Способ получения анилина

оп и й 1 Р г, н 4. 1 с., н ис .. я Сеоез Севетский Сщиалистических Республик(61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 120877(21) 2521297/23-04с присоединением заявки Йо -(51)М. Кл.2 С 07 С 87/52 Государственный комитет СССР по дмам изобретений и открытий(71) ЗаЯВйтВЛИ Институт неФтехимического синтеза им. А,В.Топчиева АН СССР и Университет дружбы народов им.П.Лумумбы(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНИЛИНА Изобретение относится к усовер-(шенствованному способу полученияанилина, который находит широкоеприменение в различных отрасляхнародного хозяйства,Известны различные способыполучения анилина, основанные на каталитическом восстановлении нитробензола, в частности, с использованием черней платиновых металлов1 . В этих способах преимущественное применение находят катализаторы,содержащие палладий 2, При этомгидрирование проводят обычно притемпературе 50-100 С и повышенномдавлении.Указанные способы имеют серьезные недостатки: они не позволяютпроводить процесс при нормальномдавлении, необходима очистка целевого продукта от частиц катализатора,при этом весьма велики потери чернейплатиновых металлов при очисткецелевого продукта.В настоящее время наиболее приемлемым является способ полученияаминов, в том числе и анилина,каталитическим гидрированием нитросоединений, заключающийся в том, чтогируирование, в частности, нитробензола проводят в присутствии палладиевого катализатора, представляющегособой металлический палладий или0,1-5 палладия на носителе в интервале температур 70-100 С в жидкойфазе 3.Однако и этот способ имеет существенные недостатки, основными иэкоторых являются необходимость включения стадии очистки целевого продукта от частиц катализатора, чтоприводит к потере как палладия, таки целевого продукта; при гидрировании нитробенэола в условиях данногоспособа в получаемом продукте нарядус анилином определяют побочные продукты в количестве до 5-10, представляющие собой промежуточные продукты гидрирования - нитробензол,И-фенил-гидроксиламин, н-аминофенол и.продукт дальнейшего гидрирования циклогексиламин,Целью изобретения является повышение качества целевого продукта,Поставленная цель достигаетсятем, что гидрирование нитробенэолапроводят в газовой фазе при 20-260 С,преимущественно при 120-200 С, намембранном катализаторе из сплава,содержащего палладий и рутений всоотношении масс от 98:2 до 88: 12,преимущественно от 97:3 до 92:Я,водородом, диффундирующим через мембранный катализатор, причем нитробензол подают по одну сторону мембранного катализатора, а водород - 5по другую его сторону.Согласно изобретению гидрированиенитробенэола в анилин проводят намембранном катализаторе иэ сплавапалладия с рутением, представляющемсобой Фольгу, пленку или трубку,которые герметично закреплены в кордусе реактора. так,что образуютсядве камеры. Реактор имеет штуцеры(по два на каждую камеру), которыеслужат для подачи исходных веществи вывода продуктов реакции. В однукамеру реактора потоком инертногогаза подают пары нитробенэола, ав другую - водород. водород, поступающий во вторую камеру, .диффундиру-20ет в атомном состоянии через мемб"ранный катализатор иэ сплава палла"дня и рутения, избирательно проницаемый для водорода, к поверхностикатализатора, сбприкасающейся с парами нитробенэола в первой камере,где вступает в реакцию с нитробензолом с образованием анилина и воды.Образовавшийся,анилин,вода и не вступившие в реакцию нитробензол и воф 30дород выводят из эоны реакции в охлаждаемый приемник, где собираетсяанилин, вода и нитробензол.Мембранный катализатор можно ис"пользовать в виде фольги толщиной 3510-200 .мкм, пленки толщиной 0,1",-10 мкм и трубки с толщиной стенки10-200 мкм.В случае применения мембранногокатализатора в виде трубки одной 4 Окамерой служит внутренняя полостьтрубки, другой " пространство между внешней поверхностью трубки ивнутренней поверхностью корпусареактора. Если подачу водорода осуществляют внутрь трубки, тогда парынитробенэола подают снаружи трубки,или снаружи трубки подают водород,а внутрь - пары нитробензола.Количество диффундирующего водорода через мембранный катализаторрегулируют температурой реактора идавлением водорода. Нитробенэол подают потоком аргона из барботеров,регулируя его количество температурой барботеров и скоростью потока 55аргона,Использование мембранного катализатора позволяет очищать и переводить пропускаемый через него водород в высокоактивное состояние, что 60ускоряет процесс, Кроме того, способсогласно изобретению дает возможностьустранить потери драгметаллов, получить целевой продукт с высокой степенью чистоты, а также, что весьма 65 существенно, вести процесс при заданной концентрации водорода на поверхности катализатора. Это обстоятель"ство позволяет регулировать степеньизбирательности процесса, Введениерутения в сплав на основе палладияпредотвращает разрушение катализатора под действием водорода и аэотсодержащих соединений,П р и м е р 1. Гидрирование нитробензола проводят в реакторе, представляющем собой металлический кор"пус, герметично разделенный тонкостенной мембраной на две камеры.Каждая камера имеет штуцера для вводаи вывода продуктов реакции. В качестве мембраны используют мембранныйкатализатор из сплава палладия с10 мас.% рутения, представляющий со"бой фольгу толщиной 0,1 мм и площадью 18 см. Мембранный катализаторзакрепляют по торцу в корпусе реактора. После нагревания реактора до170 С в одну камеру подают водородсо скоростью 0,5 мл/с, и давлениеравно 1 атм, а в другую "камерупары нитробензола из барботеров,нагретых до 50 С, в потоке аргонасо скоростью 0,47 мл/с, Нагрузка наединицу поверхности катализаторасоставляет по нитробензолу39 мп/мин м . Водород диффундируетчерез мембранный катализатор в реакционную камеру в атомном состояниии вступает на поверхности катализатора в реакцию с нитробензолом собраэованйем анилина. Продукты реакции анализируют на хроматографеЦвет с использованием колонки,заполненной фазой динохром 11 сжидкой фазой ПМС 100 (.12 мас.Ъ) длиной 1,5 м. Достигнута полная конверсия нитробензола в анилин и воду. В течение 3 ч активность катализатора сохраняется постоянной. П р и м е р 2. Гидрирование проводят по методике примера 1 при температуре 30 фС при скорости потока аргона 0,99 мл/с и скорости потока водорода 0,5 мл/с. Температура барботера 90 С. Хроматографический анализ показывает, что в жидком катализаторе содержится анилин и нитробензол, соответственно 10 и 90, Гидрирование проводят в течение 1 ч, на протяжении которого количество поглощаемого водорода сохраняется постояннымП р и м е р 3. Гидрированне проводят в реакторе, описанном в примере 1, подавая пары нитробензола из барботера, нагретого до 100 фС, Температура реактора 260 С. Скорость потока аргона и водорода 1 мл/с и 0,5 мл/с соответственно. Хроматографический анализ показывает, что в катализаторе содержится только анилин и вода.685661 0 формула изобретения 20 25 Составитель С,ПлужновРедактор Т,Девятко Техред С,Мигай .Корректор Г.Решвтник Заказ 5404/28 Тираж 513 Подписное 1 НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,д.4/5филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 П р и М е р 4. Гидрирование про водят в реакторе, описанном в приме. ре 1, на мембранном катализаторе, представляющем собой Фольгу иэ спла ва, содержащего 94 мас,% палладия и 6 мас.% рутения, толщиной 0,09 мм и площадью 18 смф. Реактор нагреваютРдо 200 С. Пары нитробенэола подают потоком аргона иэ барботеров, нагретых до 120 С со скоростью0,85 мл/с. Продолжительность опыта составляет 1,5 ч. За первые 30 мин конверсия ннтробенэола в анилин составляет 99,3. В течение последующего часа конверсия в анилин составляет 99,1. Побочные продукты не обнаружены. 1Способ получения анилина каталитическим гидрированием нитробенэола, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества целевого продукта, гндрирование нитробенэола проводят в газовой Фазе при 20-260 С на мембранном катализаторе из сплава, содержащего палладий и рутений в соотношении масс от 98:2до 88:12, водородом, диффундирующим через мембранный катализатор,причем нитробенэол подают по однусторону мембранного катализатора, аводород - по другую его сторону.2. Способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что процесс ведутпри 120-200 С.3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что используют мембранный катализатор из сплава,содержащего палладий и рутений в соотношении масс от 97:3 до 92:8.Источники информации, принятыево внимание при экспертизе1. Ха 1 С,Ы. и др., Тпе са 1 а".ТуЫ 1 с асС 1 у 11 у;ой веа 1 в ргойисейЬу Ж 1 е тейцс 1 оп ог, Ва 1 с 1 п 11 чи 1 йапппоп 1 а. 111. Вц 1 Ьеп 1 цп, гЬод 1 щпапй ра 11 аЫцв . Ю.Ав.Саед.Яос.,76, 5989, 1954.2, Патент СцА 9 2823235,кл. 260-573, опублик. 11.02.58.3. Патент СНА 9 2969393,кл. 260-573, опублик. 24,01.61(прототип) .