苯胺性质、用途与生产工艺
苯胺是最简单的一级芳香胺,苯分子中的一个氢原子为氨基取代而生成的化合物,无色油状易燃液体,有强烈气味。熔点为-6.3℃,沸点184℃,相对密度1.0217(20/4℃),折射率1.5863,闪点(开杯)70℃,自燃点770℃,加热至370℃分解,稍溶于水,易溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂。暴露于空气中或日光下变为棕色。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。
苯胺溶液呈碱性,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。当进行取代反应时,主要生成邻、对位取代产物。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。
![苯胺](https://www.chemicalbook.com/NewsImg/2020-02-06/20202613543327215.jpg)
苯胺是重要的化工原料,生产的较重要产品达300种,主要用于MDI、染料工业、医药、橡胶硫化促进剂,如染料行业中对氨基苯磺酸、医药行业的N-乙酰苯胺等。也是制造树脂和涂料的原料。2008年消耗苯胺量约为36万吨左右,预计2012年需求量约为87万吨左右,而商品苯胺生产能力达到137万吨,产能过剩近50万吨。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。
工业上主要采用两种方法生产苯胺:
1,由硝基苯经活性铜催化氢化制备,此法可进行连续生产,无污染。
2,氯苯和氨在高温和氧化铜催化剂存在下反应得到。
本条信息由ChemicalBook的晓楠编辑整理(2020-02-06)。
在我国近年对苯与H2O2反应制苯胺的研究比较多。2003年,厦门市先端科技有限公司开发了由苯、氨和氧直接合成苯胺的工艺。此工艺具有苯转化率高、选择性好的特点。苯与质量分数为25%的氨水和氧在1.5MPa和140~160℃条件下合成苯胺,苯胺的总选择性为94%(另有大约5%的苯酚和1%的苯);如果由苯、液态氨和氧在2.0~8.1MPa和 160~200℃条件下合成苯胺,总选择性为95%。此工艺所用的催化剂是金属氧化物、金属氯化物、金属氟化物、金属碘化物、金属硫酸盐、金属磷酸盐、金属杂多酸盐、BF3、除铁粉外的金属,以及上列化合物的任意比例混合物,载体是至少有一种选自如SiO2、B2O3、Al2O3、GeO2、TiO2、ZrO2、Nb2O5、Ta2O5、活性炭等的金属化合物或非金属化合物。
四川大学化学学院与四川省绿色化学与技术重点实验室2004年采用H2O2作氧化剂,实现了由苯直接氧化胺化合成苯胺,并公开了制备方法的专利。研究人员开发出Ni-Zr-Ce/Al2O3催化剂,在常压、50℃的温和条件下,该催化剂对苯、氨水与H2O2直接氧化胺化生成苯胺有较好活性,生成苯胺的选择性远大于苯酚,提高反应原料中氨水对苯的比例,可提高苯胺的收率,且不会增加苯酚的生成量。本方法能耗低,原子利用率高,为苯胺的绿色合成提供了一条新的路径。一步合成苯胺的催化剂是以γ-Al2O3为载体,以镍、钼、钒、锰、锆、铈中的2种或3种作为催化剂活性组分,经浸渍、焙烧等处理而获得。在由苯直接氧化胺化一步合成苯胺中,该催化剂在较温和的反应条件下具有较高活性,选择性可达100%。
1、苯胺与乙酸在硫酸催化下加热反应(实验方法:在50ml圆底烧瓶中,放置10ml新蒸馏过的苯胺和15ml冰醋酸及少许锌粉,装上分馏柱,插入温度计,回流加热约1h,反应结束搅拌下,趁热将反应物倒入盛有250ml冷水烧杯中,冷却抽滤,洗涤粗产品,将粗产品重结晶、抽滤。),一般用分馏柱去水使平衡移动提高产率:CH3COOH+C6H5NH2→CH3CONHC6H5+H2O
2、乙酰氯在苯胺中氨解(实验方法:在干燥的试管中滴加苯胺5滴,慢慢滴加乙酰氯8滴,待反应结束后再加入5ml水并用玻璃棒搅匀)(通常加入一种叔胺以中和产生的酸):CH3COCl+C6H5NH2→CH3CONHC6H5+HCl
3、乙酸酐在苯胺中氨解(通常加入一种叔胺以中和产生的酸):(CH3CO)O+C6H5NH2→CH3CONHC6H5+CH3COOH
化学性质
无色油状易燃液体,有强烈气味。 稍溶于水,与乙醇、乙醚、氯仿和其他大多数有机溶剂混溶。
用途
苯胺是生产农药的重要原料,由苯胺可衍生N-烷基苯胺、烷基苯胺、邻硝基苯胺、邻苯二胺、苯肼、环己胺等,可作为杀菌剂敌锈钠、拌种灵、甲基灭菌胺、灭菌胺、多菌灵、嘧菌灵、苯菌灵,杀虫剂三唑磷、哒嗪硫磷、喹硫磷,除草剂甲草胺、乙草胺、丁草胺、环嗪酮、咪唑喹啉酸等的中间体。
用途
苯胺是重要的中间体。由苯胺生产的较重要产品达300种。世界苯胺生产厂家大约有80多个,年总生产能力已超过270万t/a,产量约230万t;主要消费领域为MDI,2000年其消费量约占苯胺总消费量的84%。我国苯胺主要消费于MDI、染料工业、橡胶助剂、医药、农药和有机中间体等方面。2000年苯胺消费量为18.5万t,产不足需,需靠进口解决。苯胺系列中间体和染料产品有:2,6-二乙基苯胺N-乙酰苯胺、对丁基苯胺、邻苯二胺、二苯胺、重氮氨基苯、4,4'-二氨基三苯基甲烷、4,4'二氨基二苯基环己基甲烷、N,N-二甲基苯胺、N-乙基苯胺、N,N-二乙基苯胺、N,N-二丙基苯胺、对乙酰胺基苯酚、对氨基苯乙酮、4,4'-二乙氨基二苯甲酮、4-(对氨基苯)丁酸、对硝基苯胺、N-亚硝基二苯胺、β-乙酰苯胺、1,4-二苯基氨基脲、2-苯基吲哚、对苯氨基苯胺、N-甲酰苯胺、N-苯甲酰苯胺、N-乙酰苯胺、2,4,6-三氯苯胺、对碘苯胺、1-苯胺-3-甲基-5-吡唑酮、对苯二酚、二环己胺、2-(N-甲基苯胺基)丙腈、3-(N-乙基苯胺基)丙腈、2-(N-乙基苯胺基)乙醇、对氨基偶氮苯、苯肼、单苯基脲、双苯基脲、对硫氰基苯胺、4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基多次甲基多异氰酸酯、4-氨基乙酰苯胺、N-甲基-N-(β-羟乙基)苯胺、N-甲-N(β-氯乙基)苯胺、N,N-二甲基对苯二胺、N,N,N',N'-四甲基对苯二胺、N,N-二乙基对苯二胺、4,4'-甲撑双(N,N-二乙基苯胺、苯基硫脲、二苯基硫脲、对氨基苯磺酸、4,4'二氨基二苯甲烷苯醌、N,N-二乙醇基苯胺、乙酰乙酰苯胺、对氨基酚、N-乙基苄基苯胺、N-甲基甲酰苯胺、N-甲基乙酰苯胺、对溴乙酰苯胺、双(对氨基环己基)甲烷、苯腙二苯卡巴腙、苯乙酮苯腙、苯胺-2,4-二磺酸、对氨基偶氮苯-4'磺酸、苯肼-4-磺酸、硫代乙酰苯胺、2-甲基吲哚、2,3-二甲基吲哚、N-甲基-2-苯基吲哚
用途
用作弱碱,能以氢氧化物的形态沉淀三价和四价元素(Fe3+、Al3+、Cr3+)的易水解盐类,使与难水解的二价元素(Mn2+)的盐类分离。在显微微晶分析中,用以检验能生成硫氰酸络合阴离子或其他阴离子(这些阴离子都能被苯胺沉淀)的元素(Cu、Mg、Ni、Co、Zn、Cd、Mo、W、V)。检验卤素、铬酸盐、钒酸盐、亚硝酸盐和羧酸。溶剂。有机合成,染料制造
用途
苯胺是染料工业的最重要的中间体之一,也是医药、橡胶促进剂、防老剂的主要原料,还可制香料、清漆和炸药等。苯胺用于制造染料、药品、树脂、清漆、香水、硫化橡胶甚至溶剂。影响海洋动物早期生命阶段的危险和有害物质。根据美国环境保护署(EPA),环境和食品污染物,饮用水污染物候选化合物3 (CCL3)。
生产方法
苯胺的工业生产方法主要有硝基苯铁粉还原法、氯化苯氨化法、硝基苯催化加氢还原法和苯酚氨解法等。其中氯化苯氨化法由于成本高、设备腐蚀等原因,目前国外已完全停止使用。硝基苯加氢还原法是目前国内外采用的主要生产方法。国外少数公司如日本三井石油化学公司(3万t/a装置)和美国钢铁化学公司(9万t/a装置)还采用苯酚氨化工艺。还有的采用传统的铁粉还原法,例如德国拜耳公司和美国莫贝尔公司,利用副产的氧化铁联产铁系原料,因而使整体经济效益优于加氢法。1.铁粉还原法硝基苯用铁粉还原,反应液用石灰中和、洗涤后,经蒸馏得成品。2.加氢还原法硝基苯在铜催化剂存在下,在沸腾床反应器中进行气相加氢还原,得到粗苯胺,反应液经冷凝分层后,减压精馏得成品。
生产方法
苯胺目前都采用硝基苯经催化加氢而得。通常采用的催化剂为Cu-SiO
2,该催化剂选择性好,能顺利地将硝基苯还原成苯胺,不易产生苯核上加氢。反应是在流化床反应器内进行,氢气经纯化处理后,由加热器加热到350~400℃,再进入蒸发器,同时硝基苯由高位槽进入蒸发器,与热氢气接触气化,并过热至180~223℃,混合气体从流化床底部进入,与装于流化床内的载于硅胶上的铜催化剂接触反应,生成的粗苯胺与水蒸气由床顶排出。粗苯胺经冷凝器冷却,分离,再经精馏得成品苯胺。现在苯胺的生产已实现了连续化,还原反应在常压沸腾回流条件下进行,实现了小设备大生产。
类别
有毒物品
毒性分级
高毒
急性毒性
口服- 大鼠 LD50: 250 毫克/ 公斤; 口服- 小鼠 LD50: 464 毫克/ 公斤
刺激数据
皮肤- 兔子 20 毫克/ 24小时 中度; 眼- 兔子 20 毫克/ 24小时 中度
爆炸物危险特性
与空气混合可爆; 与氧化剂反应剧烈
可燃性危险特性
明火、高温、强氧化剂可燃; 高热分解有毒氮氧化物气体
储运特性
库房通风低温干燥; 与氧化剂、食品添加剂分开存放
灭火剂
泡沫、二氧化碳、干粉
职业标准
TLV-TWA 2 PPM; TWA 5 PPM (19 毫克/ 立方米); STEL 20 毫克/ 立方米
苯胺
上下游产品信息
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