〔20世纪90年月以来,全球有机中心体生产与商业名堂爆发了较大的转变,形成了以中国、印度为焦点的有机中心体生产区。我国有机中心体生产取得了长足的生长,但情形污染也日益突出,并且成为制约我国有机中心体行业生长的“瓶颈”之一。以后在增强最后治理的同时,起劲开发与推广清洁生产工艺也已成为我国有机中心体进一步生长的要害。本文对一些主要有机中心体的工业化或具有工业化远景清洁工艺手艺希望状态举行摘要先容。〕
1、 对氨基二苯胺
对氨基二苯胺是主要的橡胶助剂、染料中心体,近年来产能增添迅速,2004年约3.5万t/a,预计2006年将抵达6万~7万t/a。
现在对氨基二苯胺主要接纳古板的甲酰苯胺法生产,会爆发大宗废水。20世纪90年月末,外洋开发出硝基苯清洁工艺,用硝基苯(取代对硝基氯苯)与苯胺缩合制备4-氨基二苯胺。该工艺反应机理较量重大,一样平常需使用能使苯胺天生质子的碱和能溶于碱的极性溶剂。首先爆发巧合反应天生4-亚硝基二苯胺和4-硝基二苯胺及少量偶氮苯等杂质;然后在Pd/C催化剂作用下,催化还原制得4-氨基二苯胺。
由于硝基苯不含氯基因,缩合历程中不会爆发氯化氢,废液量也较大。据报道,硝基苯清洁工艺的三废量比古板甲酰苯蹊径镌汰99%。现在,海内已有硝基苯清洁工艺的工业化妆置建成。
近年来,海内外对硝基苯工艺举行了大宗研究。①针对四甲基氢氧化铵易高温剖析、价钱较高等弱点,Ralph等人使用四甲基氢氧化铵与氢氧化钾混淆物作为缩合催化剂;专利EP0784049中接纳氢氧化钾和甜菜碱作为缩合催化剂;Farher等人在缩合反应中加入5%的过氧化氢(与硝基苯摩尔比为0.3:1),硝基苯的转化率达99.8%,选择性为97%,并且副产品偶氮苯和吩嗪的天生量有所降低;专利US5487755中将碱和加氢催化剂负载在沸石分子筛上,使反应选择性靠近100%。②针对现在硝基苯工艺主要接纳Pt和Pd等贵金属催化剂,生产本钱较高的问题,Emanuel等人使用镍催化剂,同时引入溶剂甲醇,在60~70℃、压力为5Mpa条件下,加氢收率达99.2%,且偶氮苯的产量显着下降;海内丁建民在专利CN1506349A中提出接纳镍催化剂、水为溶剂的合成蹊径;王农跃在专利CN1470498A中选用复合粉末催化剂在串联全混流反应器中举行一连加氢。
2、3,3"-二氯联苯胺
3,3"-二氯联苯胺是主要的有机颜料中心体,以其为质料的有机染料约占全球有机染料的20%。2004年我国3,3"-二氯联苯胺产能约6000t/a,预计2006年将抵达1万t/a。古板要领主要接纳甲醛水合肼还原法,生产历程中会爆发大宗废水,且产品质量较差,在现在环保要求下已经难以生涯。近年,我国邻硝基氯化苯催化加氢法手艺日趋成熟,并已建成3套工业化妆置。
邻硝基氯苯催化加氢法中3,3"-二氯联苯胺的合成是以邻硝基氯苯为质料,在碱性介质中加氢举行还原,天生2,2"-二氯氢化偶氮苯,然后2,2"-二氯氢化偶氮苯在酸性介质中举行转位而得3,3"-二氯联苯胺。
美国专利US3156724先容,邻硝基氯苯在碱性条件下液相加氢制备2,2"-二氯氢化偶氮苯的要领,主催化剂为0.5%~10%Pd/C或Pt/C,萘醌类为助催化剂,甲苯、二甲苯等为溶剂,反应温度为40~100℃,氢气压力172.4~275.8kPa,碱溶液浓度2%~20%,2,2"-二氯氢化偶氮苯收率为80%~90%,副产品为少量邻氯苯胺和苯胺。
厥后泛起了若干篇专利对该法举行刷新,欧洲专利EP391606接纳脂肪烃或脂环烃为溶剂,并镌汰了催化剂、助催化剂的用量,收率为91%;德国专利DE2733741接纳β-羟基蒽醌为助催化剂,可使催化重复使用,不过收率降至84%;日本东洋油墨公司以四氢化萘作为溶剂,收率为91.5%;日本专利JP0264753先容了通过使用新型溶剂来提高收率并增添催化剂套用次数的要领,主要接纳菲、蒽、芘等为骨架的加氢环式碳氢化合物为溶剂,氢氧化钠深度为25%时,收率可达91%。
海内宋东明接纳自制0.8%Pd/C催化剂,以甲苯为溶剂,同时在反应系统中加入适量的外貌活性剂和助催化剂,在0.6Mpa、55~75℃下将邻硝基氯苯直接加氢3h,2,2"-二氯氢化偶氮苯的收率可达93%。
催化加氢法具有一连性操作、污染小、生产情形好等优点,不过对氢源要求较高,别的催化剂较量重大且腾贵,尚有待进一步刷新和完善。