一、技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及化工原料生產(chǎn)，具體設(shè)計一種封閉無氧環(huán)境注氫還原制取二氨基二苯醚工藝。
二、
背景技術(shù)：
4,4＇-二氨基二苯醚作為原料、添加劑、中間體等交聯(lián)劑，對于生產(chǎn)特殊功能和性質(zhì)的塑料、樹脂、染料、香料等產(chǎn)品，及研發(fā)更具強(qiáng)大和特殊功能與性質(zhì)的新產(chǎn)品，都占有特殊和無可替代的重要地位，特別是應(yīng)用于電線電纜的被覆、耐熱電纜的內(nèi)外部絕緣、電機(jī)的槽溝襯墊，變壓器的層間絕緣及電容器、磁帶、電路印制等高端國防設(shè)備和民用產(chǎn)品，更具特殊和重要的意義。合成生產(chǎn)4,4＇-二氨基二苯醚通常經(jīng)過縮合反應(yīng)、還原反應(yīng)、重結(jié)晶和后提純四個環(huán)節(jié)完成。作為4,4＇-二氨基二苯醚生產(chǎn)過程中還原反應(yīng)，現(xiàn)有技術(shù)的通常做法是：在不同溫度下，多批次分別將溶劑、還原劑、溶劑丁醇、氯化鐵、鐵屑和4,4＇-二硝基二苯醚加入還原反應(yīng)釜進(jìn)行還原反應(yīng)。反應(yīng)結(jié)束后以管式抽濾器抽至結(jié)晶釜冷卻結(jié)晶，濾出丁醇獲得濾餅，水洗濾餅至無丁醇，即得4,4＇－二氨基二苯醚粗品。其存在的主要問題是：1、反應(yīng)過程環(huán)節(jié)多、要求嚴(yán)格、操作和控制難度大。2、丁醇毒性大、危害多、水洗過程用水多，產(chǎn)生污水多。3、各環(huán)節(jié)均需定時延續(xù)進(jìn)行，耗時長、效率低下。4、所獲4,4＇－二氨基二苯醚粗品雜質(zhì)含量多，為后續(xù)精制提純工序遺留更多工作和麻煩，最終影響產(chǎn)品質(zhì)量品質(zhì)。
三、
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對上述問題和不足，提供一種封閉真空、充氮替換空氣和除水、負(fù)壓注氫、貴金屬催化還原的一種封閉無氧環(huán)境注氫還原制取二氨基二苯醚工藝。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種封閉無氧環(huán)境注氫還原制取二氨基二苯醚工藝，包括溶解釜、還原反應(yīng)釜、過濾罐、蒸餾釜a、蒸餾釜b、結(jié)晶器、溶劑罐和真空泵，其特征是：
(1)將縮合反應(yīng)制得的4,4＇-二硝基二苯醚，低毒溶劑計量加入溶解釜，攪拌加熱至溶解，經(jīng)板框壓濾打入還原反應(yīng)釜；
(2)對還原反應(yīng)釜加熱，由真空泵主動抽吸揮發(fā)水汽除水，在高真空狀態(tài)下充入氮?dú)獠⒎磸?fù)多次，在高真空氮?dú)猸h(huán)境下注入氫氣及貴金屬催化劑，再升溫完成還原反應(yīng)，生成4,4＇-二氨基二苯醚，經(jīng)過濾罐濾過分離催化劑及固態(tài)雜質(zhì)，抽入蒸餾釜a；
(3)在蒸餾釜a再次抽取和還原反應(yīng)同時發(fā)生的化合反應(yīng)生成新生水體，再加熱升溫，把混合溶劑蒸餾到溶劑接受罐，以備循環(huán)使用。確定體系中再無溶劑后輸入蒸餾釜b，二次蒸餾，結(jié)晶器由羅茨真空機(jī)組獲得高真空度，還原生成物料氣化后通過連通管進(jìn)入結(jié)晶器，經(jīng)降溫4,4＇-二氨基二苯醚氣體凝華結(jié)晶到結(jié)晶器壁上，得4,4＇-二氨基二苯醚粗品
所述的還原反應(yīng)過程后，兩次蒸餾及結(jié)晶過程是在主動除水、無水體參與條件下進(jìn)行的。
所述的從4,4＇-二硝基二苯醚溶解至4,4＇-二氨基二苯醚結(jié)晶全過程是在連續(xù)地封閉環(huán)境完成的。
所述的還原反應(yīng)、過濾、蒸餾、結(jié)晶過程多次、反復(fù)抽真空充氮，與空氣完全隔絕的氮?dú)猸h(huán)境下完成的。
所述的溶解釜和還原反應(yīng)釜升溫，過濾罐保溫是向蒸汽控溫夾層注入水蒸氣實(shí)現(xiàn)的，蒸餾釜a和蒸餾釜b的升溫是通過油質(zhì)控溫夾層的熱油循環(huán)實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明的一種封閉無氧環(huán)境注氫還原制取二氨基二苯醚工藝，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有工藝簡單、安全環(huán)保、效率高等顯著特點(diǎn)，同時還具有以下顯著的優(yōu)點(diǎn)：
1、在封閉環(huán)境下多次抽取空氣和水汽，注入氮?dú)馓娲諝?，為還原反應(yīng)提供無干擾優(yōu)質(zhì)反應(yīng)條件，反應(yīng)更迅速徹底。
2、注入氫氣作為還原劑，貴金屬作為催化劑，使反應(yīng)更直接，催化效果更好且易于回收和重復(fù)利用，產(chǎn)生的雜質(zhì)種類更簡單、數(shù)量更少。
3、還原反應(yīng)及還原反應(yīng)后的蒸餾過程均是在封閉的氮環(huán)境，主動脫水后進(jìn)行，易于徹底濾出催化劑，蒸出溶劑，獲得無結(jié)晶水的4,4＇-二氨基二苯醚，為進(jìn)一步精制打好基礎(chǔ)。
4、蒸餾后4,4＇-二氨基二苯醚粗品無須水洗，無水洗污水產(chǎn)生、環(huán)保安全。
5、溶解釜和還原反應(yīng)釜通過向控溫夾層注入蒸汽升溫和保溫，蒸餾釜通過向控溫夾層注入熱油載體升溫，熱效率更高和易控、節(jié)能安全。
四、附圖說明
圖1為封閉無氧環(huán)境注氫還原制取二氨基二苯醚工藝的流程平面示意圖
圖中：1溶解釜、2還原反應(yīng)釜、3過濾器、4蒸餾釜a、5蒸餾釜b、6結(jié)晶器、7溶劑罐、8蒸汽控溫水層、9油質(zhì)控溫水層、10羅茨真空氣組、11二硝基二苯醚、12溶劑、13水汽、14真空泵、15氮?dú)狻?6氫氣、17催化劑、18二氨基二苯醚
五、具體實(shí)施方式
下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作以下進(jìn)一步詳細(xì)說明：
本發(fā)明的封閉無氧環(huán)境注氫還原制取二氨基二苯醚工藝在山東省冠森絕緣制品有限公司10000t/年重結(jié)晶法生產(chǎn)高純度二氨基二苯醚項(xiàng)目工程中研發(fā)和配套應(yīng)用。
如圖1所示，溶解釜1、還原反應(yīng)釜2、過濾罐3、蒸餾罐a4、蒸餾罐b5、結(jié)晶器6、溶劑罐7是由管線連接勾通的封閉流程。將計量的溶劑12注入溶解釜1，通過蒸汽控溫夾層8輸入蒸汽加熱，攪拌中加入二硝基二苯醚11致完全溶解，將溶液轉(zhuǎn)入還原反應(yīng)釜2，通過蒸汽控溫夾層8輸入蒸汽繼續(xù)加熱中由真空泵14抽取釜內(nèi)空氣和水汽13，注入氮?dú)?5。重復(fù)上述過程至無空氣殘留的負(fù)壓氮?dú)猸h(huán)境，輸入氫氣16，加入貴金屬催化劑17，攪拌中繼續(xù)加熱至4,4＇-二硝基二苯醚完全還原為4,4＇-二氨基二苯醚，轉(zhuǎn)輸過濾器3，濾出催化劑17和不溶性雜質(zhì)后轉(zhuǎn)輸蒸餾釜a。對蒸餾罐a抽真空并清除還原反應(yīng)過程中化合產(chǎn)生的水汽13，再次營造負(fù)壓氮環(huán)境，通過向油質(zhì)控溫夾層9注入高溫?zé)嵊?，至溶液揮發(fā)至容積罐，轉(zhuǎn)輸蒸餾釜b，二次蒸餾后輸入結(jié)晶器6，降溫冷卻至4,4＇－二氨基二苯醚氣體凝華結(jié)晶，即獲得二氨基二苯醚18粗品。