阅读说明：本技术 一种利用微反应器制备2,4-二硝基苯胺的方法 (Method for preparing 2, 4-dinitroaniline by using microreactor ) 是由 何强 张国富 周坤 许英彪 王康杨 胡才勇 谢学友 赵建坤 于 2020-06-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及2,4-二硝基苯胺制备技术领域,尤其是一种利用微反应器制备2,4-二硝基苯胺的方法,其步骤为：(1)准备设备,准备预热器、微反应器和两台色谱泵；(2)连接反应设备,将两台色谱泵分别与预热器和微反应器相连,然后预热器与微反应器相连,连接完成后将预热器与微反应器放入恒温油浴中；(3)反应材料的输送,将氨水以预设流速输送到预热器,将融化后的2,4-二硝基氯苯以预设流速输送到微反应器中与氨水混合反应得到2,4-二硝基苯胺；(4)根据步骤(3)在材料反应完成后,将多余的氨气通过氨气回收装置重新制成氨水回用,将反应产生的氯化铵与氢氧化钾反应生成的氨继续回用,本发明具有生产效率高、能耗低、经济环保、安全可靠的特点。(The invention relates to the technical field of preparation of 2, 4-dinitroaniline, in particular to a method for preparing 2, 4-dinitroaniline by using a microreactor, which comprises the following steps: (1) preparing equipment, namely preparing a preheater, a microreactor and two chromatographic pumps; (2) connecting reaction equipment, respectively connecting two chromatographic pumps with a preheater and a microreactor, then connecting the preheater with the microreactor, and putting the preheater and the microreactor into a constant-temperature oil bath after connection is finished; (3) conveying reaction materials, namely conveying ammonia water to a preheater at a preset flow rate, conveying the melted 2, 4-dinitrochlorobenzene to a microreactor at a preset flow rate, and mixing and reacting the melted 2, 4-dinitrochlorobenzene with the ammonia water to obtain 2, 4-dinitroaniline; (4) and (4) after the material reaction is finished according to the step (3), making redundant ammonia gas into ammonia water again for recycling through an ammonia gas recovery device, and continuously recycling ammonia generated by the reaction of the ammonium chloride and the potassium hydroxide.)

一种利用微反应器制备2,4-二硝基苯胺的方法

技术领域

本发明涉及2,4-二硝基苯胺制备技术领域，具体领域为一种利用微反应器制备2,4-二硝基苯胺的方法。

背景技术

以2,4-二硝基氯苯和氨水作为反应原料，制备2,4-二硝基苯胺的反应原理为2,4-二硝基氯苯与氨水发生双分子亲核取代反应，首先是带有未共用电子对的氨分子进攻芳香环上与氯原子相连接的碳，得到带有极性的中间产物，中间产物又迅速反应转化生成最终产物2,4-二硝基苯胺。

目前，现有的和之前报道过的有关2,4-二硝基苯胺的生产都是间断单釜生产和连续式釜式生产，生产效率低，反应时间长，污染比较大，高压放热反应安全性低。对于氨化反应的需求曾设计过多种反应方案，如1989年03月15日中国国家知识产权局公告的由中国石油化工总公司石油化工科学研究院申报的，授权号为CN87105833.2，的专利名称是氨化反应催化剂的发明专利，其采用的技术尚有不足，不能解决连续化生产需求。2014年07月04日中国国家知识产权局公告的由河南洛染股份有限公司申报的，授权号CN201410316049.8，的发明专利存在反应时间较长，安全系数低等缺陷，不能达到真正绿色安全生产。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种利用微反应器制备2,4-二硝基苯胺的方法，已解决传统釜氏反应生产效率低，污染大，成本高，安全系数低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用微反应器制备2,4-二硝基苯胺的方法，其步骤为：

(1)准备设备，准备预热器、微反应器和两台色谱泵；

(2)连接反应设备，将两台色谱泵分别与预热器和微反应器相连，然后预热器与微反应器相连，连接完成后将预热器与微反应器放入恒温油浴中；

(3)反应材料的输送，将氨水以预设流速输送到预热器，

将融化后的2,4-二硝基氯苯以预设流速输送到微反应器中与氨水混合并反应预定的时间，得到产品2,4-二硝基苯胺；

(4)根据步骤(3)在材料反应完成后，将多余的氨气通过氨气回收装置重新制成氨水回用，将反应产生的氯化铵与氢氧化钾反应生成的氨继续回用，氯化钾作为副产，中水回用到氨气吸收装置，达到废水零排放。

优选的，所述的预热器内径为3-6mm。

优选的，所述的微反应器的微通道内径为2-7mm。

优选的，根据步骤(3)中氨水以预设流速输送到预热器，其预设流速为100ml/min。

优选的，2,4-二硝基氯苯和氨的摩尔比为1.0:(2-5)。

优选的，根据步骤(3)，氨水在预热器中的停留时间为0.06-0.13s，其主反应在微反应器的微通道内停留时间为11-36s。

优选的，步骤(3)中氨水的浓度为25％。

优选的，根据步骤(2)，恒温油浴的恒温反应浴的温度为200-220℃。

优选的，步骤(3)中融化后的2,4-二硝基氯苯以预设流速输送到微反应器中与氨水混合并反应预定的时间，其预定的时间为28-16s。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本工艺具有生产效率高、能耗低、经济环保、安全可靠的特点，技术效果是；利用微反应器高效的传热传质特点缩短反应时间，利用微反应器的优质的传热、传质效果，避免了传统的反应过程中因温度骤升，发生***的可能性。反应全过程连续自动化，无需人工操作，保障了人身安全，降低了生产成本。

微反应器设备连续进料出料，产能高，充分利用设备，提高设备利用率。

采用普通间歇式反应法制备2,4-二硝基苯胺，人工强度大，安全性低，升温升压都靠人工，进料出料等操作占用大量时间，普通连续式反应法，需要多台反应釜，占地面积大，反应停留时间长。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种技术方案：一种利用微反应器制备2,4-二硝基苯胺的方法，其特征在于：其步骤为：

(1)准备设备，准备预热器、微反应器和两台色谱泵；

(2)连接反应设备，将两台色谱泵分别与预热器和微反应器相连，然后预热器与微反应器相连，连接完成后将预热器与微反应器放入恒温油浴中；

(3)反应材料的输送，将氨水以预设流速输送到预热器，

将融化后的2,4-二硝基氯苯以预设流速输送到微反应器中与氨水混合并反应预定的时间，得到产品2,4-二硝基苯胺；

(4)根据步骤(3)在材料反应完成后，将多余的氨气通过氨气回收装置重新制成氨水回用，将反应产生的氯化铵与氢氧化钾反应生成的氨继续回用，氯化钾作为副产，中水回用到氨气吸收装置，达到废水零排放。

所述的预热器内径为3-6mm。所述的微反应器的微通道内径为2-7mm。

根据步骤(2)，恒温油浴的恒温反应浴的温度为200-220℃。

根据步骤(3)中氨水以预设流速输送到预热器，其预设流速为100ml/min。

步骤(3)中氨水的浓度为25％。2,4-二硝基氯苯和氨的摩尔比为1.0:(2-5)。

根据步骤(3)，氨水在预热器中的停留时间为0.06-0.13s，其主反应在微反应器的微通道内停留时间为11-36s。

步骤(3)中融化后的2,4-二硝基氯苯以预设流速输送到微反应器中与氨水混合并反应预定的时间，其预定的时间为28-16s。

通过本技术方案，具体实施过程如下：

实施例一

将氨水以100ml/min的流速注入预热器中，再将2,4-二硝基氯苯以926ml/min的速度注入微反应器中，使两相在200℃下混合反应38s得到产品2,4-二硝基苯胺，经水洗过滤烘干后其转化率达到99.7％收率为98.6％。

实施例二

将氨水以100ml/min的流速注入预热器中，再将2,4-二硝基氯苯以741ml/min的速度注入微反应器中，使两相在200℃下混合反应41s得到产品2,4-二硝基苯胺，经水洗过滤烘干后其转化率达到99.5％收率为98.7％。

实施例三

将氨水以100ml/min的流速注入预热器中，再将2,4-二硝基氯苯以556ml/min的速度注入微反应器中，使两相在200℃下混合反应44s得到产品2,4-二硝基苯胺，经水洗过滤烘干后其转化率达到99.7％收率为99.1％。

实施例四

将氨水以100ml/min的流速注入预热器中，再将2,4-二硝基氯苯以371ml/min的速度注入微反应器中，使两相在200℃下混合反应46s得到产品2,4-二硝基苯胺，经水洗过滤烘干后其转化率达到99.5％收率为98.6％。

实施例五

将氨水以100ml/min的流速注入预热器中，再将2,4-二硝基氯苯以556ml/min的速度注入微反应器中，使两相在210℃下混合反应34s得到产品2,4-二硝基苯胺，经水洗过滤烘干后其转化率达到99.6％收率为98.9％。

实施例六

将氨水以100ml/min的流速注入预热器中，再将2,4-二硝基氯苯以556ml/min的速度注入微反应器中，使两相在220℃下混合反应28s得到产品2,4-二硝基苯胺，经水洗过滤烘干后其转化率达到99.7％收率为99.3％。。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。