材料工程論文征稿苯胺制造技術

　　目前世界上苯胺的生產以硝基苯催化加氫法為主，其生產能力約占苯胺總生產能力的85%，苯酚氨化法約占10%，鐵粉還原法約占5%。下面小編介紹一篇關于苯胺制造的一篇論文。

　　[論文摘要]介紹苯胺制造技術，并對各制造技術進行評述。

　　[論文關鍵詞]苯胺 加氫 催化劑

　　苯胺是一種重要的有機化工原料和化工產品，由其制得的化工產品和中間體有300多種，在染料、醫藥、農藥、炸藥、香料、橡膠硫化促進劑等行業中具有廣泛的應用，開發利用前景十分廣闊。

　　目前世界上苯胺的生產以硝基苯催化加氫法為主，其生產能力約占苯胺總生產能力的85%，苯酚氨化法約占10%，鐵粉還原法約占5%。

　　一、硝基苯鐵粉還原法

　　硝基苯鐵粉還原法采用間歇式生產，將反應物料投入還原鍋中，在鹽酸介質和約100℃溫度下，硝基苯用鐵粉還原生成苯胺和氧化鐵，產品經蒸餾得粗苯胺，再經精餾得成品，所得苯胺收率為95%～98%，鐵粉質量的好壞直接影響苯胺的產率。此方法因存在設備龐大、反應熱難以回收、鐵粉耗用量大、環境污染嚴重、設備腐蝕嚴重、操作維修費用高、難以連續化生產、反應速度慢、產品分離困難等缺點，目前正逐漸被其他方法所取代。

　　二、苯酚氨化法

　　基本工藝過程為：苯酚與過量的氨(摩爾比為1：20)經混合，汽化、預熱后，進入裝有氧化鋁-硅膠催化劑的固

　　定床反應器中，在370℃、1.7MPa條件下，苯酚與氨進行氨化反應制得苯胺，同時聯產二苯胺，苯胺的轉化率和選擇性均在98%左右。該法工藝簡單，催化劑價格低廉，壽命長，所得產品質量好，“三廢”污染少，適合于大規模連續生產并可根據需要聯產二苯胺，不足之處是基建投資大，能耗和生產成本要比硝基苯催化加氫法高。

　　三、固定床氣相催化加氫

　　固定床氣相催化加氫工藝是經預熱的硝基苯與大過量的預熱后的氫氣混合，在觸媒固定的反應器中發生加氫反應生成粗苯胺，粗苯胺經脫水、精餾后得成品，苯胺的選擇性大于99%。

　　固定床氣相催化加氫工藝具有技術成熟，反應溫度較低，設備及操作簡單，維修費用低，建設投資少，不需分離催化劑，產品質量好等優點;不足之處是單臺反應器能力低，反應壓力較高，易發生局部過熱而引起副反應和催化劑失活，必須定期更換催化劑。

　　(一)工藝特點

　　硝基苯用合成氣預熱，氫氣氣混合后進入列管反應器;使用列管式等溫反應器+堆床絕熱反應器復合操作，反應放出的熱量通過產生17bar蒸汽帶出;使用銅催化劑，消耗為0.6kg/t;單套反應系統最大生產能力5萬噸/年;需要大型氫氣循環壓縮機;帶有脫水塔+輕組份處理塔、精餾塔+重組份處理塔、苯胺回收塔;精餾塔塔頂產3bar蒸汽;重組份的回收處理，輕重組份7kg/t。

　　(二)優劣勢分析

　　1. 相對優勢。固定床反應器操作穩定;原料硝基苯、氫氣消耗較低。

　　2. 劣勢。單條反應線最大能力5萬噸/年;催化劑消耗高;需要大量的氫氣進行循環，消耗蒸汽、循環水和電;蒸餾系統處理過于復雜;需要去除硝基苯中的二硝基苯，二硝基苯過高會引起催化劑中毒;催化劑更換時比較繁瑣。

　　四、流化床氣相催化加氫

　　流化床氣相催化加氫法是原料硝基苯加熱汽化后，與約理論量3倍的氫氣混合，進入裝有銅-硅膠催化劑的流化床

　　反應器中，在催化劑流化的條件下進行加氫還原反應生成苯胺和水蒸氣，再經冷凝、分離、脫水、精餾得到苯胺產品。該法較好地改善了傳熱狀況，控制了反應溫度，避免了局部過熱，減少了副反應的生成，延長了催化劑的使用壽命，不足之處是操作較復雜，催化劑磨損大，裝置建設費用大，操作和維修費用較高。

　　(一)工藝簡述

　　氫氣同合成氣換熱后，同硝基苯一起汽化升溫，進入流化床反應，生成苯胺和水，經冷卻、靜止分離后為粗苯胺、苯胺水。苯胺水進入苯胺回收塔處理;粗苯胺經過脫水塔、精餾塔處理為合格苯胺。

　　(二)工藝特點

　　循環氫氣同合成氣換熱;液-液靜止分離;具有廢水塔、脫水塔、精餾塔;單線能力大;反應器中安裝有熱交換束，該熱交換束浸在流化床內。用水作冷媒，反應熱用來生產蒸汽;催化劑需要再生，1-2月再生一次，再生時間月24-72hr;有廢渣產生。

　　(三)優劣勢分析

　　1. 相對優勢。國內技術成熟，投資費用低;觸媒運行成本低。

　　2. 劣勢。硝基苯、氫氣單耗高，生產成本高;單條反應線最大能力7萬噸/年;催化劑需要每1-2月再生一次，耗

　　時1-3天;生產產品質量隨催化劑周期性變化。

　　五、液相催化加氫

　　硝基苯液相催化加氫工藝是在150～250℃、0.15～1.0MPa壓力下，采用貴金屬催化劑，在無水條件下硝基苯進行加氫反應生成苯胺，再經精餾后得成品，苯胺的收率為99%。液相催化加氫工藝的優點是反應溫度較低，副反應少，催化劑負荷高，壽命長，設備生產能力大，不足之處是反應物與催化劑以及溶劑必須進行分離，設備操作以及維修費用高。

　　(一)工藝簡述

　　硝基苯先被用作萃取劑從苯胺水中回收苯胺，然后經預熱后進入反應器。苯胺料漿(含催化劑)、循環水、循環苯胺和氫氣從底部進入，氫溶解在液體混合物中，和硝基苯反應生成苯胺和水。反應生成的少量焦油及催化劑從反應器側線流出經催化劑稠厚器過濾后，催化劑回到反應系統。反應物以蒸汽形式從頂部帶出，進入二級廢鍋、空冷器、水冷器冷卻后，氣液分離，合成液靜止分離，粗苯胺通過脫水塔脫水后，進入席夫堿反應器處理低沸物，進入精餾塔處理高沸物。

　　(二)工藝特點

　　對氫氣純度要求較高，必須增加甲烷化反應器;使用精硝基苯萃取苯胺水中的苯胺;反應塔為立式、多級、柱塞流反應器，液相加氫;使用以碳為載體的鈀、鉑貴金屬催化劑;反應生成的熱量由反應物以蒸汽的形式從頂部帶出;具有一套催化劑循環系統，需采購德國設備催化劑增稠器;可產中壓和低壓蒸汽;氫氣、硝基苯投料摩爾比為小，過量氫氣用小型氫氣循環機循環;催化劑連續添加，不需要停車;脫水塔真空脫水;具有席夫堿反應器處理反應生成的低沸物;有廢液產生。

　　(三)優劣勢分析

　　1.相對優勢：(1)原料硝基苯、氫氣消耗低，單位生產成本低;(2)單套裝置生產能力大，反應器可設計最大能力為30萬噸/年;(3)反應器內部不需要機械攪拌，不需要大的氫氣循環系統，氫油比低，排放時可減少氫氣的消耗;(4)三廢產生已達到了最低，接近了理論值;(5)省去了觸媒再生時間，只需要較少的主要設備維修時間，運轉率可高達98%。

　　2.劣勢：必須增加一套甲烷化裝置，增加投;使用貴金屬催化劑，價格昂貴;貴金屬處理系統復雜，設備較多。

　　六、結束語

　　綜上，苯胺的制造技術各具特點，目前主要以硝基苯的加氫技術為主，早期國內以硝基苯固定床加氫和氣相流化床為主，但隨著國外硝基苯液相加氫技術的工業化生產，以其單套裝置產能大，生產成本低，連續運轉時間長等優勢日益得到制造商的青睞。苯胺制造技術也將向著高產能、低成本的方向前進。

　　閱讀期刊：《材料工程》

　　《材料工程》(月刊)創刊于1956年，由中航工業集團公司主管，中航工業北京航空材料研究院主辦，國內外公開發行。是綜合性的材料科學與技術刊物。《材料工程》一直是美國《工程索引》(EI Compendex)，劍橋科學文摘(CSA)，美國化學文摘(CA)和日本科學文摘等多家國外數據庫收錄期刊。同時是北大圖書館出版的《中文核心期刊要覽》和科技引文統計源(核心)收錄期刊。