[go: up one dir, main page]

RU2232749C2 - Two-step method for preparing n-methylaniline - Google Patents

Two-step method for preparing n-methylaniline Download PDF

Info

Publication number
RU2232749C2
RU2232749C2 RU2002121792/04A RU2002121792A RU2232749C2 RU 2232749 C2 RU2232749 C2 RU 2232749C2 RU 2002121792/04 A RU2002121792/04 A RU 2002121792/04A RU 2002121792 A RU2002121792 A RU 2002121792A RU 2232749 C2 RU2232749 C2 RU 2232749C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aniline
methylaniline
catalyst
methanol
alkylation
Prior art date
Application number
RU2002121792/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002121792A (en
Inventor
Н.А. Митин (RU)
Н.А. Митин
С.К. Слепов (RU)
С.К. Слепов
кова Н.В. Мерзл (RU)
Н.В. Мерзлякова
А.Н. Утробин (RU)
А.Н. Утробин
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Пигмент"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Пигмент" filed Critical Открытое акционерное общество "Пигмент"
Priority to RU2002121792/04A priority Critical patent/RU2232749C2/en
Publication of RU2002121792A publication Critical patent/RU2002121792A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2232749C2 publication Critical patent/RU2232749C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: organic chemistry, chemical technology.
SUBSTANCE: invention proposes two-step method for preparing N-methylaniline by paraphase catalytic N-alkylation of aniline with methanol. On the first step aniline and methanol are fed in the mole ratio = 1:2 and process is carried out at temperature 230-260 C and contact loading value 0.7-0.9 h-1 up to the conversion degree of aniline to N-methylaniline 85-95%. Catalysate is fed to the second step (additional alkylation) and process is carried out at 220-240 C up to the conversion degree of aniline to N-methylaniline above 98%. In both steps copper oxides-base catalysts are used promoted with metal oxides from the group including manganese, iron, chrome, nickel, cobalt. The depleted catalyst from the first step can be used as a catalyst on the second step and its activity is 60-70% of the initial activity. Invention provides preparing catalysate with mass part of N-methylaniline in oily fraction above 98% that provides possibility to isolate the marketing product by simplified schedule of rectification, reducing energy consumption, prolonged time for catalyst exploitation.
EFFECT: improved preparing method.
2 cl, 1 sch, 2 tbl

Description

Данное изобретение относится к химической технологии, точнее к усовершенствованному способу получения N-метиланилина (ММА), который применяется главным образом в качестве октаноповышающей добавки к бензинам, а также в производстве красителей, полимеров, гербицидов.This invention relates to chemical technology, more specifically to an improved method for producing N-methylaniline (MMA), which is mainly used as an octane-enhancing additive to gasolines, as well as in the manufacture of dyes, polymers, herbicides.

Для получения N-алкилированных аминов разработан ряд способов жидкофазного и парофазного алкилирования аминов спиртами или соответствующими эфирами. В промышленном масштабе монометиланилин получают парофазным алкилированием анилина метанолом в установках колонного типа на стационарном катализаторе с последующим выделением целевого продукта из катализата ректификацией.To obtain N-alkylated amines, a number of methods have been developed for liquid-phase and vapor-phase alkylation of amines with alcohols or corresponding esters. On an industrial scale, monomethylaniline is obtained by vapor-phase alkylation of aniline with methanol in column type plants on a stationary catalyst, followed by separation of the desired product from the catalytic fraction by distillation.

Конверсия анилина обычно не превышает 87-97% [1-3], а катализаты помимо целевого продукта содержат непрореагировавший анилин, метанол, реакционную воду, побочный продукт - N,N-диметиланилин (ДМА), микропримеси высококипящих продуктов; т.е. катализаты состоят из водно-метанольной и масляной фракций. Содержание ММА в масляной фракции составляет не более 90-95% В то же время действующими ТУ [4] на ММА марки "высший сорт" предусмотрено содержание в нем основного вещества не менее 98 мас.%, анилина не более 0,5 мас.% и ДМА не более 1,3 мас.%; еще более жесткие требования предъявляются к качеству ММА, поставляемого на экспорт: содержание анилина не более 0,3 мас.%.Aniline conversion usually does not exceed 87–97% [1-3], and the catalysts contain, in addition to the target product, unreacted aniline, methanol, reaction water, a by-product N, N-dimethylaniline (DMA), trace elements of high boiling products; those. the catalysts consist of water-methanol and oil fractions. The content of MMA in the oil fraction is not more than 90-95%. At the same time, the current specifications [4] for MMA brand "premium" provides for the content of the main substance in it at least 98 wt.%, Aniline not more than 0.5 wt.% and DMA not more than 1.3 wt.%; even more stringent requirements are imposed on the quality of MMA exported: the content of aniline is not more than 0.3 wt.%.

Степень конверсии анилина в целевой продукт определяется технологическими параметрами процесса и, в первую очередь, применяемым катализатором: на недостаточно активном катализаторе остается значительное количество непрореагировавшего анилина, а слишком активный катализатор способствует образованию ДМА. Все выявленные заявителем патенты по синтезу ММА посвящены подбору каталитической системы, однако ни один из известных способов не позволяет осуществлять стадию контактирования со степенью конверсии анилина более 98%, одновременно исключив присутствие в катализате анилина и ДМА в количествах существенно выше допустимого. Выделение целевого продукта с требуемыми свойствами путем ректификации масляной фракции является сложной и энергоемкой стадией вследствие того, что относительная летучесть для пары анилин-ММА составляет 1,28-1,33, а для пары ДМА-ММА всего 1,15-1,18 в зависимости от концентрации анилина и ДМА в катализате [5]. Так, при составе смеси, подаваемой на ректификацию, мас.%:The degree of conversion of aniline to the target product is determined by the technological parameters of the process and, first of all, the used catalyst: a significant amount of unreacted aniline remains on an insufficiently active catalyst, and too active a catalyst contributes to the formation of DMA. All patents on the synthesis of MMA identified by the applicant are devoted to the selection of a catalytic system, however, none of the known methods allows the stage of contacting with aniline conversion of more than 98%, while eliminating the presence of aniline and DMA in the catalyst in amounts significantly higher than permissible. The selection of the target product with the desired properties by rectification of the oil fraction is a complex and energy-intensive stage due to the fact that the relative volatility for the aniline-MMA pair is 1.28-1.33, and for the DMA-MMA pair it is only 1.15-1.18 in depending on the concentration of aniline and DMA in the catalyst [5]. So, with the composition of the mixture fed to the rectification, wt.%:

ММА 84-89MMA 84-89

Анилин 6-13Aniline 6-13

ДМА 1-2DMA 1-2

Вода + метанол До 1Water + methanol Up to 1

расход пара на выделение 1 т товарного ММА составляет 4,0-4,5 Гкал при проведении ректификации на традиционных тарельчатых колоннах и 1,1-1,2 Гкал в том случае, когда процесс осуществляют в аппарате, снабженном специальными тепломассообменными пакетами. Кроме того, длительный процесс ректификации приводит к осмолению и распаду продуктов, т.е. к потере исходных компонентов синтеза, ухудшению качества товарного ММА.steam consumption for the allocation of 1 ton of commodity MMA is 4.0-4.5 Gcal during distillation on traditional plate columns and 1.1-1.2 Gcal when the process is carried out in an apparatus equipped with special heat and mass transfer packages. In addition, a long rectification process leads to the resinification and decomposition of products, i.e. the loss of the initial components of the synthesis, the deterioration of the quality of commodity MMA.

Цель предлагаемого изобретения - повышение качества товарного продукта, улучшение экономических показателей процесса.The purpose of the invention is to improve the quality of a commercial product, improve the economic performance of the process.

Поставленная цель достигается двухступенчатым способом проведения N-алкилирования анилина метанолом, в котором на первой стадии в реактор (алкилатор) со стационарным катализатором на основе оксидов меди подают газообразную смесь анилина и метанола при мольном соотношении 1: 2 и ведут процесс при температуре 230-260°С, контактной нагрузке 0,7-0,9 ч-1 до достижения степени конверсии анилина в N-метиланилин 85-95%, катализат с этой стадии направляют во второй реактор (доалкилатор) и проводят процесс при температуре 220-240°С до степени конверсии анилина в N-метиланилин более 98%This goal is achieved by a two-stage method for conducting N-alkylation of aniline with methanol, in which at the first stage a gaseous mixture of aniline and methanol is fed into a reactor (alkylator) with a stationary copper oxide catalyst at a molar ratio of 1: 2 and the process is conducted at a temperature of 230-260 ° C, a contact load of 0.7-0.9 h -1 until the degree of conversion of aniline to N-methylaniline is 85-95%, the catalyzate from this stage is sent to a second reactor (doalkylator) and the process is carried out at a temperature of 220-240 ° C to degree of conversion of aniline in N-methylaniline more than 98%

В качестве катализатора N-алкилирования на первой и второй стадиях может быть использован один из известных в технике катализаторов на основе оксидов меди, промотированных оксидами металлов из группы, включающей марганец, железо, хром, цинк, кобальт, например катализатор по патенту РФ 1327342; причем на второй стадии может быть использован отработанный и регенерированный катализатор с первой стадии (его активность обычно не превышает 60-70% от первоначальной).As the N-alkylation catalyst in the first and second stages, one of the catalysts known in the art based on copper oxides promoted by metal oxides from the group consisting of manganese, iron, chromium, zinc, cobalt, for example, the catalyst according to RF patent 1327342, can be used; moreover, in the second stage, spent and regenerated catalyst from the first stage can be used (its activity usually does not exceed 60-70% of the initial one).

Из катализата со второй стадии может быть получен товарный продукт путем отгонки воды и метанола.From the catalate from the second stage, a marketable product can be obtained by distillation of water and methanol.

Реализация предлагаемого способа позволит:Implementation of the proposed method will allow:

- получать катализат с массовой долей ММА в масляной фракции более 98%;- receive catalysis with a mass fraction of MMA in the oil fraction of more than 98%;

- продлить межрегенерационный период и срок службы катализатора первой стадии (за счет доалкилирования анилина на второй стадии с использованием отработанного катализатора с первой стадии);- extend the inter-regeneration period and the service life of the catalyst of the first stage (due to the additional alkylation of aniline in the second stage using spent catalyst from the first stage);

- сократить время на прохождение пути анилин → товарный ММА в 2,5-3 раза;- reduce the time it takes to pass the aniline → commodity MMA path by 2.5-3 times;

- снизить потери сырья в результате уменьшения смолообразования и улучшить качество товарного продукта;- to reduce the loss of raw materials as a result of a decrease in gum formation and to improve the quality of the commercial product;

- значительно снизить затраты энергоносителей (пар, вода),- significantly reduce energy costs (steam, water),

- увеличить съем товарного продукта с одной операции перегонки за счет уменьшения количества анилиновой и промежуточной фракций.- to increase the removal of marketable product from one distillation operation by reducing the number of aniline and intermediate fractions.

Данные по ректификации катализатов с содержанием ММА в масляной фракции от 90 до 99%, полученные при эксплуатации промышленной ректификационной колонны, приводим в таблице 1.Data on the rectification of catalysts with an MMA content in the oil fraction from 90 to 99%, obtained during operation of an industrial distillation column, are given in table 1.

Figure 00000002
Figure 00000002

Способ получения товарного ММА, включающий двухступенчатое алкилирование, осуществляют на установке, изображенной на чертеже, следующим образом.A method of obtaining a commodity MMA, including two-stage alkylation, is carried out on the installation shown in the drawing, as follows.

Смесь анилина и метанола в мольном соотношении 1: 2 после испарителя 1 пропускают через контактный аппарат 2 (алкилатор) со стационарным катализатором при температуре 230-260°С. Процесс ведут до степени конверсии анилина 85-95%. После реактора 2 газообразный катализат поступает в теплообменник 3, в котором его температуру доводят до 220-240°С и направляют в контактный аппарат 4 (доалкилатор), где концентрацию ММА в масляной фракции катализата доводят до 98-99,5% и направляют катализат на ректификационную колонну 5. Каждый из реакторов 2 и 4 может работать в автономном режиме.A mixture of aniline and methanol in a molar ratio of 1: 2 after evaporator 1 is passed through a contact apparatus 2 (alkylator) with a stationary catalyst at a temperature of 230-260 ° C. The process is conducted to an aniline conversion of 85-95%. After the reactor 2, gaseous catalysis enters the heat exchanger 3, in which its temperature is brought to 220-240 ° C and sent to the contact apparatus 4 (doalkylator), where the concentration of MMA in the oil fraction of the catalysis is brought to 98-99.5% and the catalysis is directed to distillation column 5. Each of the reactors 2 and 4 can operate in stand-alone mode.

Катализаторы, загружаемые в реакторы 2 и 4, могут иметь одинаковый или различный состав. Активность катализатора в доалкилаторе зависит от степени конверсии анилина в ММА в алкилаторе. Восстановление катализаторов осуществляют парами метанола при 240-260°СThe catalysts loaded into reactors 2 and 4 may have the same or different composition. The activity of the catalyst in the doalkylator depends on the degree of conversion of aniline to MMA in the alkylator. The catalyst recovery is carried out in methanol vapors at 240-260 ° C.

Результаты использования данного способа приведены в таблице 2.The results of using this method are shown in table 2.

Левая часть таблицы отражает протекание процесса алкилирования анилина а реакторе 2 (алкилаторе), а правая - в реакторе 4 (доалкилаторе); показан состав масляной фракции катализата в зависимости от температуры процесса в каждом реакторе.The left part of the table reflects the course of the aniline alkylation process in reactor 2 (alkylator), and the right - in reactor 4 (pre-alkylator); The composition of the oil fraction of catalysis is shown depending on the process temperature in each reactor.

Продолжительность ректификации катализата, выгруженного из реактора 2, составляет 61-75 часов, а производительность ректификационной колонны - 0,26-0,16 т/ч товарного продукта. Продолжительность разделения по фракциям катализата, выгруженного из реактора 4, составляет 30 часов, а производительность ректификационной колонны соответственно, 0,71 т/ч товарного продукта.The duration of the distillation of the catalyzate discharged from reactor 2 is 61-75 hours, and the productivity of the distillation column is 0.26-0.16 t / h of a commercial product. The duration of the separation by fractions of catalysis, discharged from the reactor 4, is 30 hours, and the performance of the distillation column, respectively, 0.71 t / h of marketable product.

Источники информацииSources of information

1. Патент США 5159115.1. US patent 5159115.

2. Патент США 5055617.2. US patent 5055617.

3. Патент РФ 1327342.3. RF patent 1327342.

4. ТУ 6-14-37-80.4. TU 6-14-37-80.

5. Патент РФ 2163593.5. RF patent 2163593.

Claims (2)

1. Способ получения N-метиланилина парофазным каталитическим алкилированием анилина метанолом в присутствии медьсодержащего катализатора N-алкилирования, промотированного оксидами металлов из группы, включающей марганец, железо, хром, цинк, кобальт, отличающийся тем, что процесс осуществляют в две стадии: на первую стадию подают анилин и метанол в мольном соотношении 1:2 и проводят реакцию при температуре 230-260°С и контактной нагрузке 0,9 - 0,7 ч-1 до степени конверсии анилина в N-метиланилин 85-95%, катализат подают на вторую стадию алкилирования и проводят реакцию при температуре 220-240°С до степени конверсии более 98% с последующей ректификацией полученного катализата.1. The method of producing N-methylaniline by vapor-phase catalytic alkylation of aniline with methanol in the presence of a copper-containing N-alkylation catalyst promoted with metal oxides from the group consisting of manganese, iron, chromium, zinc, cobalt, characterized in that the process is carried out in two stages: to the first stage aniline and methanol are fed in a molar ratio of 1: 2 and the reaction is carried out at a temperature of 230-260 ° C and a contact load of 0.9 - 0.7 h -1 to the degree of conversion of aniline to N-methylaniline 85-95%, the catalate is fed to the second alkylation step and reacted at a temperature of 220-240 ° C until a conversion degree of 98%, followed by distillation resulting catalysate. 2. Способ получения N-метиланилина по п.1, при котором в качестве катализатора N-алкилирования второй стадии используют отработанный катализатор первой стадии, активность которого составляет 60-70% от первоначальной.2. The method of producing N-methylaniline according to claim 1, wherein the spent catalyst of the first stage, the activity of which is 60-70% of the initial, is used as the second-stage N-alkylation catalyst.
RU2002121792/04A 2002-08-07 2002-08-07 Two-step method for preparing n-methylaniline RU2232749C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002121792/04A RU2232749C2 (en) 2002-08-07 2002-08-07 Two-step method for preparing n-methylaniline

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002121792/04A RU2232749C2 (en) 2002-08-07 2002-08-07 Two-step method for preparing n-methylaniline

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002121792A RU2002121792A (en) 2004-02-20
RU2232749C2 true RU2232749C2 (en) 2004-07-20

Family

ID=33412780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002121792/04A RU2232749C2 (en) 2002-08-07 2002-08-07 Two-step method for preparing n-methylaniline

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2232749C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2456264C1 (en) * 2011-04-05 2012-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Method of producing dialkyl- or alkyl-arylamines
WO2013048279A1 (en) 2011-09-28 2013-04-04 Закрытое Акционерное Общество "Ифохим" Method for the selective production of n-methyl-para-anisidine
RU2830371C1 (en) * 2024-03-27 2024-11-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method for catalytic n-polyfluoroalkylation of polyethylene polyamine with polyfluorinated alcohol

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118359505A (en) * 2024-04-22 2024-07-19 江苏欧立可环保科技有限公司 A process and equipment for producing N-methylaniline from aniline and methanol

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5068434A (en) * 1988-02-06 1991-11-26 Bayer Aktiengesellschaft Process for the preparation of n-alkylated anilines
SU1327342A1 (en) * 1985-07-08 1994-12-15 И.М. Глазырин Catalyst for alkylation
RU2163593C1 (en) * 2000-03-23 2001-02-27 Сабылин Игорь Иванович Periodic or continuous method of recovery of n-monomethylaniline from catalyzates of aniline n-alkylation with methanol

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1327342A1 (en) * 1985-07-08 1994-12-15 И.М. Глазырин Catalyst for alkylation
US5068434A (en) * 1988-02-06 1991-11-26 Bayer Aktiengesellschaft Process for the preparation of n-alkylated anilines
RU2163593C1 (en) * 2000-03-23 2001-02-27 Сабылин Игорь Иванович Periodic or continuous method of recovery of n-monomethylaniline from catalyzates of aniline n-alkylation with methanol

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2456264C1 (en) * 2011-04-05 2012-07-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Method of producing dialkyl- or alkyl-arylamines
WO2013048279A1 (en) 2011-09-28 2013-04-04 Закрытое Акционерное Общество "Ифохим" Method for the selective production of n-methyl-para-anisidine
RU2830371C1 (en) * 2024-03-27 2024-11-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method for catalytic n-polyfluoroalkylation of polyethylene polyamine with polyfluorinated alcohol
RU2845896C1 (en) * 2024-11-08 2025-08-26 Акционерное общество "Пигмент" Three-step method of producing n-methylaniline

Also Published As

Publication number Publication date
RU2002121792A (en) 2004-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK171707B1 (en) Process for producing fuel grade dimethyl ether
EP2784056B1 (en) Method for the selective production of n-methyl-para-anisidine
US8735635B2 (en) Process for making 1, 2-propane diol from hydrogenation of glycerol
JPH0753535A (en) Preparation of n-(2-hydroxyethyl)piperazine
CA2326310A1 (en) Improved hydrocracking process
KR100592011B1 (en) Improved method of preparing hexamethylenediamine
UA66382C2 (en) A process for preparing 4-aminodiphenylamine derivatives and a process for preparing alkylated 4-aminodiphenylamine derivatives
US20160009633A1 (en) Process for preparing eda using so2-free hydrocyanic acid
US8710269B2 (en) DMAPN having a low DGN content and a process for preparing DMAPA having a low DGN content
CN103936623A (en) Process for preparing toluene diisocyanate (TDI) by using toluenediamine and dimethyl carbonate
US4310697A (en) Process for the manufacture of dimethylethylamine
RU2232749C2 (en) Two-step method for preparing n-methylaniline
CN102958904B (en) Method for producing tri-n-propyl amine (tpa)
WO1997036848A9 (en) Processes for the manufacture of methylmercaptopropanal
EP0891316A1 (en) Processes for the manufacture of methylmercaptopropanal
CN102264680B (en) Method for converting glycerol to propanol
CN118355003A (en) Process for the preparation of tetrahydrothiophenes
RU2845896C1 (en) Three-step method of producing n-methylaniline
JPS5984848A (en) Manufacture of aniline and diphenylamine simultaneously
JPS59222449A (en) Manufacture of diphenyl amine and aniline
US3923891A (en) Hydrogenation of benzonitrile to dibenzylamine
US11578034B2 (en) Integrated process for production of glycerol carbonate (4-hydroxymethyl-2-oxo-1, 3-dioxolane) and urea
SU1118632A1 (en) Method of obianing isopropyl alcohol
RU2217415C2 (en) Method for preparing aniline and catalyst for preparing aniline and other amines
US20250034070A1 (en) Method and system for preparing dimethyl ether

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080808