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硝基苯催化加氫潔凈合成對(duì)氨基苯酚項(xiàng)目簡(jiǎn)介

對(duì)氨基苯酚又名對(duì)羥基苯胺。是一種用途廣泛的有機(jī)合成中間體，主要用于染料、醫(yī)藥、橡膠領(lǐng)域。在醫(yī)藥工業(yè)中主要用于撲熱息痛和安諾明等藥物的生產(chǎn)。在橡膠行業(yè)，對(duì)氨基苯酚主要用于防老劑4010MA、4020、4030等的合成，這些產(chǎn)品是目前很有發(fā)展前途的子午輪胎產(chǎn)品的配套防老劑。國(guó)外對(duì)氨基酚生產(chǎn)能力約10萬(wàn)噸／年，生產(chǎn)主要集中在北美和西歐，日本有一定產(chǎn)量，巴西、土耳其、韓國(guó)以及我國(guó)臺(tái)灣也有少量生產(chǎn)。從全球總消費(fèi)量看，呈逐年上升勢(shì)頭，1994年全球共消費(fèi)對(duì)氨基苯酚約6．7萬(wàn)噸，1996年約消耗8．2萬(wàn)噸，2000年需求量約10萬(wàn)噸， 2005年需求量增加到近13萬(wàn)噸。目前，我國(guó)對(duì)氨基苯酚的生產(chǎn)廠家有30多家，總生產(chǎn)能力約為4.5萬(wàn)噸/年，產(chǎn)量約為3.0萬(wàn)噸/年。我國(guó)對(duì)氨基酚主要用于生產(chǎn)解熱鎮(zhèn)痛藥一撲熱息痛，占對(duì)氨基酚總產(chǎn)量的88％左右，出口量約占10％，根據(jù)預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)2008年國(guó)內(nèi)PAP需求量將達(dá)到約6.8萬(wàn)噸，而今后幾年我國(guó)內(nèi)子午輪胎比例將達(dá)到40%，這將大大刺激我國(guó)對(duì)氨基苯酚的發(fā)展。因此，總的說(shuō)來(lái)，對(duì)氨基酚的市場(chǎng)缺口較大，開(kāi)發(fā)利用前景十分廣闊。目前，對(duì)氨基酚的生產(chǎn)按原料路線分為對(duì)硝基酚法和硝基苯法，主要包括對(duì)硝基苯酚鐵粉還原法、對(duì)硝基苯酚加氫還原法、硝基苯催化氫化法和硝基苯電解還原法等。對(duì)硝基苯酚鐵粉還原法是對(duì)氨基苯酚生產(chǎn)最早采用的一種傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法，該方法以對(duì)硝基氯苯為原料，經(jīng)過(guò)水解及酸化得到對(duì)硝基酚，對(duì)硝基酚再經(jīng)鐵粉還原得到對(duì)氨基酚。該方法不僅PAP收率低，且生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)同時(shí)有大量的鐵泥和廢水生成，環(huán)境污染嚴(yán)重，在發(fā)達(dá)國(guó)家已被淘汰，我國(guó)的一些中小規(guī)模企業(yè)普遍采用該方法生產(chǎn)。對(duì)硝基苯酚加氫還原法同樣以對(duì)硝基氯苯為原料，采用與鐵粉還原法中一致的水解酸化工藝，所不同的是其還原工藝采用直接加氫，以R-Ni為催化劑，在水溶液中還原得到對(duì)氨基酚。該方法對(duì)氨基酚收率高，副產(chǎn)物少，且大大減少了廢液及廢渣的排放量，如美國(guó)孟山都、法國(guó)羅納普朗克、英國(guó)的斯特林公司和我國(guó)安徽八一化工集團(tuán)等均采用該工藝技術(shù)生產(chǎn)。以硝基苯為原料合成對(duì)氨基酚相對(duì)硝基酚法具有明顯的原料優(yōu)勢(shì)，按還原方法不同分為硝基苯催化氫化法和硝基苯電解還原法兩種工藝。這兩種工藝被普遍認(rèn)為是目前世界上對(duì)氨基苯酚最先進(jìn)、最有前途的生產(chǎn)工藝，美國(guó)、西歐、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)大都采用這兩種工藝，但在國(guó)內(nèi)，這兩種工藝均不成熟。其中硝基苯電解還原法操作簡(jiǎn)單，工藝流程短，產(chǎn)品純度高，環(huán)境污染小，但是設(shè)備復(fù)雜，耗電太多，對(duì)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)及工藝條件控制有較高的技術(shù)要求；而硝基苯催化加氫還原法工藝流程短，能耗低，對(duì)氨基苯酚收率較高，產(chǎn)品質(zhì)量較好，被普遍認(rèn)為是未來(lái)發(fā)展的方向。硝基苯催化加氫合成對(duì)氨基苯酚通常以鉑、銠、鈀等貴金屬為催化劑，于稀硫酸介質(zhì)中進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)中硝基苯首先加氫生成中間產(chǎn)物苯基羥胺，然后在酸性介質(zhì)中苯基羥胺重排為對(duì)氨基苯酚。目前國(guó)外工業(yè)生產(chǎn)中該工藝均是以Pt/AC為催化劑，于10~20%的硫酸水溶液中進(jìn)行。而在國(guó)內(nèi)，該工藝一直未能實(shí)現(xiàn)真正意義上的工業(yè)化生產(chǎn)，主要是存在以下問(wèn)題：（1）催化劑與產(chǎn)品分離困難。目前，該工藝所采用催化劑為Pt/C，所用載體為粉末狀活性炭。該催化劑不僅粒度小，而且比重較小，將催化劑從反應(yīng)后的混合物中分離出來(lái)極為困難，導(dǎo)致催化劑在回收過(guò)程中損失較為嚴(yán)重，生產(chǎn)成本上升，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力下降。（2）由于反應(yīng)過(guò)程中需要以硫酸為反應(yīng)介質(zhì)，一方面對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求較高，另一方面，在反應(yīng)后處理過(guò)程中需要大量的氨水來(lái)中和反應(yīng)液，才能將產(chǎn)物PAP和副反應(yīng)產(chǎn)物苯胺從反應(yīng)液中分離出來(lái)，工藝復(fù)雜，同時(shí)副產(chǎn)大量的稀硫酸銨溶液，綜合治理費(fèi)用較高。本課題組針對(duì)現(xiàn)有工藝中存在的主要問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了一種新的環(huán)境友好催化劑，獲得了較高的PAP收率。該催化劑不僅有效解決了金屬催化劑的分離問(wèn)題，同時(shí)由于反應(yīng)在近乎中性的水溶液中進(jìn)行，一方面有效解決了設(shè)備腐蝕問(wèn)題，另一方面，產(chǎn)品PAP及副反應(yīng)產(chǎn)物苯胺可通過(guò)簡(jiǎn)單的蒸餾、蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶等方式從反應(yīng)液中分離出來(lái)，無(wú)需中和處理，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，也避免了大量硫酸銨廢液的生成。目前該項(xiàng)目正在河北陽(yáng)煤正元化工集團(tuán)進(jìn)行中試放大研究，已取得階段性成果，PAP收率達(dá)到60%以上，催化劑回收率可完全滿足工業(yè)生產(chǎn)要求。

河北工業(yè)大學(xué) 2021-04-13

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