一種雙胺基矽烷的製備及其副產物的處理工藝的製作方法

2023-06-18 19:27:21

專利名稱：一種雙胺基矽烷的製備及其副產物的處理工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種雙胺基矽烷的製備及其副產物的處理工藝，屬化工技術領域。
背景技術：
雙胺基娃燒特別是N- ( β -氨乙基)_3_氨丙基二甲氧基娃燒和Ν_(β_氨乙基)-3_氨丙基甲基二甲氧基矽烷是一種重要的工業添加劑，它可以用來偶聯有機高聚物和無機物，可以用作玻璃纖維整理劑，可以用來做矽橡膠和矽樹脂的交聯劑和固化劑，可以用作紡織物整理劑，還可以做成氨基改性矽油等等。
有關雙胺基矽烷的製備方法，國外有相當多的專利報導，如美國專利US2971864，波蘭專利145671，日本專利特公昭40-1185，特開平5-194550. 1993，特開平6-11878. 1994，德國專利595488. 1994等。以上專利均對雙胺基矽烷的製備方法做了描述採用塔式反應器，反應溫度在120-160°C，投料比為3 10 1 ;但都存在產品收率低，能耗高的問題；並且對其生成的副產物乙二胺鹽酸鹽都沒有進行描述和處理。近年來，隨著經濟的快速發展，原料和生產成本越來越高，環保及能耗的要求也越來越嚴格，國內外也有些資料報導了一些關於雙胺基矽烷副產物乙二胺鹽酸鹽的處理方法，大致分為三類一類是不處理，直接當廢棄物處置；二類是用強鹼溶液如K0H，Na0H處理後蒸餾，但處理後得到的是乙二胺70%的水溶液，含水量太高會使矽烷產品全部水解聚合變質，所以不能作為生產原料重複使用；第三類是用醇鈉處理，如甲醇鈉，乙醇鈉等，此方法處理不但成本高，而且用此方法處理得到的乙二胺產品中含有甲醇或者乙醇，如果作為原料重複使用到生產中，少量的醇類物質會影響到粗品的分層，使得產品收率降低。

發明內容
本發明的目的在於提供一種產品收率高，能耗低，環境汙染小，同時副產物經處理可重複使用，適合工業化生產的雙胺基矽烷的製備及其副產物的處理工藝。本發明的技術方案是
一種雙胺基矽烷的製備及其副產物的處理工藝，其特徵在於它包括以下步驟
I)、將乙二胺加入到反應釜，將氯丙基矽烷壓入計量罐，100轉/分鐘條件下將乙二胺升溫到120-125°c ;氯丙基矽烷為氯丙基三甲氧基矽烷、氯丙基甲基二甲氧基矽烷、氯丙基二乙氧基娃燒、氣丙基甲基_■乙氧基娃燒中的一種。2)、4小時內將計量罐中的氯丙基矽烷滴加到反應釜的乙二胺中，乙二胺和氯丙基矽烷的投料比為12 :1，滴加完畢後120-125°C保溫反應2小時，反應生成對應的雙胺基矽烷和乙二胺鹽酸鹽，然後將釜溫度降至80 V。雙胺基矽烷為N- ( β -氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基娃燒、N- ( β -氛乙基)-3-氛丙基甲基二甲氧基娃燒、N- ( β -氛乙基)-3-氛丙基二乙氧基娃燒、N- ( β -氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基娃燒中的一種。3)、開啟真空泵回收乙二胺，真空度為-0.08MPa ;回收完畢後將反應釜溫度降到40°C，將釜內物料導入錐形沉降釜常壓靜止分層4小時。
4)、4小時後，沉降釜內物料分離出的下層即為乙二胺鹽酸鹽，上層為雙胺基矽烷粗品。將上層雙胺基矽烷粗品在-O. IMPa條件下蒸餾得雙胺基矽烷成品；
5)、在下層的乙二胺鹽酸鹽中加入有效含量為99%的氧化鈣，100轉/分鐘攪拌下在-O. 08MPa真空下蒸餾得到乙二胺；經反應回收和鹽回收的乙二胺含量在98%以上，含水量約為O. 002%，可直接投入下一生產循環使用。本發明的化學反應式為
r NH2CH2CH2NH2*HC1+Ca0 NH2CH2CH2NH2+CaCl2+Ca (OH) 2本發明的優點在於
本發明採用滴加氯丙基矽烷的反應方式，不僅降低了能耗，還縮短了反應時間。同時通過對副產物乙二胺鹽酸鹽進行處理，降低了生產成本，減少了環境汙染，避免了現有副產物乙二胺鹽酸鹽採用強鹼溶液蒸餾處理不能作為原料重複使用；以及採用醇鈉處理不但成本 高，而且作為原料重複使用後使得產品收率降低的問題。本發明不僅提高了產品收率，同時副產物經處理可重複使用，適合工業化生產，具有較高的經濟效果和環保效果。其具體結果見表
項目__傳統工藝__本發明
投料比__3 10: I__12= I
反應潖ι度__125-1601]__120-1251C
進料時間__β-S小時__4小吋
質量收率90%左右9·6 . 以上
一 h # hL不處理，直接當廢棄物處理。用99%含量的氧化
用強誠溶液中和處理，得到鈣中和後直接蒸 70%含水的乙二胺，不能直接作餾，得到王含水的 為該生產的原料； 9S%含量的乙二 s. 得到含醇的乙胺，可直接當作生 二胺，成本高，也不能直接作為產原料循環使用。
_該生產的原料__
具體實施方案實施例I
在反應釜中加入12mol(721. 2克)乙二胺，將lmol( 198. 7克)氯丙基三甲氧基矽烷壓入計量罐，100轉/分鐘攪拌條件下將乙二胺升溫至120°C，通過滴液漏鬥4小時內將計量罐內的氯丙基三甲氧基矽烷滴加到反應釜中的乙二胺中，滴加完畢後120°C條件下繼續保溫反應2小時，反應生成N- ( β -氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基矽烷和乙二胺鹽酸鹽，再將釜溫降到80°C，同時開啟水循環真空泵在-O. 08MPa的條件下真空回收乙二胺8mol(480. 8克)，回收完成後，將釜溫降至40°C後將釜內物料導入錐形沉降釜常壓靜止分層4小時。靜止分層4小時後，沉降釜內物料分離出的下層為乙二胺鹽酸鹽165. 5克，上層為Ν-(β -氨乙基)_3_氨丙基二甲氧基娃燒粗品273. 6克，將上層粗品在-O. IMPa條件下蒸懼得N- ( β -氨乙基)_3_氨丙基二甲氧基娃燒成品195. 2克；Ν_ ( β -氨乙基)-3-氨丙基二甲氧基娃燒成品GC檢測含量為99. 08%，產品質量收率為98. 2%。在165. 5克乙二胺鹽酸鹽中加入86克有效含量為99%的氧化鈣，在100轉/分鐘攪拌下用水循環泵在-O. OSMPa真空條件下升溫蒸餾，得126. O克質量為98. 2%的乙二胺，乙二胺的含水量O. 001%。 實施例2
在反應釜中加入乙二胺114. 4克，同時加入實施例I中反應回收的乙二胺480. 8克和乙二胺鹽酸鹽回收的乙二胺126. O克，將Imol (198. 7克)氯丙基三甲氧基矽烷壓入計量罐，100轉/分鐘攪拌下將反應釜中乙二胺升溫到125°C，再通過滴液漏鬥4小時內將氯丙基三甲氧基矽烷滴加到反應釜中的乙二胺中，滴加完畢後125°C條件下繼續保溫反應2小時，反應生成Ν-( β -氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基矽烷和乙二胺鹽酸鹽，再將釜溫降到80°C，開啟水循環真空泵在_0.08MPa的條件下真空回收乙二胺8mol(480. 8克)，回收完成後，將釜溫降至40°C並將釜內物料導入錐形沉降釜常壓靜止分層4小時。靜止分層4小時後，沉降釜內物料分離出的下層為乙二胺鹽酸鹽167. I克，上層為N-( β -氨乙基)-3-氨丙基二甲氧基娃燒粗品272. O克，將上層粗品在-O. IMPa條件下蒸懼得N- ( β -氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基矽烷成品194. 6克，雙胺基矽烷成品GC檢測含量為99. 11%，產品質量收率為97. 9%。在167. I克乙二胺鹽酸鹽中加入86克有效含量99%的氧化鈣，在100轉/分鐘攪拌下用水循環泵在-O. 08MPa真空下條件升溫蒸餾，得125. 4克質量為98. 3%含量的乙二胺，乙二胺的含水量O. 002%。實施例3
在反應釜中加入加入12mol (721. 2克)乙二胺，將Imol (240. 5克)氯丙基三乙氧基矽烷壓入計量罐，100轉/分鐘攪拌條件下將釜內乙二胺升溫至122°C，通過滴液漏鬥4小時內將計量罐內的氯丙基三乙氧基矽，再用滴液漏鬥4小時內滴加Imol (240. 5克)氯丙基三乙氧基矽烷滴加到反應釜中的乙二胺中，滴加完畢後122°C條件下繼續保溫反應2小時，反應生成Ν-( β -氨乙基)-3-氨丙基三乙氧基矽烷和乙二胺鹽酸鹽，反應完成後再將釜溫降到80°C，同時開啟水循環真空泵在-O. 08MPa的條件下真空回收乙二胺8mol(480. 8克)，回收完成後，將釜溫降至40°C並將釜內物料導入錐形沉降釜常壓靜止分層4小時。靜止分層4小時後，沉降釜內物料分離出的下層為乙二胺鹽酸鹽163. 8克，上層為Ν-(β -氨乙基)_3_氨丙基二乙氧基娃燒粗品317. I克，將上層粗品在-O. IMPa條件下蒸懼得N-( β -氨乙基)_3_氛丙基二乙氧基娃燒成品230. 9克，N- ( β -氛乙基)-3-氛丙基二乙氧基娃燒成品GC檢測含量為99. 03%，產品質量收率為96. 0%。在163. 8克乙二胺鹽酸鹽中加入86克有效含量99%的氧化鈣，100轉/分鐘攪拌下用水循環泵在-O. OSMPa真空條件下升溫蒸餾，得125. 2克質量為98. 4%的乙二胺，乙二胺含水量為O. 001%。實施例4
在反應釜中加入12mol (721. 2克)乙二胺，將Imol (182. 7克)氯丙基甲基二甲氧基矽烷壓入計量罐，100轉/分鐘攪拌條件下將乙二胺升溫至124°C，再通過滴液漏鬥4小時內將計量罐內的氯丙基甲基二甲氧基矽烷滴加到反應釜中的乙二胺中，滴加完畢後124°C條件下繼續保溫反應2小時，反應生成Ν-( β -氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基矽烷和乙二胺鹽酸鹽，再將釜溫降到80°C，開啟水循環真空泵在-O. OSMPa的條件下真空回收乙二胺Smol (480. 8克)，回收完成後將釜溫降至40°C並將釜內物料導入錐形沉降釜常壓靜止分層4小時。靜止分層4小時後，沉降釜內物料分離出的下層為乙二胺鹽酸鹽167. 5克，上層為N- ( β -氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基矽烷粗品255. 6克，上層粗品在-O. IMPa條件下蒸懼得到Ν_(β -氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基娃燒177. 2克成品，N-(β -氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基矽烷成品GC檢測含量為99. 16%，產品質量收率為97. 0%。在167. 5克乙二胺鹽酸鹽中加入86克有效含量99%的氧化鈣，在100轉/分鐘攪拌下用水循環泵在-O. OSMPa真空條件下升溫蒸餾，得124. 7克質量為98. 5%的乙二胺，乙二胺含水量為O. 002%。實施例5· 在反應釜中加入12mol (721. 2克)乙二胺，將Imol (210. 8克)氯丙基甲基二乙氧基矽烷壓入計量罐，100轉/分鐘攪拌條件下將乙二胺升溫至125°C，再通過滴液漏鬥4小時內將計量罐內的氯丙基甲基二乙氧基矽烷4小時內滴加到反應釜中的乙二胺中，滴加完畢後125°C條件下繼續保溫反應2小時，反應生成Ν-(β-氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基矽烷和乙二胺鹽酸鹽，再將釜溫降到80°C，開啟水循環真空泵在-O. OSMPa的真空條件下回收乙二胺8mol(480. 8克)，回收完成後將釜溫降到40°C並將釜內物料導入錐形沉降釜常壓靜止分層4小時。靜止分層4小時後，沉降釜內物料分離出的下層為乙二胺鹽酸鹽164. 2克，上層為N- ( β -氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基矽烷粗品287. O克，將上層粗品在-O. IMPa條件下蒸餾得N- ( β -氨乙基)-3-氨丙基甲基二乙氧基矽烷成品200. 8克，N- ( β -氨乙基)-3_氨丙基甲基二乙氧基矽烷成品GC檢測含量為99. 10%，產品質量收率為95. 2%。在164. 2克乙二胺鹽酸鹽中加入86克有效含量99%的氧化鈣，100轉/分鐘攪拌下用水循環泵在-O. OSMPa真空下升溫蒸餾，得124. I克質量為98. 3%的乙二胺，乙二胺含水量為O. 001%。實施例6
在3T反應釜中加入1500公斤乙二胺，100轉/分鐘攪拌下將釜溫升到120°C，4小時內將413公斤氯丙基三甲氧基矽烷(投料摩爾比為12 :1)進到反應釜，進料完畢後120°C繼續保溫反應2小時，反應生成N- ( β -氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基矽烷和乙二胺鹽酸鹽，將釜溫降到80°C，開啟水循環真空泵用-O. 08MPa的真空回收1000公斤乙二胺，回收完成後將釜溫降到40°C並將釜內物料導入錐形沉降釜常壓靜止分層4小時。靜止分層4小時後，釜內物料下層為乙二胺鹽酸鹽351公斤，上層Ν-(β-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基矽烷粗品562公斤，上層粗品在-O. IMPa條件下蒸餾得到404公斤Ν_( β -氨乙基)_3_氨丙基三甲氧基娃燒成品，N- ( β _氛乙基)-3-氛丙基二甲氧基娃燒成品GC檢測含量為99. 0%,廣品質量收率為97. 8%。在351公斤乙二胺鹽酸鹽中加入180公斤有效含量99%的氧化鈣，100轉/分鐘攪拌下用水循環泵在-O. OSMPa真空下升溫蒸餾，得271公斤質量為98. 3%的乙二胺，乙二胺含水量為O. 001%。實施例7在3T反應釜中加入實施例6反應釜回收的1000公斤乙二胺和乙二胺鹽酸鹽回收的271公斤乙二胺，再加入229公斤新鮮乙二胺，100轉/分鐘攪拌下將釜溫升到125°C，4小時內將413公斤氯丙基三甲氧基矽烷(投料摩爾比為12 :1)進到反應釜，進料完畢後125°C繼續保溫反應2小時，反應生成N- ( β -氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基矽烷和乙二胺鹽酸鹽，再將釜溫降到80°C，開啟水循環真空泵用-O. 08MPa的真空回收1000公斤乙二胺，回收完成後將釜溫降到40°C並將釜內物料導入錐形沉降釜常壓靜止分層4小時。靜止分層4小時後，，釜內物料下層為乙二胺鹽酸鹽349公斤，上層為Ν-( β -氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基矽烷粗品564公斤，上層粗品在-O. IMPa條件下蒸餾得到407公斤Ν_( β -氨乙基)_3_氨丙基二甲氧基娃燒成品，N- ( β -氛乙基)-3-氛丙基二甲氧基娃燒成品GC檢測含量為99. 05%,產品質量收率為98. 5%。在349公斤乙二胺鹽酸鹽中加入180公斤有效含量99%的氧化鈣，100轉/分鐘攪拌下用水循環泵在-O. OSMPa真空下升溫蒸餾，得268公斤質量為98. 4%的乙二胺，乙二胺 含水量為O. 001%。
權利要求
1.一種雙胺基矽烷的製備及其副產物的處理工藝，其特徵在於它包括以下步驟 I)、將乙二胺加入到反應釜，將氯丙基矽烷壓入計量罐，100轉/分鐘攪拌條件下將乙二胺升溫到120-125°c ； 2)、4小時內將計量罐中的氯丙基矽烷滴加到反應釜的乙二胺中，乙二胺和氯丙基矽烷的投料比為12 :1，滴加完畢後120-125°C保溫反應2小時，反應生成對應的雙胺基矽烷和乙二胺鹽酸鹽，然後將釜溫度降至80°C ； 3)、開啟真空泵回收乙二胺，真空度為-O.OSMPa;回收完畢後將反應釜溫度降到40°C，將釜內物料導入錐形沉降釜常壓靜止分層4小時； 4)、4小時後，沉降釜內物料分離出的下層即為乙二胺鹽酸鹽，上層為雙胺基矽烷粗品；將上層雙胺基矽烷粗品在-O. IMPa條件下蒸餾得雙胺基矽烷成品； 5)、在下層的乙二胺鹽酸鹽中加入有效含量99%的氧化鈣，100轉/分鐘攪拌下在-O. 08MPa真空下蒸餾得到乙二胺；經反應回收和鹽回收的乙二胺含量在98%以上，含水量約為O. 002%，可直接投入下一生產循環使用。
2.根據權利要求I所述的一種雙胺基矽烷的製備及其副產物的處理工藝，其特徵在於所述的氯丙基矽烷為氯丙基三甲氧基矽烷、氯丙基甲基二甲氧基矽烷、氯丙基三乙氧基娃燒、氣丙基甲基_■乙氧基娃燒中的一種。
3.根據權利要求I所述的一種雙胺基矽烷的製備及其副產物的處理工藝，其特徵在於所述的雙胺基娃燒為N- ( β -氨乙基)-3-氨丙基二甲氧基娃燒、N- ( β -氨乙基)-3-氨丙基甲基二甲氧基娃燒、N- ( β -氛乙基)-3-氛丙基二乙氧基娃燒、N- ( β -氛乙基)-3-氛丙基甲基~■乙氧基娃燒中的一種。
全文摘要
本發明涉及一種雙胺基矽烷的製備及其副產物的處理工藝，屬化工技術領域。本發明採用滴加氯丙基矽烷的反應方式，不僅降低了能耗，還縮短了反應時間。同時通過對副產物乙二胺鹽酸鹽進行處理，降低了生產成本，減少了環境汙染，解決了現有副產物乙二胺鹽酸鹽採用強鹼溶液蒸餾處理不能作為原料重複使用；以及採用醇鈉處理不但成本高，而且作為原料重複使用後使得產品收率降低的問題。本發明不僅提高了產品收率，同時副產物經處理可重複使用，適合工業化生產，具有較高的經濟效果和環保效果。
文檔編號C07F7/18GK102898460SQ201210400348
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月21日 優先權日2012年10月21日
發明者胡江華, 陳聖雲, 秦傳俊, 阮少陽, 王欣, 王燦, 甘書官 申請人:荊州市江漢精細化工有限公司