En pocas palabras, el nitrobenceno y el hidrógeno se calientan a unos 200 grados, se pasan al reactor de lecho fluidizado y, bajo la acción de catalizadores soportados por metal (muchos tipos, aquí tienes cobre activo), se genera anilina. se genera a 200-320 grados.
La fórmula química de la reacción es C6H5NO2+3H2——--C6H5NH2+2H20
El método de hidrogenación catalítica de nitrobenceno es actualmente el principal método para producir anilina en la industria, incluida la fase gaseosa de lecho fijo. Hidrogenación catalítica Hay tres procesos: hidrógeno, hidrogenación catalítica en lecho fluidizado en fase gaseosa y nitrobenceno en fase líquida.
Catalizador
C6H5NO2+3H2——--C6H5NH2+2H2Q
Proceso de producción: 1. Reducción por hidrogenación del nitrobenceno: el nitrobenceno se precalienta y entra hidrógeno. el gasificador a 1:9 (relación molar), se vaporiza y se calienta a 185~200°C y se pasa al lecho fluidizado. Utilizando cobre como catalizador, el nitrobenceno gaseoso sufre una reacción de hidrogenación y reducción en el lecho fluidizado. Controle la temperatura central en el lecho fluidizado a 220 ~ 270 ℃. Alto: ≥90%. La caldera de calor residual utiliza el calor generado por la reacción de hidrogenación para producir vapor saturado de 1,3-1,7 MPa para su uso en el gasificador y los procesos de destilación posteriores. Los productos de reacción gaseosos que salen de la parte superior del lecho fluidizado se condensan y enfrían. La fase líquida es anilina y agua generada por la reacción, y el producto crudo anilina se obtiene por capas. Se descarga una pequeña cantidad de gas no condensable (H: ≥90%) y el resto se comprime. Mezclado con hidrógeno fresco para reciclaje. El catalizador de cobre del lecho se regenera periódicamente. 2. Refinación de anilina: la anilina cruda se bombea desde la parte superior de la torre de deshidratación. Controle la temperatura de la torre de deshidratación a 140-160 ℃ y la temperatura superior de la torre a 120-140 ℃. El grado de vacío en la torre es de 0,06 a -0,07 MPa. Cuando el contenido de agua del todavía líquido de la torre de deshidratación es ≤0,1%, ingresa a la torre de rectificación para eliminar los componentes pesados (nitrobenceno, bencidinas, etc.) mediante destilación. Controlar la temperatura de la caldera de la torre de 10 a 120°C. La temperatura en la cima de la torre es de 100~110~C. El grado de vacío en la torre es superior a 0,09 MPa. La anilina gaseosa se evapora y condensa desde la parte superior de la torre para obtener el producto terminado; los componentes pesados del alambique de la torre se descargan periódicamente y la anilina se recupera mediante destilación y se utiliza como alquitrán.
El proceso de hidrogenación catalítica en fase gaseosa de lecho fijo utiliza nitrobenceno e hidrógeno para reaccionar en condiciones como 1 a 3 MPa y 200 a 300 grados Celsius, y la selectividad de la anilina es >99%. Tiene las ventajas de bajos costos operativos, baja inversión, tecnología madura y buena calidad del producto. La desventaja es que el sobrecalentamiento local tiende a provocar reacciones secundarias y desactivación del catalizador. La mayoría de las plantas extranjeras de producción de anilina utilizan este proceso para la producción.
El método de hidrogenación catalítica en fase gaseosa en lecho fluidizado consiste en mezclar el nitrobenceno vaporizado con un exceso de H: en el reactor de lecho fluidizado y realizar una reacción de reducción de hidrogenación a 260-280°C para generar anilina y agua. . Este método puede mejorar mejor las condiciones de transferencia de calor, evitar el sobrecalentamiento local, reducir la generación de reacciones secundarias y extender la vida útil del catalizador. Las desventajas son que la operación es complicada, el desgaste del catalizador es grande y la construcción del dispositivo. Los costos de operación y mantenimiento son altos. La gran mayoría de los fabricantes de anilina en mi país utilizan el proceso de hidrogenación catalítica en fase gaseosa en lecho fluidizado para la producción.
El proceso de hidrogenación catalítica en fase líquida de nitrobenceno es una reacción de hidrogenación de nitrobenceno en condiciones anhidras para generar anilina, y el rendimiento de anilina es del 99%. Las ventajas son una temperatura de reacción más baja, menos reacciones secundarias, una alta carga de catalizador, una larga vida útil y una gran capacidad de producción del equipo. La desventaja es que los reactivos, catalizadores y disolventes deben separarse y los costos de operación y mantenimiento del equipo son altos.
En la actualidad, los catalizadores utilizados con éxito en el proceso de hidrogenación de nitrobenceno son principalmente catalizadores reducidos a base de cobre y catalizadores de metales preciosos a base de platino.
El Instituto Ruso de Catálisis reveló un método para preparar un catalizador reforzado con cobre para la hidrogenación de nitrobenceno a anilina: sinterizando polvos de níquel y aluminio distribuidos en la superficie del intercambiador de calor en una rejilla de acero inoxidable para obtener níquel ． A este soporte se une un soporte de aluminio y un catalizador de cobre, y el catalizador preparado mediante este método tiene una alta actividad.
El progreso técnico en el proceso de hidrogenación catalítica del nitrobenceno se refleja principalmente en la mejora de los catalizadores.
La empresa estadounidense DuPont ha desarrollado con éxito un proceso de hidrogenación catalítica en fase líquida para el nitrobenceno: a 150-250°C y 0,15-1,0 MPa, utilizando catalizadores de metales preciosos, el nitrobenceno se nitra en condiciones anhidras. Reacción de hidrogenación para generar anilina, con un rendimiento del 99%.
El Instituto Ruso de Física e Investigación Orgánica ha desarrollado un catalizador de paladio para la hidrogenación catalítica de nitrobenceno utilizando óxidos de metales de tierras raras como portadores. Los experimentos han demostrado que en la hidrogenación de nitrobenceno para producir anilina, 1% Pd/Sm:03 es mejor que. 1% Pd/A120 tiene una alta actividad catalítica y la relación de estabilidad entre los dos es 3,5. Mobei Company ha desarrollado un catalizador de red, corrugado o en forma de panal hecho de metales preciosos como oro, plata, platino o paladio. En presencia de este catalizador, se utiliza metanol como disolvente y el nitrato se nitra en las condiciones de 131-. 150oC y 6,4 MPa. La reacción de hidrogenación del benceno dura 63 minutos y el rendimiento de anilina es superior al 98,1%. La Universidad de Tianjin ha fabricado una resina de fósforo funcional. Se cargan Pd, Pt o Ni en la resina para fabricar un catalizador, que se puede utilizar para la reacción de hidrogenación del nitrobenceno.