[发明专利]储存和运输甲苯二胺的方法

说明书

本发明涉及制备能在液相状态下储存和运输的间甲苯二胺的方法。

甲苯二胺在工业上是通过将用混合酸法制得的二硝基甲苯氢化制备的。在该方法中，甲苯与硝酸在硫酸的存在下，在能够生成主要包含2,4-和2,6-二硝基甲苯异构体混合物(65-80％2,4-和20-35％2,6-)的反应产物的条件下接触。将二硝基甲苯回收，然后在氢化催化剂(例如镍催化剂)的存在下使其与氢接触。氢化完成后，将含有甲苯二胺的反应产物在减压和高温(182.2-198.8℃)下蒸馏，以除去所有轻馏分、水、甲苯胺、邻甲苯二胺和副产物。蒸馏之后，从大约198.8℃的塔底回收间甲苯二胺异构体混合物并送入产品冷却器中降温至大约110-121.1℃，并将压力升至大气压。所得间甲苯二胺异构体混合物被送去储存。

甲苯二胺是一种高熔点芳族二胺，其熔点约为104.4℃(220°F)。因为其熔点高，所以储存和运输变得困难，尤其是在大容器(例如船运中的大容器)中。如果将间甲苯二胺异构体混合物转变为固体，则芳族二胺在再熔化时可能由于传热差而发生降解。不仅有稳定性的问题，而且存在由于传热差而需要再熔化大的固体块的问题。人们已尝试过将甲苯二胺粒化供再熔用，但由于固体颗粒之间传热差，上述尝试仍然是不能接受的。于是，甲苯二胺异构体通常存放在小容器中，并用装备有能使甲苯二胺的温度保持在其熔点以上的装置的卡车或运输车辆运输。

在大容器如远洋货轮所用的容器中进行长期储存是极其困难的。与这种储存和/或运输有关的一个问题是缺少将储存的甲苯二胺保持在熔点温度之上所必需的装置。除了将甲苯二胺保持在其熔点温度之上所需的装置之外，还有在较长一段时间内将甲苯二胺的温度保持在其熔点以上所引起的操作能量成本问题。

本发明涉及生产间甲苯二胺异构体混合物的改进方法，所述混合物能储存和运输，特别是长期储存或在大容器(例如船用容器)中储存。基本过程包括：将甲苯二硝基化，得到含有2,4-和2,6-二硝基甲苯的反应产物；将含有2,4-和2,6-二硝基甲苯的反应产物氢化成2,4-和2,6-甲苯二胺；将氢化反应产物在减压和高温下蒸馏制得最终的基本上无水的富含2,4-和2,6-甲苯二胺的产物；将最终产物冷却，送去储存或装运。该方法的改进之处在于采用加入熔融态甲苯二胺的5-15％(重量)的水，混合并控制所得甲苯二胺-水混合物的温度使得甲苯二胺-水混合物的最终温度不超过沸点的方法明显地降低了富2,4-和2,6-甲苯二胺无水产物的熔点。最终产物可直接储存和运输。引入无水甲苯二胺中的水浓度优选大约7-10％(重量)。

本发明方法有几个显著的优点，它们包括：

能够明显降低间甲苯二胺的凝固点，方法是加入相对于间甲苯二胺为少量的水，以便储存和运输，特别是远洋货运。

能够降低由于长期储存或长途运输而将甲苯二胺保持液相状态的能量耗费；

能够将无水间甲苯二胺转变为适合于常规设备的较低熔点的间甲苯二胺；

能够在不引起变色、大量副产物生成和储存期的稳定性变化的情况下将间甲苯二胺转变为低熔点固体；

能够在低温下从间甲苯二胺中除去水，从而节省了高温蒸馏引起的能量耗费。

甲苯二胺通常是通过二硝基甲苯的氢化来生产的，二硝基甲苯又是通过用混合酸将甲苯硝化来生产的。将二硝基甲苯氢化得到的反应产物在真空下分馏，以除去轻(高挥发性)物质(例如去氨基化产物)、氨和残留水，它们是在反应中产生的。蒸馏除去反应产物中的副产物和残留水，从而生成主要由2,4-和2,6-甲苯二胺组成的、含有极少量杂质的无水间甲苯二胺。从蒸馏塔底回收的间甲苯二胺异构体混合物的温度一般为大约193.3-204.4℃。