叔丁醇尿素法合成叔丁胺新工藝的製作方法
2023-05-14 11:31:01 1
專利名稱：叔丁醇尿素法合成叔丁胺新工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於精細化工領域，特別涉及利用中間體叔丁脲生產叔丁胺工藝的改進。
背景技術：
叔丁胺[tert-butylamine]作為一種重要的有機合成中間體，已廣泛應用於製備藥物、橡膠促進劑、農用殺蟲劑、殺菌劑、除草劑及染料著色劑、化學試劑等行業。叔丁胺可由中間體叔丁脲反應製得，如用叔丁脲水解合成叔丁胺法，以水替代高沸點溶劑，苛化水解合成叔丁胺。
該工藝大大降低了叔丁胺合成的技術難度，使生產成本降低。但該技術在實際應用中存在以下缺點①以NaOH中和叔丁脲硫酸鹽，產生大量的Na2SO4難以回收，排放造成環境汙染。
②該技術沒有涉及鹼解廢水的處理，排放造成汙染。
③該技術鹼解副產物Na2CO3回收能量消耗大，利用價值低。
發明內容
本發明的目的在於提供一種以混合鹼鹼解叔丁脲的叔丁醇尿素法合成叔丁胺新工藝，對廢液進行處理，循環利用。
本發明是這樣實現的叔丁醇尿素法合成叔丁胺新工藝，包括中間體叔丁脲的合成以及鹼解工序，叔丁脲由濃硫酸、尿素與叔丁醇經過合成、中和、分離工序製得，其特徵在於合成的物料加入氨水進行中和，得到含叔丁脲的硫酸銨母液，母液分離出叔丁脲後經濃縮得到硫酸銨和蒸餾水，蒸餾水參與上述合成工序；分離出的叔丁脲加入混合鹼進行鹼解，該混合鹼為Ca(OH)2+NaOH；鹼解後的溶液進行回流脫氨，用水吸收，製成氨水用於上述中和工序；脫氨後的溶液蒸出叔丁胺，剩餘溶液中富含輕質CaCO3和部分未反應的Na2CO3；該剩餘溶液經沉澱、離心得到CaCO3後，再加入Ca(OH)2，經反應、分離得到CaCO3和NaOH溶液，NaOH溶液用於製作鹼解工序中的混合鹼。
本發明採用上述方案後，合理利用了反應副產物硫酸根離子、氨氣、Na2CO3等，徹底改善了原有工藝所存在的缺陷，減少了生產中的環境汙染，降低生產成本和物料消耗，提高了叔丁脲的轉化率。本發明具有以下技術效果①用氨水中和叔丁脲硫酸鹽，一方面氨水價格低於NaOH，因而生產成本降低，另外，還可副產硫酸銨，市場暢銷，杜絕了廢水汙染。
②混合鹼鹼解叔丁脲，既降低了回收Na2CO3的能耗，同時又副產了輕質CaCO3，避免了環境汙染。
③用Ca(OH)2處理鹼解廢水，將含Na2CO3的廢水轉變為NaOH溶液，進一步提高了廢水再利用的價值，從源頭上杜絕了廢水的排放。
④使成品叔丁胺的品質有明顯提高，改善了產品外觀。
附圖為本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式
下面結合實例對本發明作詳細說明。
如附圖所示，本發明主要包括中間體叔丁脲的合成、鹼解以及廢液處理工序。
叔丁脲的合成工序在裝有攪拌器的反應釜中，加入980～1269kg濃硫酸和388～424kg尿素，冷卻至20～25℃，攪拌90分鐘，使尿素均勻分散在濃硫酸中。溫度控制在25℃以下，滴加叔丁醇3小時左右，共計502kg。關閉冷鹽水，攪拌，靜置後。再加200kg蒸餾水，使物料軟化。在反應釜中加入氨水，中和硫酸，溫度控制在20～35℃，中和至PH＝5左右。得到含叔丁脲的硫酸銨母液，採用離心分離，得叔丁脲(溼料)約1000kg。剩餘的母液經濃縮得到硫酸銨和蒸餾水，蒸餾水參與上述合成工序。
鹼解工序在裝有攪拌器和分餾塔的反應釜中，加入1200kg水和625kg叔丁脲(溼料)，攪拌約半小時，使叔丁脲均勻分散，加熱物料至50℃左右，加入62～186kg工業CaO，在1-3小時內滴加438～875kg NaOH溶液。CaO與水反應形成Ca(OH)2，與NaOH構成混合鹼，進行鹼解。加熱升溫至35-100℃，進行回流脫氨，用水吸收，製成氨水用於上述中和工序。控制溫度42-100℃，蒸出叔丁胺，叔丁胺經精餾處理得到叔丁胺成品約350kg。
廢液處理工序蒸出叔丁胺後的溶液富含輕質CaCO3，經沉澱、離心得到CaCO3；離心液還含有部分Na2CO3，再次加入適量Ca(OH)2，使Na2CO3轉變成CaCO3和NaOH，經沉澱，下部為CaCO3，上清液為NaOH溶液，上清液返回上述鹼解反應釜，用於製作混合鹼，循環利用。
本發明工藝與叔丁脲水解合成法相比具有設計合理、收率高、成本低、經濟效益顯著等特點。二種工藝效果對比表(以生產1噸叔丁胺計算)
下面為生產一噸叔丁胺所需原料費用及效果。
權利要求
1.叔丁醇尿素法合成叔丁胺新工藝，包括中間體叔丁脲的合成以及鹼解工序，叔丁脲由濃硫酸、尿素與叔丁醇經過合成、中和、分離工序製得，其特徵在於合成的物料加入氨水進行中和，得到含叔丁脲的硫酸銨母液，母液分離出叔丁脲後經濃縮得到硫酸銨和蒸餾水，蒸餾水參與上述合成工序；分離出的叔丁脲加入混合鹼進行鹼解，該混合鹼為Ca(OH)2+NaOH；鹼解後的溶液進行回流脫氨，用水吸收，製成氨水用於上述中和工序；脫氨後的溶液蒸出叔丁胺，剩餘溶液中富含輕質CaCO3和部分Na2CO3；該剩餘溶液經沉澱、離心得到CaCO3，再在溶液中加入Ca(OH)2，經反應、分離得到CaCO3和NaOH溶液，NaOH溶液用於製作鹼解工序中的混合鹼。
2.根據權利要求1所述的叔丁醇尿素法合成叔丁胺新工藝，其特徵在於CaO與水反應生成Ca(OH)2後與NaOH混合成混合鹼，參與鹼解，CaO與NaOH的重量比為5-15∶45-60。
3.根據權利要求1或2所述的叔丁醇尿素法合成叔丁胺新工藝，其特徵在於在鹼解後含有NaOH和Na2CO3的水溶液中加入Ca(OH)2，使水溶液中Na2CO3轉變成NaOH，反應後水溶液用於鹼解工序中的工藝鹼。
4.根據權利要求3所述的叔丁醇尿素法合成叔丁胺新工藝，其特徵在於回流脫氨時加熱升溫至35-100℃，蒸出叔丁胺的溫度制在42-100℃。
全文摘要
本發明為叔丁醇尿素法合成叔丁胺新工藝，屬於精細化工領域，是以Ca(OH)
文檔編號C07C275/06GK1740140SQ20051004432
公開日2006年3月1日 申請日期2005年7月29日 優先權日2005年7月29日
發明者王傳華, 李貽琦, 杜孟成, 許思俊, 鄭崇納, 王傳孔, 楊先昌, 師利龍, 王維民 申請人:王傳華