苯胺的合成课件.ppt

关于苯胺的合成现在学习的是第1页，共19页苯胺的合成方法苯胺的合成方法1、常见的合成方法、常见的合成方法-铁粉还原法铁粉还原法2、硝基苯催化加氢法、硝基苯催化加氢法3、苯酚氨化法技术、苯酚氨化法技术4、氯苯氨化法、氯苯氨化法5、直接胺化制苯胺、直接胺化制苯胺6、一种苯胺、苯酚及其衍生物的制备方法，开、一种苯胺、苯酚及其衍生物的制备方法，开发了由苯、氨和氧直接合成苯胺的工艺发了由苯、氨和氧直接合成苯胺的工艺现在学习的是第2页，共19页1、常见的合成方法、常见的合成方法-铁粉还原法铁粉还原法 C6H5NO2+3Fe+6HCl=C6H7N+3FeCl2+2H2O 采用间歇法，将反应物投入反应釜中，在盐酸介采用间歇法，将反应物投入反应釜中，在盐酸介质，约质，约100下，硝基苯用铁粉还原生成苯胺和氧化下，硝基苯用铁粉还原生成苯胺和氧化铁，产品经蒸馏得粗苯胺，再经精馏得成品，一般铁，产品经蒸馏得粗苯胺，再经精馏得成品，一般收率为收率为95%98%，铁粉质量的好坏直接影响苯胺的产，铁粉质量的好坏直接影响苯胺的产率。此法为生产苯胺的经典方法，率。此法为生产苯胺的经典方法，但由于存在设备复杂、但由于存在设备复杂、污染环境、能量消耗大、分离产品困难等缺点，逐渐被淘污染环境、能量消耗大、分离产品困难等缺点，逐渐被淘汰汰。但仍有部分中小企业仍采用该法。但仍有部分中小企业仍采用该法。现在学习的是第3页，共19页2、硝基苯催化加氢法、硝基苯催化加氢法 硝基苯催化加氢法是目前工业上生产苯胺的主要方法，包括固定床气相硝基苯催化加氢法是目前工业上生产苯胺的主要方法，包括固定床气相催化加氢、流化床气相催化加氢以及硝基苯液相催化加氢三种工艺。催化加氢、流化床气相催化加氢以及硝基苯液相催化加氢三种工艺。固定床气催化相加氢法固定床气催化相加氢法-在在200300。13Mpa条件下，经预热的氢条件下，经预热的氢和硝基苯反应生成粗苯胺，然后经脱水、精馏制成。该工艺具有技术成熟，和硝基苯反应生成粗苯胺，然后经脱水、精馏制成。该工艺具有技术成熟，反应温度低，设备及操作简单，投资少，产品质量好等优点。缺点压力较高，反应温度低，设备及操作简单，投资少，产品质量好等优点。缺点压力较高，易发生局部过热而引起副反应和催化剂失灵，需定期更换催化剂。易发生局部过热而引起副反应和催化剂失灵，需定期更换催化剂。流化床气相催化加氢法流化床气相催化加氢法-该法反应温度易于控制，催化剂的使该法反应温度易于控制，催化剂的使用寿命长。缺点是操作复杂，催化剂磨损大，装置投资费用大，用寿命长。缺点是操作复杂，催化剂磨损大，装置投资费用大，维护费高。维护费高。液相加氢工艺液相加氢工艺-反应温度反应温度150250、压力、压力0.151.0Mpa，催化剂为，催化剂为贵金属，于无水的条件下进行加氢反应，精馏提纯即可。该法的优点是贵金属，于无水的条件下进行加氢反应，精馏提纯即可。该法的优点是反应温度低，副反应少，催化剂寿命长等。缺点是反应压力高，设备操反应温度低，副反应少，催化剂寿命长等。缺点是反应压力高，设备操作费高等。作费高等。现在学习的是第4页，共19页3、苯酚氨化法技术、苯酚氨化法技术 采用碱金属含量小于采用碱金属含量小于05的氧化铝催化剂，空速为的氧化铝催化剂，空速为0045 h一时，可在较低的温度一时，可在较低的温度(375)以及以及n(氨氨)：n(苯酚苯酚)=1：15条件下进反条件下进反应，苯酚的转化率达应，苯酚的转化率达991，选择性达，选择性达987 本工艺的过程是本工艺的过程是:将苯酚气化后导入一个隔热式的反应器内，在反将苯酚气化后导入一个隔热式的反应器内，在反应温度为应温度为400一一600，氨的压力为，氨的压力为16.9公斤公斤/厘米，条件下，将苯酚厘米，条件下，将苯酚蒸气和过量的氨气通过催化剂，流速为蒸气和过量的氨气通过催化剂，流速为0.58小时。在反应器内生成小时。在反应器内生成苯胺和水，反应生成物于氨回收塔回收未反应的氨后，用蒸馏法苯胺和水，反应生成物于氨回收塔回收未反应的氨后，用蒸馏法除去水份而得粗苯胺。氨经升压后再循环使用。粗苯胺再除去高除去水份而得粗苯胺。氨经升压后再循环使用。粗苯胺再除去高沸点物后，即得产品苯胺。沸点物后，即得产品苯胺。本方法的特点是由于用本方法的特点是由于用Halcon公司催化剂公司催化剂(SiO2-型，表面积大于型，表面积大于Al2O3100平方米，平方米，/克克)，使苯酚和氨之分子比接近理论收率，所以精，使苯酚和氨之分子比接近理论收率，所以精制的工序简单，而且苯胺产品纯度高，催化剂寿命也长制的工序简单，而且苯胺产品纯度高，催化剂寿命也长。现在学习的是第5页，共19页4、氯苯氨化法、氯苯氨化法 氯苯与浓氨在氯苯与浓氨在高压高压下进行反应。其优点是下进行反应。其优点是换用氯苯可免用硝酸去制取硝基苯，副产氯化换用氯苯可免用硝酸去制取硝基苯，副产氯化钱是有价值的肥料，缺点是腐蚀设备，故不及钱是有价值的肥料，缺点是腐蚀设备，故不及苯酚氨化法优点多。苯酚氨化法优点多。现在学习的是第6页，共19页5、直接胺化制苯胺、直接胺化制苯胺 传统工艺生产苯胺均存在着步骤多、操作条件苛刻、附传统工艺生产苯胺均存在着步骤多、操作条件苛刻、附加试剂及副产物多、对环境危害大等缺点。而芳香族化合物加试剂及副产物多、对环境危害大等缺点。而芳香族化合物（苯）与氨反应直接氨基化将多步反应变为一步，可明显提（苯）与氨反应直接氨基化将多步反应变为一步，可明显提高原子利用率，且副产物对环境无害，是目前研究最多的直高原子利用率，且副产物对环境无害，是目前研究最多的直接胺化合成芳胺（苯胺）的路线。接胺化合成芳胺（苯胺）的路线。在在150500、1.013101.3MPa、苯在催化剂作用下可直接胺化合成苯胺，受热力学平苯在催化剂作用下可直接胺化合成苯胺，受热力学平衡限制，苯胺的收率较低。衡限制，苯胺的收率较低。现在学习的是第7页，共19页6、一种苯胺、苯酚及其衍生物的制备方法，开发、一种苯胺、苯酚及其衍生物的制备方法，开发了由苯、氨和氧直接合成苯胺的工艺了由苯、氨和氧直接合成苯胺的工艺 该工艺分两步反应：第一步，苯、氧气该工艺分两步反应：第一步，苯、氧气(空气中的氧气空气中的氧气)与金属溴化物反应生成溴代苯；与金属溴化物反应生成溴代苯；第二步，溴代苯和氨或氨水溶液反应生成苯胺。第二步，溴代苯和氨或氨水溶液反应生成苯胺。溴苯转化率接近溴苯转化率接近100，苯胺选择性，苯胺选择性95以上。以上。在整个反应中，消耗的净原料为苯、氨和氧，在整个反应中，消耗的净原料为苯、氨和氧，副产物是水，流程具有苯转化率高和选择性好副产物是水，流程具有苯转化率高和选择性好等特点。等特点。现在学习的是第8页，共19页根据以上各反应条件特点根据以上各反应条件特点n我们选取铁粉还原法我们选取铁粉还原法n理由反应条件温和、产率高、操作简单理由反应条件温和、产率高、操作简单。现在学习的是第9页，共19页三三 原料及产品的分析测试原料及产品的分析测试1.1.苯胺苯胺色谱测定法色谱测定法 测产物的沸点或折光率。测产物的沸点或折光率。仪器：带氢火焰离子鉴定器的色相谱仪。仪器：带氢火焰离子鉴定器的色相谱仪。2.2.硝基苯硝基苯示波极谱法示波极谱法 量取量取49ml49ml（50g50g）样品，注入盛有）样品，注入盛有25ml25ml甲醇的容量瓶中，加甲醇的容量瓶中，加13ml13ml盐酸溶液（盐酸溶液（20%20%），冷却，用甲醇稀释至），冷却，用甲醇稀释至100ml100ml。量取。量取20ml20ml，共四份，一份不加标准溶液，其，共四份，一份不加标准溶液，其余三份分别加入含有成比例的硝基苯标准溶液。通氮气余三份分别加入含有成比例的硝基苯标准溶液。通氮气5min5min后，在试验条件下，后，在试验条件下，分别测定其极谱波高。以加入的标准溶液浓度为横坐标，相应的极谱波高为分别测定其极谱波高。以加入的标准溶液浓度为横坐标，相应的极谱波高为纵坐标，绘制曲线。将曲线反向延长与横轴相交，交点及为待测硝基苯的浓纵坐标，绘制曲线。将曲线反向延长与横轴相交，交点及为待测硝基苯的浓度。度。3.3.醋酸醋酸用酸碱滴定法用酸碱滴定法 将将10ml10ml无二氧化碳的水注入具塞锥形瓶中，称量，加无二氧化碳的水注入具塞锥形瓶中，称量，加2.5ml2.5ml样品，再称量，样品，再称量，两次称量均需精确至两次称量均需精确至0.0001g0.0001g。加。加40ml40ml无二氧化碳的水及无二氧化碳的水及2 2滴滴10g/L10g/L酚酞指示夜，酚酞指示夜，用氢氧化钠标准滴定溶液用氢氧化钠标准滴定溶液【c c（NaOH NaOH）=0.5mol/L=0.5mol/L】滴定至溶液呈粉红色，并滴定至溶液呈粉红色，并保持保持30s30s。仪器：滴定管、移液管仪器：滴定管、移液管现在学习的是第10页，共19页4.固体氯化钠固体氯化钠压片法：压片法：将分析纯的溴化钾与固体样品混合研磨（样品占混合物的百分之将分析纯的溴化钾与固体样品混合研磨（样品占混合物的百分之5）磨细的混合物（颗粒直径约磨细的混合物（颗粒直径约2微米）装在模具中，放在压片机上，加至微米）装在模具中，放在压片机上，加至29.4Mpa，1min后取出。呈透明的薄样片再放于样品池上，于红外光谱仪上进行测试。后取出。呈透明的薄样片再放于样品池上，于红外光谱仪上进行测试。仪器：红外光谱仪、研杵。仪器：红外光谱仪、研杵。5.粒状氢氧化钙粒状氢氧化钙用酸碱滴定法：用酸碱滴定法：仪器：滴定管、移液管仪器：滴定管、移液管6.乙醚乙醚气相色谱法：气相色谱法：在含量测定的气相色谱柱中，样品与合格的乙醚保留时间相同。在含量测定的气相色谱柱中，样品与合格的乙醚保留时间相同。参考文献：参考文献：上海市化工轻工供应公司、上海化工采购供应站上海市化工轻工供应公司、上海化工采购供应站 化工商品检验方法化工商品检验方法 北京：化学工北京：化学工业出版社业出版社，1988，10北京化学试剂公司北京化学试剂公司 化学试剂标准手册化学试剂标准手册 北京：化学工业出版社，北京：化学工业出版社，2003,4魏文德魏文德 有机化工原料大全有机化工原料大全 北京：化学工业出版社，北京：化学工业出版社，1994,3现在学习的是第11页，共19页现在学习的是第12页，共19页现在学习的是第13页，共19页现在学习的是第14页，共19页现在学习的是第15页，共19页现在学习的是第16页，共19页现在学习的是第17页，共19页现在学习的是第18页，共19页01.04.2023感谢大家观看现在学习的是第19页，共19页