苯胺
苯分子中的一个氢原子为氨基取代而生成的化合物。分子式C6H5NH2。是最简单的一级芳香胺。无油状液体。熔点-6.3℃,沸点184℃,相对密度 1.02 (20/4℃),相对分子量93.128,加热至370℃分解。稍溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。暴露于空气中或日光下变为棕。可用水蒸气蒸馏,蒸馏时加入少量锌粉以防氧化。提纯后的苯胺可加入 10~15ppm的NaBH4,以防氧化变质。
苯胺呈碱性,与酸易生成盐。其氨基上的氢原子可被烃基或酰基取代,生成二级或三级苯胺及酰基苯胺。当苯胺进行取代反应时,主要生成邻、对位取代产物。苯胺与亚硝酸反应生成重氮盐
,由此盐可制成一系列苯的衍生物和偶氮化合物。 微波烘箱 苯胺是重要的化工原料,主要用于医药和橡胶硫化促进剂,也是制造树脂和涂料的原料。苯胺对血液和神经的毒性非常强烈,可经皮肤吸收或经呼吸道引起中毒。
苯胺俗称阿尼林油,外观为无或淡黄透明油状液体,具有强烈的刺激性气味,分子式为C6H7N,熔点-6.3℃,沸点184℃,密度1.0217g/cm3,折光率1.5863,闪点70℃,在空气中
或日光下易变成棕。微溶于水,于乙醇、乙醚、丙酮、四氯化碳以及苯混溶,也可溶于溶剂汽油。化学性质活泼,能与盐酸、硫酸反应生成盐酸盐、硫酸盐,也可发生卤化、乙酰化、重氮化和氧化还原等反应。苯胺有毒,空气中的最大允许浓度5*10-6
理化特性
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主要成分: 纯品
外观与性状: 无或微黄油状液体,有强烈气味。
pH:
熔点(℃): -6.2
沸点(℃): 184.4
相对密度(水=1): 1.02
相对蒸气密度(空气=1): 3.22
折光率(20℃):1.5863
饱和蒸气压(kPa): 2.00(77℃)
燃烧热(kJ/mol): 3389.8
临界温度(℃): 425.6
临界压力(MPa): 5.30
辛醇/水分配系数的对数值: 0.94
闪点(℃): 70
引燃温度(℃): 无资料
爆炸上限%(V/V): 11.0
爆炸下限%(V/V): 1.3
溶解性: 微溶于水,溶于乙醇、乙醚、苯。
主要用途: 用于染料、医药、橡胶、树脂、香料等的合成。 溶解度:3.6 g/100 mL, 20 °C
稳定性和反应活性
稳定性:ome103
极易被空气中的氧气氧化。现象:由无透明液体变为黄至红棕。产物:苯醌,偶氮盐等。因此苯胺需要保存在棕试剂瓶中并置于阴暗处。 禁配物: 强氧化剂、酸类、酰基氯、酸酐。
避免接触的条件: 空气、光照。
苯胺的生产方法如下: 1 硝基苯铁粉还原法采用间歇法,将反应物投入反应釜中,在盐酸介质,约100℃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,一般收率为95%~98%,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,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,逐渐被淘汰。但仍有部分中小企业仍采用该法。 2 硝基苯催化加氢法 该法是目前工业生产苯胺的主要方法。有固定床气催化相加氢法、流化床气相催化加氢法、液相加氢工艺三种方法。 固定床气催化相加氢法-在200℃~300℃、1~3Mpa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,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
。国外大多数厂家采用此法。国内只有万华聚氨酯
股份公司采用该法。 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。 液相加氢工艺液氮散热器-反应温度150~250℃、压力0.15~1.0Mpa,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。 3 苯酚氨化法 苯酚与氨经混合,汽化,预热后,进入反应器中,温度370℃,压力1.7 Mpa,催化剂氧 化铝-硅胶。产物制得苯胺,同时联产二苯胺。该法工艺简单,催化剂价格低,寿命长,产品质量优。不足之处,基建投资大,能耗高。
苯胺制备技术进展概述
苯胺生产工艺路线
目前苯胺生产工艺路线主要有硝基苯铁粉还原法、苯酚氨化法和硝基苯催化加氢法,分别占苯胺总生产能力的5%、10%和85%,开发的新工艺路线中以苯直接胺化法较有前途,但与实现工业化还有一定距离。 1.硝基苯铁粉还原法 该法是最早的苯胺工业生产方法,其污染环境,设备腐蚀严重,操作维护费用高,难以连续化生产,现已基本淘汰,目前只有拜尔在西维吉尼亚洲的新马丁斯维勒的装置采用此工艺。
2.苯酚胺化法 苯酚胺化的理论产率为99%,优点是原料易得、生产方法简单、催化剂廉价、产品质量好、“三废”少,适于大规模连续生产,并可根据需要联产二苯胺,但比硝基苯催化加氢工艺成本高,目前只有美国阿里斯特克化学公司和日本三井石油化学公司采用此工艺。
3.硝基苯催化加氢法 该法以硝基苯为原料,氢气为还原剂,铜/硅、镍或铂/钯为催化剂,以氢为还原剂,将硝基苯还原生成苯胺,理论产率为usb转并口99%,我国全部采用该法生产。该法的硝化环节很关键,设备投资占总固定投资的50% 以上。硝基苯催化加氢生产主要采用混酸硝化法,可采用等温或绝热硝化工艺,等温硝化能耗大,反应时间长,副产物多,收率低,产品质量差;绝热硝化工艺突破了反应必须在低温下恒温操作的传统观念,物料停留时间短,副反应少,是当前最有前途的一种硝化技术。国外采用绝热硝化工艺的公司较多,而国内的主流技术为等温硝化工艺。胺化过程包括固定床气相加氢、流化床气相加氢以及硝基苯液相催化加氢工艺。除德国巴斯夫公司
采用流化床外,其他公司多采用固定床反应器。我国除山东烟台万华聚氨酯集团有限公司采用固定床反应器外,其他公司均采用流化床反应器。 硝基苯催化加氢技术进展
硝基苯催化加氢技术不断改进:气相催化加氢改为液相催化加氢;开发活性高、负荷大、稳定性好、机械强度高、寿命长而价廉的催化剂;苯绝热硝化代替苯等温硝化等。
莫贝公司研制出由金、银、铂或钯等贵金属制成的网状、波纹状或蜂窝状催化剂,以甲醇
为溶剂,于131~150℃、6.4MPa压力下硝基苯加氢反应63min,苯胺收率98.1%以上。