一種n,n,n,n-四甲基-1,3-丙二胺製備方法
2023-09-20 20:03:10
專利名稱：：一種n,n,n,n-四甲基-1,3-丙二胺製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種精細化工有機物的製備方法，具體是指一種N，N，N，N-四甲基-1，3-丙二胺的製備方法。
背景技術：
：N，N，N，N-四甲基-l，3-丙二胺是一種精細化工品，用於環氧樹脂作固化劑和促進劑及作陽離子表面活性劑的原料等；也可於一些有機反應的催化劑，如用於聚氨酯泡沫塑料、微孔彈性體的催化劑。分子式CA具，分子量是130.23，英文名N，N，N'，N'-Tetramethyl-l，3-propanediamine，CAS號110-95-2;它的物理特性是無色透明液體，可溶於水，溶於醇。相對密度(25°C)0.78，沸點145°C，閃點32°C，蒸氣壓(21°C)532Pa，折射率(20°C)1.4905-1.4908。目前，對於N，N，N，N_四甲基-1，3-丙二胺的生產工藝中，是採用不封閉的生產路線，生產的終端物料中有部分是排出生產體系，對環境產生汙染的隱患，而且其中的有機化學物為不容易處理物。由於目前所採用的不封閉生產路線，導致生產物料在體系內為一個不平衡過程，且物料隨著對外排出量的增加，而使原料也相應損失，在造成環境汙染的同時，也會引起生產成本的上升，生產原料的投入不準確等問題。雖然，目前的生產工藝過程中也可以通過電腦控制來提高生產效率等，但由於系統為不封閉體系，而它對控制系統的監測要求、反應靈敏度等都有更高要求，若存在嚴重的監測滯後等現象，同樣會造成生產產品的品質問題。
發明內容本發明針對現有技術中的不足，提出了一種更有利於環境、生產過程更易控制的製備方法。本發明是通過下述技術方案得以實現的—種N，N，N，N-四甲基-1，3-丙二胺製備方法，其特徵在於包括下述步驟(1)以1，3-丙二醇和二甲胺為原料，並把1，3-丙二醇和二甲胺分別用泵打入預熱器，與氫氣混合預熱至汽化；(2)預熱汽化後進入反應器，以Cu-Co-Ni/Al203為催化劑，控制壓力為025.0Mpa，溫度為5050(TC，其中1，3-丙二醇體積空速為0.13.5，二甲胺與1，3_丙二醇的摩爾比為o.iio.o:i，氫氣與1，3-丙二醇的摩爾比為o.i5.0:i，催化劑用量為0.62.5m3醇/(hrm3催化劑)條件下進行反應；其中，催化劑的組成為Cu為140.0%，Co為140.0%，Ni為0.120.%，Mg為0.15%，Cr為0.15.0%，其餘為八1203、硅藻土和矽膠中的一種或幾種混合物，上述比例為重量比；(3)反應後物料經冷凝冷卻、氣液分離，氣相經循環壓縮機壓縮後，進入反應器循環利用；液相進入精餾塔，依次分離出N，N，N，N-四甲基-1，3-丙二胺、3_二甲氨基丙醇和1，3-丙二醇；N，N，N，N-四甲基-l，3-丙二胺即為所得產品;分離出來的1，3-丙二醇和中間產物3-二甲氨基丙醇返回到進料系統，與新進料的二甲胺、l，3-丙二醇和定期補充進入的氫氣混合後，再進入反應器進行反應；分離出來的水排放。作為優選，上述製備方法中的步驟(2)中的反應壓力為1520Mpa。作為優選，上述製備方法中的步驟(2)中的反應溫度為200300°C。作為優選，上述製備方法中的步驟(2)中的1，3-丙二醇體積空速為0.41.5，二甲胺與1，3-丙二醇的摩爾比為15:l，氫氣與1，3-丙二醇的摩爾比為12.5:1。作為優選，上述製備方法中的反應過程在固定床反應器中連續生產，並採用計算機DCS自動控制系統，實現閉路循環。反應原料、目標產物和中間產物都及時分離出來，流程簡單；反應原料和中間產物都進行循環使用，原料利用率高，選擇性好。本反應在臨氫的氛圍中進行，反應過程並不消耗氫氣。本發明解決其技術問題所採用的技術方案。這種N，N，N，N-四甲基-l，3-丙二胺製備方法以1，3_丙二醇和二甲胺為原料，以Cu-Co-Ni/Al203為催化劑；該反應採用固定床反應器，進行氣固相連續式反應。1，3-丙二醇和二甲胺分別由計量泵打入預熱器，並在預熱器與氫氣混合，預熱後進入汽化器汽化，汽化後進入固定床反應器反應，反應後物料經冷凝冷卻、氣液分離；氣相主要是氫氣和二甲胺氣體，經循環壓縮機壓縮後循環利用，液相進入精餾塔分離提純N，N，N，N-四甲基-1，3-丙二胺作為產品採出；1，3-丙二醇和中間產物3-二甲氨基丙醇(也可直接作為副產品外賣)返回到進料系統，並補充一定量的氫氣、1，3-丙二醇和二甲胺以維持上述的二甲胺、氫氣、1，3-丙二醇的摩爾比；少量副產物和廢水處理至排放標準排放。有益效果是以1，3-丙二醇、二甲胺為原料，連續催化，進行分子間脫水合成N，N，N，N-四甲基-l，3-丙二胺。本發明方法採用固定床反應器的連續工藝，整個工藝過程採用計算機DCS自動控制系統控制，實現閉路循環，流程簡單。反應原料、目標產物和中間產物都及時分離出來，中間產物可以做副產品外賣，也可以和反應原料一起反回反應繼續反應。產品選擇性好，副產物少；原料利用率高，消耗低，經濟效益好，非常適合工業規模化生產。具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步描述。(1)這種N，N，N，N-四甲基-l，3-丙二胺的製備方法以1，3_丙二醇和二甲胺為原料，製備下述催化劑。製備催化劑將市場上銷售的A1(0H)3用40%NaOH配製成偏鋁酸鈉溶液，用硝酸中和沉澱，經老化、過濾、洗滌、擠壓成型、乾燥、焙燒，得到直徑3-4mm，長度46mm的條狀A1203載體，將Cu、Co、Ni、Mg、Cr的硝酸鹽按權利要求書中的比例製成混合溶液，對A1203載體進行浸漬，乾燥後在60(TC焙燒48h，得到Cu-Co-Ni/Al203催化劑。(2)這種N，N，N，N-四甲基-l，3-丙二胺的製備方法，以1，3_丙二醇和二甲胺為原料，在Cu-Co-Ni/Al203為催化劑；該反應採用固定床反應器，在汽相進行，採用連續式過程。1，3-丙二醇和二甲胺由計量泵打入預熱器並與氫氣混合預熱後汽化後進入固定床反應器反應，反應後物料經冷凝冷卻、氣液分離；氣相經循環壓縮機壓縮循環利用，液相進入精餾塔分離提純N，N，N，N-四甲基-l，3-丙二胺作為產品採出；l，3-丙二醇和中間產物3-二甲氨基丙醇返回到進料系統，並補充一定量的氫氣、l，3-丙二醇和二甲胺以維持上述的二甲胺、氫氣、l，3-丙二醇的摩爾比；少量副產物和廢水處理至排放標準排放。實施例1-一實施例9:將上面製備的催化劑裝入直徑為32X3.5mm，長度1500mm的不鏽鋼反應器。反應器中設置f8Xlmm的不鏽鋼測溫套管，催化劑裝填高度為1000mm，催化劑裝填量為600ml。反應原料為上進下出，從反應器底部流出的物料經冷凝冷卻後進入分離器中，氣相二甲胺、氫氣從分離器頂部排出，循環使用；底部液相定時取樣。用氣相色譜分析組成，具體反應條件及結果列於下表。附表l:反應條件及結果tableseeoriginaldocumentpage5由上表中數據可知反應壓力、反應溫度、l，3-丙二醇體積空速(液)和胺醇摩爾比對轉化率和選擇性均有較大影響；氫醇摩爾比對轉化率和選擇性影響不大，在無氫的氛圍下則基本上不反應。實施例10…實施例14:按照例18所述裝置、流程和催化劑，催化劑的裝填量為600ml，進行240小時穩定性運轉試驗。反應壓力20MPa，溫度25(TC，1，3_丙二醇體積空速(液)為0.5，胺醇摩爾比4.0，氫醇摩爾比1.5。用氣相色譜分析組成，具體反應條件及結果列於下表。附表2:240小時穩定性運轉試驗tableseeoriginaldocumentpage6由上表數據可知，該工藝條件下，反應的轉化率高於70%，選擇性高於80%，同時催化劑有較好的穩定性。權利要求一種N，N，N，N-四甲基-1，3-丙二胺製備方法，其特徵在於包括下述步驟(1)以1，3-丙二醇和二甲胺為原料，並把1，3-丙二醇和二甲胺分別用泵打入預熱器，與氫氣混合預熱至汽化；(2)預熱汽化後進入反應器，以Cu-Co-Ni/Al2O3為催化劑，控制壓力為0～25.0Mpa，溫度為50～500℃，其中1，3-丙二醇體積空速為0.1～3.5，二甲胺與1，3-丙二醇的摩爾比為0.1～10.0∶1，氫氣與1，3-丙二醇的摩爾比為0.1～5.0∶1，催化劑用量為0.6～2.5m3醇/(hr·m3催化劑)條件下進行反應；其中，催化劑的組成為Cu為1～40.0％，Co為1～40.0％，Ni為0.1～20.％，Mg為0.1～5％，Cr為0.1～5.0％，其餘為Al2O3、硅藻土和矽膠中的一種或幾種混合物，上述比例為重量比；(3)反應後物料經冷凝冷卻、氣液分離，氣相經循環壓縮機壓縮後，進入反應器循環利用；液相進入精餾塔，依次分離出N，N，N，N-四甲基-1，3-丙二胺、3-二甲氨基丙醇和1，3-丙二醇；N，N，N，N-四甲基-1，3-丙二胺即為所得產品；分離出來的1，3-丙二醇和中間產物3-二甲氨基丙醇返回到進料系統，與新進料的二甲胺、1，3-丙二醇和定期補充進入的氫氣混合後，再進入反應器進行反應；分離出來的水排放。2.根據權利要求l所述的製備方法，其特徵在於步驟(2)中的反應壓力為1520Mpa。3.根據權利要求l所述的製備方法，其特徵在於步驟(2)中的反應溫度為200300°C。4.根據權利要求l所述的製備方法，其特徵在於步驟(2)中的l，3-丙二醇體積空速為0.41.5，二甲胺與1，3-丙二醇的摩爾比為15:l，氫氣與1，3-丙二醇的摩爾比為12.5:1。5.根據權利要求1所述的製備方法，其特徵在於反應過程在固定床反應器中連續生產，並採用計算機DCS自動控制系統，實現閉路循環。全文摘要本發明公布了一種精細化工有機物的製備方法，具體是指一種N，N，N，N-四甲基-1，3-丙二胺的製備方法。本發明是通過以1，3-丙二醇和二甲胺為原料，與氫氣混合加熱、反應，在Cu-Co-Ni/Al2O3的催化劑作用下，控制一定的壓力、溫度為反應條件；其中的Cu-Co-Ni/Al2O3催化劑為特定組份的催化劑；然後經常規的冷凝冷卻、氣液分離等程序，實現產品分離，同時可以實現封閉循環生產。本發明的優點是產品選擇性好，副產物少；原料利用率高，消耗低，經濟效益好，非常適合工業規模化生產，且為連續生產工藝。本發明可廣泛應用於N，N，N，N-四甲基-1，3-丙二胺的生產、製備企業。文檔編號C07C211/11GK101735068SQ20091015515公開日2010年6月16日申請日期2009年12月7日優先權日2009年12月7日發明者蘭昭洪,劉訓軍,徐利紅,王愛民,謝自強申請人:浙江新化化工股份有限公司