專利名稱：2，2′-二氨基聯(lián)芐催化脫氨生產(chǎn)亞氨基二芐的工業(yè)化方法
技術領域：
本發(fā)明屬于化學反應工程技術領域，具體的說，涉及一種醫(yī)藥中間體亞氨基二芐的催化脫氨工業(yè)化生產(chǎn)方法。
背景技術：
亞氨基二芐(10，11- 二氫-5H- 二苯并[b，f]氮雜，簡稱IDB)是一種重要的藥物合成中間體，主要用于卡馬西平和奧卡西平等藥物的合成。用2，2' -二氨基聯(lián)芐(簡稱DADB)合成亞氨基二芐是工業(yè)上廣泛采用的方法，主要有2，2' -二氨基聯(lián)芐二酸鹽的熱解脫氨、2，2' - 二氨基聯(lián)芐液相催化脫氨、2，2' -二氨基聯(lián)芐的濃磷酸脫氨和2，2' -二氨基聯(lián)芐氣相催化脫氨法。2，2' -二氨基聯(lián)芐二酸鹽的熱解脫氨法是最早的合成亞氨基二芐的方法，該方法工藝簡單，但反應工程中原料和產(chǎn)物分解嚴重，造成收率較低，產(chǎn)品質(zhì)量較差。2，2' -二氨基聯(lián)芐液相催化脫氨法產(chǎn)品質(zhì)量較好，但收率較低。2，2' -二氨基聯(lián)芐的濃磷酸脫氨法質(zhì)量較好，收率也較高，但對設備要求較高。2,2' - 二氨基聯(lián)芐氣相催化脫氨法，具有工藝流程簡單，收率高，產(chǎn)品質(zhì)量高，對生產(chǎn)設備要求低等優(yōu)點，是生產(chǎn)亞氨基二芐的最佳方法。文獻JP 53098984中公開了一種2，2' -二氨基聯(lián)芐制備亞氨基二芐生產(chǎn)方法，使用內(nèi)徑22mm，長IOOOmm的固定床反應器，選用甲苯溶解原料，原料重量濃度為5 20%，經(jīng)汽化后進入催化床層反應，反應后經(jīng)冷凝器冷凝后獲得產(chǎn)物，連續(xù)20天反應后，反應性能明顯下降。上述2，2' -二氨基聯(lián)芐催化脫氨生產(chǎn)亞氨基二芐的方法，為實驗室的制備方法，未提出工業(yè)上規(guī)模生產(chǎn)時的生產(chǎn)工藝，反應裝置為實驗裝置，并且存在催化劑壽命短等嚴重不足。

發(fā)明內(nèi)容
本申請的發(fā)明人通過研究，對于2，2' - 二氨基聯(lián)芐催化脫氨生產(chǎn)亞氨基二芐，找到一種工業(yè)化的生產(chǎn)方法，本方法的工藝流程為反應物料經(jīng)加熱熔化后與高溫水蒸汽混合，然后進入脫氨反應器，脫氨反應是在一個薄床層的軸向或徑向固定床反應器中進行，從反應器出來的高溫物料經(jīng)廢熱鍋爐熱回收熱量，反應產(chǎn)物冷凝至液態(tài)，在液汽分離罐下部的水中結晶，并在液固分離罐中與水分離獲得產(chǎn)品亞氨基二芐等結晶，從液汽分離罐上部排出大部分水蒸汽經(jīng)過熱器、壓縮機后返回加熱爐循環(huán)利用，其余水蒸汽被排放，以減少系統(tǒng)內(nèi)惰性氣體的積累。因此，本發(fā)明的首要目的就在于提供一種2,2' -二氨基聯(lián)芐氣相催化脫氨生產(chǎn)亞氨基二芐的方法。本發(fā)明需要解決的技術問題是1、供一種工業(yè)上可行的2,2' - 二氨基聯(lián)芐氣相催化脫氨生產(chǎn)亞氨基二芐的生產(chǎn)工藝，實現(xiàn)高轉(zhuǎn)化率、高選擇性以及長周期活性穩(wěn)定的催化脫氨反應；
2、進行工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)時，要考慮到水蒸汽作為稀釋劑和熱載體的大量存在，出于節(jié)能環(huán)保的要求，必須提高其高溫能量的綜合利用。因此，本發(fā)明的構思是這樣的1、采用水蒸汽為熱載體，有利于降低反應物的分壓作用，促進催化脫氨增體積反應的實施；同時降低了催化脫氨大幅度變化，有利于反應進行。另外，水蒸汽的加入，可以有效推進水煤氣反應，避免了催化劑的結炭，顯著提高催化劑的壽命；2、采用薄床層的軸向反應器技術或徑向反應器技術，有效降低床層壓降，有利于在更低壓力下，促進上述增體積反應過程的實施；3、脫氨催化反應采用氧化鋁系催化劑，具有高轉(zhuǎn)化率、高選擇性以及長周期活性穩(wěn)定的特點；4、采用廢熱鍋爐，充分回收了由反應器流出的工藝物料的高溫熱量；反應產(chǎn)物經(jīng)過廢熱鍋爐被冷凝至液態(tài)，在液汽分離罐下部的水中結晶，并在液固分離罐中與水分離獲得產(chǎn)品亞氨基二芐等結晶，從液汽分離罐上部排出大部分水蒸汽經(jīng)過濾器、過熱器、壓縮機后返回加熱爐循環(huán)利用，其余水蒸汽被排放，以減少系統(tǒng)內(nèi)惰性氣體的積累。根據(jù)上述構思，本發(fā)明提出如下的技術方案一種2，2 ‘ - 二氨基聯(lián)芐催化脫氨反應生產(chǎn)亞氨基二芐的工業(yè)化方法，反應物料經(jīng)加熱熔化后由泵送入混合器內(nèi)與高溫水蒸汽混合，其反應物流被提高到反應溫度后進入脫氨反應器；從反應器出來的高溫物料經(jīng)過廢熱鍋爐熱回收熱量，反應產(chǎn)物冷凝至液態(tài)，在液汽分離罐下部的水中結晶，并在液固分離罐中與水分離獲得產(chǎn)品亞氨基二芐等結晶，從液汽分離罐上部排出大部分水蒸汽經(jīng)過濾器、過熱器、壓縮機后返回加熱爐循環(huán)利用，其余水蒸汽被排放，以減少系統(tǒng)內(nèi)惰性氣體的積累。本發(fā)明所述的2,2' -二氨基聯(lián)芐催化脫氨生產(chǎn)亞氨基二芐的方法中，脫氨反應器采用薄床層的軸向反應器或徑向反應器，床層內(nèi)填充以氧化鋁為主要活性成分的脫氨催化劑。反應物流由反應器頂部進入，從反應器底部流出。本發(fā)明所述的脫氨反應可采用以氧化鋁為主要活性組分的脫氨催化劑。本發(fā)明所述的2，2' - 二氨基聯(lián)芐催化脫氨生產(chǎn)亞氨基二芐的方法中，2，2' -二氨基聯(lián)芐的重量空速為0. 01 1. Oh—1，水蒸汽與亞氨基二芐的摩爾比為200 400，反應溫度為300 500°C，反應器內(nèi)的絕對壓力平均值在0. 15 0. 40MPa之間，反應物2，2' -二氨基聯(lián)芐的轉(zhuǎn)化率為90 % 99 %，反應產(chǎn)物亞氨基二芐的選擇性為95 % 98 %。本發(fā)明所述的2，2' -二氨基聯(lián)芐催化脫氨生產(chǎn)亞氨基二芐的方法中，從反應器出來的高溫物料經(jīng)廢熱鍋爐熱回收熱量，反應產(chǎn)物冷凝至液態(tài)，在液汽分離罐下部的水中結晶，并在液固分離罐中與水分離獲得產(chǎn)品亞氨基二芐等結晶，從液汽分離罐上部排出大部分水蒸汽經(jīng)過熱器、壓縮機后返回加熱爐循環(huán)利用，其余水蒸汽被排放，以減少系統(tǒng)內(nèi)惰性氣體的積累。本方法采用2,2' - 二氨基聯(lián)芐氣相催化脫氨的反應工藝，提高了反應性能，降低了原料消耗，反應產(chǎn)物選擇性高，產(chǎn)物亞氨基二芐的收率得以提高，并且由于水蒸汽的加入使脫氨催化劑的壽命延長；同時，本方法采用廢熱鍋爐回收了反應產(chǎn)物的高溫熱量，采用大部分水蒸汽未被冷凝直接返回加熱爐，熱量利用率高，具有能耗低的特點，整個生產(chǎn)工藝屬于節(jié)能型。


圖1本發(fā)明所述的采用薄床層軸向反應器和一級廢熱鍋爐的2,2' -二氨基聯(lián)芐催化脫氨生產(chǎn)亞氨基二芐方法的流程示意圖。圖2本發(fā)明所述的采用薄床層徑向反應器和二級廢熱鍋爐的2,2' - 二氨基聯(lián)芐催化脫氨生產(chǎn)亞氨基二芐方法的流程示意圖。圖中1、原料罐2、計量泵3、混合器4、加熱爐5、脫氨反應器6、廢熱鍋爐6A、一級廢熱鍋爐6B、二級廢熱鍋爐 7、液汽分離罐8、液固分離罐9、蒸汽包9A、一級蒸汽包9B、二級蒸汽包10、過濾器11、過熱器12、壓縮機13、水處理器具體實施方法下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。如圖1所示流程-.2,2' -二氨基聯(lián)芐送入原料罐1，在水蒸汽的加熱下100 150°C熔化，然后通過計量泵2將其輸送到混合器3 ；水或水蒸汽在加熱爐4中被加熱為 400 600°C的高溫水蒸汽，送到混合器3與2，2' - 二氨基聯(lián)芐混合，達到300 500°C 的脫氨反應溫度，進入薄床層的軸向脫氨反應器5進行催化脫氨反應，反應產(chǎn)物的溫度為 300 500°C，隨后進入廢熱鍋爐6回收熱量，從廢熱鍋爐6出來的反應產(chǎn)物的溫度控制在 130 200°C，然后進入液汽分離罐7。在液汽分離罐7中，液態(tài)的反應產(chǎn)物與水蒸汽分離， 液態(tài)的反應產(chǎn)物落入液汽分離罐7的下部的水中結晶出來，與水一起從液汽分離罐7下部進入液固分離罐8。從液汽分離罐7上部出來的反應物料和水蒸汽，進入過濾器10脫除固體物，然后大部分經(jīng)過熱器11加熱到140 170°C，然后經(jīng)壓縮機12壓縮至200 500kPa， 返回加熱爐4循環(huán)使用，小部分放空，以減少惰性氣體在系統(tǒng)內(nèi)的累積。如圖2所示流程2，2' -二氨基聯(lián)芐送入原料罐1，在水蒸汽的加熱下100-150°C 熔化，然后通過計量泵2將其輸送到混合器3 ；水或水蒸汽在加熱爐4中被加熱為400 600°C的高溫水蒸汽，送到混合器3與2，2' - 二氨基聯(lián)芐混合，達到300 500°C的脫氨反應溫度，進入薄床層的徑向脫氨反應器5進行催化脫氨反應，反應產(chǎn)物的溫度為300 500°C，隨后進入一級廢熱鍋爐6A回收高品位的熱量，從一級廢熱鍋爐6A出來的反應產(chǎn)物的溫度控制在200 250°C，然后進入二級廢熱鍋爐6B繼續(xù)回收熱量，出來的反應產(chǎn)物的溫度控制在130 200°C，隨后進入液汽分離罐7。在液汽分離罐7中，液態(tài)的反應產(chǎn)物與水蒸汽分離，液態(tài)的反應產(chǎn)物落入液汽分離罐7的下部的水中結晶出來，與水一起從液汽分離罐7下部進入液固分離罐8。從液汽分離罐7上部出來的反應物料和水蒸汽，進入過濾器10脫除固體物，然后大部分經(jīng)過熱器11加熱到140 170°C，然后經(jīng)壓縮機12壓縮至 200 500kPa，返回加熱爐4循環(huán)使用，小部分放空，以減少惰性氣體在系統(tǒng)內(nèi)的累積。在本發(fā)明中，脫氨催化劑采用氧化鋁系列的催化劑，小試經(jīng)過1000小時的壽命試驗，催化劑的活性保持不變。2,2' -二氨基聯(lián)芐在脫氨反應器(5)中的重量空速為0. 01 1. Or10實施例12,2' -二氨基聯(lián)芐氣相催化脫氨生產(chǎn)亞氨基二芐以圖1的工藝流程進行，脫氨反應器5為薄床層的軸向反應器型式，水蒸汽與2，2 ‘ - 二氨基聯(lián)芐氣的摩爾比為300，反應
5物流在反應床層入口處的溫度為420°C，反應器內(nèi)的絕對壓力平均值在0. 30MPa,脫氨催化劑采用Y-氧化鋁催化劑，2，2' -二氨基聯(lián)芐重量空速為0.071^。從廢熱鍋爐6出來的反應產(chǎn)物的溫度控制在130°C，隨后進入液汽分離罐7。在液汽分離罐7中，液態(tài)的反應產(chǎn)物與水蒸汽分離，液態(tài)的反應產(chǎn)物落入液汽分離罐7的下部的水中結晶出來，與水一起從液汽分離罐7下部進入液固分離罐8。從液汽分離罐7上部出來的反應物料和水蒸汽，進入過濾器10脫除固體物，然后95%的水蒸汽經(jīng)過熱器11加熱到150°C，然后經(jīng)壓縮機壓縮至400kPa，返回加熱爐4循環(huán)使用，其余5%的蒸汽放空，以減少惰性氣體在系統(tǒng)內(nèi)的累積。 反應結果見表1。實施例22,2' -二氨基聯(lián)芐氣相催化脫氨生產(chǎn)亞氨基二芐以圖1的工藝流程進行，脫氨反應器5為徑向反應器型式，水蒸汽與2，2' - 二氨基聯(lián)芐氣的摩爾比為400，反應物流在反應床層入口處的溫度為400°C，反應器內(nèi)的絕對壓力平均值在0. 25MPa，脫氨催化劑采用 Y-氧化鋁催化劑，2，2' -二氨基聯(lián)芐重量空速為0.021Γ1。從一級廢熱鍋爐6A出來的反應產(chǎn)物的溫度控制在220°C，二級廢熱鍋爐6B出來的反應物流的溫度控制在120°C，隨后進入液汽分離罐7。在液汽分離罐7中，液態(tài)的反應產(chǎn)物與水蒸汽分離，液態(tài)的反應產(chǎn)物落入液汽分離罐7的下部的水中結晶出來，與水一起從液汽分離罐7下部進入液固分離罐8。從液汽分離罐7上部出來的反應物料和水蒸汽，進入過濾器10脫除固體物，然后90%經(jīng)過熱器11加熱到140°C，然后經(jīng)壓縮機壓縮至350kPa，返回加熱爐4循環(huán)使用，其余10%的蒸汽放空，以減少惰性氣體在系統(tǒng)內(nèi)的累積。反應結果見表1。表1
項目單位實施例ι實施例2水蒸汽/2，2' 二氨基聯(lián)芐mol/mol300400DADB重量空速h-10. 070. 02進口溫度°c420400進口壓力kPa300250DADB轉(zhuǎn)化率%9296IDB選擇性%9698IDB收率%8894采用本發(fā)明所述的方法，與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點1.反應性能好，采用氣相催化反應工藝，提高了反應性能，降低了原料消耗，反應產(chǎn)物選擇性高，產(chǎn)物亞氨基二芐的收率得以提高，并且脫氨催化劑的壽命延長；2.能耗較低，采用廢熱鍋爐回收了反應產(chǎn)物的高溫熱量，采用大部分水蒸汽未被冷凝直接返回加熱爐，熱量利用率高。因而整個工藝屬于節(jié)能型。
權利要求
1.一種2，2' -二氨基聯(lián)芐催化脫氨反應生產(chǎn)亞氨基二芐的工業(yè)化方法，其特征在于 反應物料經(jīng)加熱熔化后由計量泵( 送入混合器(3)內(nèi)與高溫水蒸汽混合，其反應物流被提高到反應溫度后進入脫氨反應器(5)；從脫氨反應器(5)出來的高溫物料經(jīng)過廢熱鍋爐 (6)熱回收熱量，反應產(chǎn)物冷凝至液態(tài)，在液汽分離罐(7)下部的水中結晶，并在液固分離罐(8)中與水分離獲得產(chǎn)品亞氨基二芐結晶。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的脫氨反應器(5)為薄床層的軸向固定床反應器或徑向固定床反應器。
3.如權利要求1-2任一項所述的方法，其特征在于，工藝條件為水蒸汽與2，2'-二氨基聯(lián)芐的摩爾比為200 400，反應物流在所述的脫氨反應器( 入口處被加熱到300 500°C，脫氨反應器(5)內(nèi)的絕對壓力為0. 15 0. 40MPa，同時采用0. 01 1. Oh—1的2， 2' -二氨基聯(lián)芐重量空速。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的從脫氨反應器(5)出來的反應物料經(jīng)過廢熱鍋爐(6)換熱后溫度降至130 200°C。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的從液汽分離罐(7)出來的水蒸汽有 60% 95%經(jīng)過濾器(10)、過熱器(11)、壓縮機(1 后返回加熱爐(4)循環(huán)使用，其余蒸汽被排放。
全文摘要
本發(fā)明提供一種2，2′-二氨基聯(lián)芐催化脫氨反應生產(chǎn)亞氨基二芐的工業(yè)化方法。該方法的工藝流程是反應物料經(jīng)加熱熔化與高溫水蒸汽混合后進入脫氨反應器，脫氨反應是在一個薄床層的軸向或徑向固定床反應器中進行，從反應器出來的高溫物料經(jīng)過廢熱鍋爐回收熱量，反應產(chǎn)物冷凝至液態(tài)，在液汽分離罐下部的水中結晶，并在液固分離罐中與水分離獲得產(chǎn)品亞氨基二芐等結晶，從液汽分離罐上部排出大部分水蒸汽經(jīng)過濾器、過熱器、壓縮機后返回加熱爐循環(huán)利用，其余水蒸汽被排放。該方法具有反應性能好、原料消耗低、能耗低等特點。
文檔編號C07D223/22GK102417481SQ201110327979
公開日2012年4月18日 申請日期2011年10月25日 優(yōu)先權日2011年10月25日
發(fā)明者倪燕慧, 劉時賢, 吳勇強, 周成巖, 張琪, 朱子彬, 李瑞江, 陶國忠, 魏文韜, 黃震堯 申請人:華東理工大學