2032g氢氧化钠溶液,在所述微通道中和模块中于90℃下进行中和反应;其中,氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量百分比浓度为31%,含氢氧化钠15.75mol,氢氧化钠与盐酸的摩尔比为1.05:1;

(4)控制各物料在步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中的总反应停留时间为120s,而后,将步骤(3)所得中和反应液送入第一分层器中,进行连续化油水分离,分离所得油层进入微通道水洗模块进行连续化水洗,分离所得水层进行汽提回收邻氯苯胺;

(5)将步骤(4)中经所述微通道水洗模块水洗后所得物送入第二分层器中,进行油水分离,分离所得上层水层送入蒸馏反应器进行汽提回收水,分离所得下层油层送入产物收集罐进行收集、干燥,得到MOCA产品;其中,水洗水用量为MOCA油层重量的1.0倍;所得MOCA产品为1286.4g,纯度为95.2%;所得MOCA产品按照行标HG/T2711-2012中规定的MOCA色度测量方法进行检测,检测色度为3。

实施例3

(1)将1898g盐酸溶液和1276.3g邻氯苯胺分别同时泵入微通道成盐模块中,在90℃下进行成盐反应,得到邻氯苯胺盐酸盐溶液;其中,1898g盐酸溶液中盐酸的质量百分比浓度为25%,含盐酸13mol;1276.3g邻氯苯胺为分析纯,纯度为99.9%;

(2)将步骤(1)所得邻氯苯胺盐酸盐溶液送入微通道缩合重排模块,同时,向所述微通道缩合重排模块中泵入800g甲醛溶液,在所述微通道缩合重排模块中进行缩合和重排反应;其中,800g甲醛溶液中甲醛的质量百分比浓度为15%,含甲醛4mol;盐酸、邻氯苯胺和甲醛的摩尔比为1.3:1:0.4;所述微通道缩合重排模块有四组,分别为第一微通道缩合重排模块、第二微通道缩合重排模块、第三微通道缩合重排模块和第四微通道缩合重排模块,所述第一微通道缩合重排模块、第二微通道缩合重排模块、第三微通道缩合重排模块和第四微通道缩合重排模块依次串联连接;步骤(1)所得邻氯苯胺盐酸盐溶液连续输送,依次进入所述第一微通道缩合重排模块、第二微通道缩合重排模块、第三微通道缩合重排模块和第四微通道缩合重排模块;所述800g甲醛溶液均分为四股,各股甲醛溶液分别泵入所述第一微通道缩合重排模块、第二微通道缩合重排模块、第三微通道缩合重排模块和第四微通道缩合重排模块;在所述第一微通道缩合重排模块、第二微通道缩合重排模块、第三微通道缩合重排模块和第四微通道缩合重排模块中依次进行缩合和重排反应,具体地,控制所述第一微通道缩合重排模块内反应温度为95℃、第二微通道缩合重排模块内反应温度为95℃、第三微通道缩合重排模块内反应温度为100℃、第四微通道缩合重排模块内反应温度为100℃,连续化进行缩合和重排反应;

(3)将步骤(2)所得缩合重排反应液送入微通道中和模块,同时,向所述微通道中和模块中泵入1929g氢氧化钠溶液,在所述微通道中和模块中于100℃下进行中和反应;其中,氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量百分比浓度为31%,含氢氧化钠14.95mol,氢氧化钠与盐酸的摩尔比为1.15:1;

(4)控制各物料在步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中的总反应停留时间为240s,而后,将步骤(3)所得中和反应液送入第一分层器中,进行连续化油水分离,分离所得油层进入微通道水洗模块进行连续化水洗,分离所得水层进行汽提回收邻氯苯胺;

(5)将步骤(4)中经所述微通道水洗模块水洗后所得物送入第二分层器中,进行油水分离,分离所得上层水层送入蒸馏反应器进行汽提回收水,分离所得下层油层送入产物收集罐进行收集、干燥,得到MOCA产品;其中,水洗水用量为MOCA油层重量的1.2倍;所得MOCA产品为1272.4g,纯度为95.9%;所得MOCA产品按照行标HG/T2711-2012中规定的MOCA色度测量方法进行检测,检测色度为3+。

实施例4

(1)将3088.5g盐酸溶液和1276.3g邻氯苯胺分别同时泵入微通道成盐模块中,在95℃进行成盐反应,得到邻氯苯胺盐酸盐溶液;其中,3088.5g盐酸溶液中盐酸的质量百分比浓度为13%,含盐酸11mol;1276.3g邻氯苯胺为分析纯,纯度为99.9%;

(2)将步骤(1)所得邻氯苯胺盐酸盐溶液送入微通道缩合重排模块,同时,向所述微通道缩合重排模块中泵入720g甲醛溶液,在所述微通道缩合重排模块中进行缩合和重排反应;其中,720g甲醛溶液中甲醛的质量百分比浓度为25%,含甲醛6mol;盐酸、邻氯苯胺和甲醛的摩尔比为1.1:1:0.6;所述微通道缩合重排模块有五组,分别为第一微通道缩合重排模块、第二微通道缩合重排模块、第三微通道缩合重排模块、第四微通道缩合重排模块和第五微通道缩合重排模块,所述第一微通道缩合重排模块、第二微通道缩合重排模块、第三微通道缩合重排模块、第四微通道缩合重排模块和第五微通道缩合重排模块依次串联连接;步骤(1)所得邻氯苯胺盐酸盐溶液连续输送,依次进入所述第一微通道缩合重排模块、第二微通道缩合重排模块、第三微通道缩合重排模块、第四微通道缩合重排模块和第五微通道缩合重排模块;所述720g甲醛溶液均分为五股,各股甲醛溶液分别泵入所述第一微通道缩合重排模块、第二微通道缩合重排模块、第三微通道缩合重排模块、第四微通道缩合重排模块和第五微通道缩合重排模块;在所述第一微通道缩合重排模块、第二微通道缩合重排模块、第三微通道缩合重排模块、第四微通道缩合重排模块和第五微通道缩合重排模块中依次进行缩合和重排反应,具体地,控制所述第一微通道缩合重排模块内反应温度为95℃、第二微通道缩合重排模块内反应温度为95℃、第三微通道缩合重排模块内反应温度为100℃、第四微通道缩合重排模块内反应温度为100℃、第五微通道缩合重排模块内反应温度为105℃,连续化进行缩合和重排反应;

(3)将步骤(2)所得缩合重排反应液送入微通道中和模块,同时,向所述微通道中和模块中泵入1845.2g氢氧化钠溶液,在所述微通道中和模块中于110℃进行中和反应;其中,氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量百分比浓度为31%,含氢氧化钠14.3mol,氢氧化钠与盐酸的摩尔比为1.3:1;

(4)控制各物料在步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中的总反应停留时间为300s,而后,将步骤(3)所得中和反应液送入第一分层器中,进行连续化油水分离,分离所得油层进入微通道水洗模块进行连续化水洗,分离所得水层进行汽提回收邻氯苯胺;

(5)将步骤(4)中经所述微通道水洗模块水洗后所得物送入第二分层器中,进行油水分离,分离所得上层水层送入蒸馏反应器进行汽提回收水,分离所得下层油层送入产物收集罐进行收集、干燥,得到MOCA产品;其中,水洗水用量为MOCA油层重量的1.3倍;所得MOCA产品为1241.6g,纯度为96.1%;所得MOCA产品按照行标HG/T2711-2012中规定的MOCA色度测量方法进行检测,检测色度为4。

实施例5

(1)将2920g盐酸溶液和1276.3g邻氯苯胺分别同时泵入微通道成盐模块中,在80℃进行成盐反应,得到邻氯苯胺盐酸盐溶液;其中,2920g盐酸溶液中盐酸的质量百分比浓度为15%,含盐酸12mol;1276.3g邻氯苯胺为分析纯,纯度为99.9%;

(2)将步骤(1)所得邻氯苯胺盐酸盐溶液送入微通道缩合重排模块,同时,向所述微通道缩合重排模块中泵入567.6g甲醛溶液,在所述微通道缩合重排模块中进行缩合和重排反应;其中,567.6g甲醛溶液中甲醛的质量百分比浓度为37%,含甲醛7mol;盐酸、邻氯苯胺和甲醛的摩尔比为1.2:1:0.7;所述微通道缩合重排模块有五组,分别为第一微通道缩合重排模块、第二微通道缩合重排模块、第三微通道缩合重排模块、第四微通道缩合重排模块和第五微通道缩合重排模块,所述第一微通道缩合重排模块、第二微通道缩合重排模块、第三微通道缩合重排模块、第四微通道缩合重排模块和第五微通道缩合重排模块依次串联连接;步骤(1)所得邻氯苯胺盐酸盐溶液连续输送,依次进入所述第一微通道缩合重排模块、第二微通道缩合重排模块、第三微通道缩合重排模块、第四微通道缩合重排模块和第五微通道缩合重排模块;所述567.6g甲醛溶液均分为五股,各股甲醛溶液分别泵入所述第一微通道缩合重排模块、第二微通道缩合重排模块、第三微通道缩合重排模块、第四微通道缩合重排模块和第五微通道缩合重排模块;在所述第一微通道缩合重排模块、第二微通道缩合重排模块、第三微通道缩合重排模块、第四微通道缩合重排模块和第五微通道缩合重排模块中依次进行缩合和重排反应,具体地,控制所述第一微通道缩合重排模块内反应温度为95℃、第二微通道缩合重排模块内反应温度为95℃、第三微通道缩合重排模块内反应温度为105℃、第四微通道缩合重排模块内反应温度为105℃、第五微通道缩合重排模块内反应温度为120℃,连续化进行缩合和重排反应;

(3)将步骤(2)所得缩合重排反应液送入微通道中和模块,同时,向所述微通道中和模块中泵入1548.4g氢氧化钠溶液,在所述微通道中和模块中于110℃进行中和反应;其中,氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量百分比浓度为31%,含氢氧化钠12mol,氢氧化钠与盐酸的摩尔比为1:1;

(4)控制各物料在步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中的总反应停留时间为30s,而后,将步骤(3)所得中和反应液送入第一分层器中,进行连续化油水分离,分离所得油层进入微通道水洗模块进行连续化水洗,分离所得水层进行汽提回收邻氯苯胺;

(5)将步骤(4)中经所述微通道水洗模块水洗后所得物送入第二分层器中,进行油水分离,分离所得上层水层送入蒸馏反应器进行汽提回收水,分离所得下层油层送入产物收集罐进行收集、干燥,得到MOCA产品;其中,水洗水用量为MOCA油层重量的0.75倍;所得MOCA产品为1241.6g,纯度为96.1%;所得MOCA产品按照行标HG/T2711-2012中规定的MOCA色度测量方法进行检测,检测色度为4。

通过上述实施例表明通过本发明提供的方法制备MOCA,节约物料,降低耗时,所得产品的纯度均能够达到95.2%以上,色度均符合检测标准且表现稳定。

为进一步说明本发明所提供的MOCA制备方法,还按照传统工艺制备MOCA进行了大量对比,下面列举对比例为其中之一。

对比例1

将1800.9g盐酸溶液(盐酸的质量百分比浓度为30.4%,含盐酸15mol)、1276.3g邻氯苯胺(10mol,分析纯,纯度为99.9%)滴加入成盐釜中,成盐釜温度为45℃,反应时间为60min,成盐毕,析出大量白色邻氯苯胺盐酸盐固体。然后,向成盐液中滴加405.4g甲醛溶液(甲醛的质量百分比浓度为37%,含甲醛5mol)进行缩合反应,控制盐酸、邻氯苯胺、甲醛摩尔比为1.5:1:0.5,缩合反应温度为47.5℃,反应时间为4h,随后升温至温度90℃,保温2h。保温毕,向反应液中滴加氢氧化钠溶液进行中和,其中,氢氧化钠与盐酸的摩尔比为1.5:1;中和后,再经分层、水洗,水洗水用量为MOCA油层重量的2.2倍,最后油层经干燥釜脱水干燥得到1232.2gMOCA产品,MOCA产品纯度88.3%,色度4+。

相较于传统工艺,本发明应用微通道反应器进行MOCA制备的工艺优化,通过在不同的微通道反应器模块上依次连续进行各物料输送,实现连续化生产MOCA,同时,通过反应原料均相进料,使原料充分接触,提高传热传质效率,从而使反应快且均匀,大幅缩短生产时间,生产效率显著提高;有效控制反应均相进行,副反应少,使产品品质均一性和稳定性得到显著提高,所得MOCA产品纯度提高能够达到7.8%,产品外观无色差,色度稳定符合标准且稳定,明显优于传统工艺所得产品;此外,因传质及反应过程均在微反应通道内完成,无需常规搅拌装置,操作复杂性降低,同时,也使酸耗降低10%以上,碱耗降低10~15%,水洗水用量降低30%以上;此外,本发明应用过程安全可控,且全流程自动化操作,工业化过程也无放大效应,利于增加经济效益,适于工业大规模化推广。

本发明不限于上述实施方式,本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更,都不会超出本发明的构思和所附权利要求的保护范围。

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