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一種3‑甲胺基‑1,2‑丙二醇的生產方法與流程

2023-10-30 11:43:22 2

技術領域

本發明涉及一種高純度3-甲胺基-1,2-丙二醇的綠色合成方法,屬於化學合成領域。



背景技術:

碘普羅胺是由法國Guerbet藥廠研製的非離子造影劑,在國外經歷了9000萬人次的臨床應用,證明其具有良好的安全性與顯像效果,作為水溶性造影劑,其水溶性大,黏度低,耐受性好,靜脈注射毒性低,是一種較理想的CT增強掃描造影劑。與碘海醇相比,碘普羅胺與碘海醇兩者均系低滲、非離子型造影劑,其碘含量和滲透壓基本相同,只是碘普羅胺要比碘海醇價格高,成像效果好一些。碘普羅胺在國內造影劑市場份額居第2位,數據統計,2012年國內16城市樣本醫院碘普羅胺注射液用藥金額近3億元,同比2011年增長26.55%,處於平穩增長態勢,用藥金額比5年前增長近一倍。

在合成過程中,3-甲胺基-1,2-丙二醇在縮合工序與3-(2-甲氧基)乙醯胺基]-5-(2,3-二羥基正丙胺基甲醯基)- 2,4,6-三碘苯甲醯氯反應生成碘普羅胺。在此反應中,如果3-甲胺基-1,2-丙二醇雜質含量偏高或雜質成分較多,會與中間體3-(2-甲氧基)乙醯胺基]-5-(2,3-二羥基正丙胺基甲醯基)- 2,4,6-三碘苯甲醯氯發生多種副反應生成多種不同結構或未知結構的複雜產物,注入體內都有可能產生過敏反應,症狀嚴重程度不一,重症可致命,嚴重不良反應/事件累及系統排名前三位的依次為全身性損害、呼吸系統損害、心血管系統損害。碘普羅胺質量指標中,其中一項指標「有關物質,≤3.0%」,業內人士明確指出:如果3-甲胺基-1,2-丙二醇雜質含量偏高或雜質成分較多,該檢測指標可能會大大超標導致整批碘普羅胺產品報廢。

關於3-甲胺基-1,2-丙二醇的生產,目前國內現有的能夠實現工業化的生產方法有:(1)以環氧氯丙烷為起始原料,經過水解製備氯代甘油,與一甲胺水溶液反應;(2)以甘油為起始原料,經過氯化得到氯代甘油,與一甲胺水溶液反應。這兩種方法存在以下缺陷:由於胺化液後處理過程中有大量一甲胺鹽酸鹽存在,後期物料粘稠難以蒸餾,需要用低碳醇類溶解過濾除鹽再進行精製,操作繁瑣,鹽分帶走部分產品,成品精餾時因為有少量鹽分存在導致局部傳熱傳質不均勻,直接影響產品收率以及精餾殘留釜殘的量。

中國專利(申請號:201410554753.7)公開了類似產品3-二甲胺基-1,2-丙二醇的製備方法,該方法實施如下:將二甲胺水溶液投入到反應器中,在25℃以下滴加3-氯-1,2-丙二醇的甲醇溶液,當3-氯-1,2-丙二醇的滴加量佔其總投料量的20-30%時,開始同時滴加剩餘的3-氯-1,2-丙二醇甲醇溶液和甲醇鈉的甲醇溶液,滴加結束後,攪拌1-3h,再升溫至30-40℃,保溫反應2-4h,然後再升溫至回流,保持1-3小時,結束反應;冷卻體系至室溫,過濾,濾餅用甲醇漂洗,合併濾液,減壓蒸盡甲醇,加入甲苯,全回流脫水至內溫在110℃以上,冷卻至室溫,過濾,減壓蒸盡甲苯,最後精餾得到所述的3-二甲胺基-1,2-丙二醇。該方法反應時間長,純度低,收率低,操作繁瑣,且引入低毒性的甲苯,增加反應的危險性。

現有技術中還採用氯代甘油直接與一甲胺反應製備3-甲胺基-1,2-丙二醇,這種方法主要有如下不足:(1)操作周期長:使用40%一甲胺水溶液進行反應,反應完畢,後處理需要閃蒸脫胺脫水、加鹼、二次脫水、蒸餾等操作,每個工序操作時間6-18小時不等;(2)耗能大:生產一噸成品需要蒸發約3200kg水分,胺化完畢後續處理操作過程中釜式反應器攪拌電機一直開動,耗能很大;(3)產品純度低、雜質含量高:成品蒸餾過程依次要蒸出低沸物、水分、前餾分等,蒸餾時間過長會引起產品尤其是蒸餾後期產品純度低、外觀帶顏色、雜質含量高等質量問題。

國內外現有的由氯代甘油製備縮水甘油主要方法有:

中國專利(申請號:201210548907.2)提供了一種縮水甘油的合成方法: 取200g3-氯-1,2-丙二醇、500g二氯甲烷、80g40%氫氧化鈉溶液和7g四丁基氯化銨,加入三口瓶中,連接冷凝管,油浴加熱,料溫升至80℃後,常溫下保溫反應2h後降溫至50℃,加入無水氯化鈣,並使其用量為3-氯-1,2-丙二醇和二氯甲烷總質量的2-12%,料溫升至80℃,保溫反應1h,離心脫鹽後減壓蒸餾(約1400Pa),收集50±2℃的餾分即得縮水甘油。該方法的不足為:1)所用鹼性化合物為氫氧化鈉溶液,會把水引入反應體系,反應同時伴有水的不斷生成,使氫氧化鈉濃度降低;2)並且低溫下縮水甘油也存在水解;3)另外該反應會產生大量廢液,處理成本高。

江南大學碩士研究生論文「甘油法合成縮水甘油的研究」(作者褚昭寧,2009年)提供了一種縮水甘油的合成方法:確定了D201為反應最終選用樹脂,選用二氯甲烷為反應所需溶劑,反應溫度0℃,時間2h,二氯甲烷用量75ml,樹脂用量25g,3-氯-1,2-丙二醇用量為10g,該反應縮水甘油收率86%。該方法存在的不足為:收率相對較低,且使用D201樹脂脫除HCl,實現工業化生產有難度,且不經濟。

中國專利(申請號:200480044254.8)提供了一種縮水甘油的合成方法:在1.2升二氯甲烷中加入200克(R)-3-氯-1,2-丙二醇(光學純度99.5%ee)和419克磷酸三鉀,得到的溶液在攪拌下回流3小時,將所得溶液冷卻至室溫並進行過濾,二氯甲烷在減壓的情況下脫水;將得到的剩餘物分餾(66℃/19mmHg)產生122克目標混合物,產率91.0% ,化學純度99.0%。該法反應操作易控,但是操作時間長,且使用二氯甲烷為溶劑,溶劑用量大。



技術實現要素:

本發明針對現有技術的不足,提供一種高純度3-甲胺基-1,2-丙二醇的綠色合成方法,以氯代甘油為起始原料,先與溶於甲醇溶液的甲醇鈉低溫反應生成縮水甘油,再與一甲胺在一定壓力下進行加成反應製得3-甲胺基-1,2-丙二醇。

本發明實現以下發明目的:

(1)提高成品的純度;

(2)改善產品的改觀;

(3)減少成品的雜質含量和水分含量;

(4)提高成品的收率;

(5)縮短生產周期;

(6)安全、對環境無汙染;

(7)節能降耗;

(8)減少3-甲胺基-1,2-丙二醇在蒸餾過程中發生聚合、醚化、交聯等副反應。

本發明為解決以上技術問題,採用的技術方案如下:

一種高純度3-甲胺基-1,2-丙二醇的綠色合成方法,所述方法包括縮水甘油製備和3-甲胺基-1,2-丙二醇合成;所述的縮水甘油製備,包括加入氯代甘油、加入甲醇鈉甲醇溶液、反應、蒸餾。

所述的加入氯代甘油,用泵將氯代甘油打入靜態混合器,調節泵流量77L/h,出口壓力0.25-0.36Mpa。

所述的加入甲醇鈉甲醇溶液,用泵將甲醇鈉甲醇溶液打入靜態混合器,調節泵流量150-182.1L/h,出口壓力0.25-0.36 Mpa;所述的甲醇鈉的質量百分含量為29-31%。

所述的反應,氯代甘油與甲醇鈉摩爾比是1:1.02-1:1.1;反應溫度為0-40℃,反應時間為40-60min。

所述的3-甲胺基-1,2-丙二醇合成,包括加料,所述的加料,當釜內真空度達0.02-0.03MPa時,將縮水甘油及液態一甲胺按1:6-12的摩爾比加入反應釜中。

所述的3-甲胺基-1,2-丙二醇合成,包括胺化反應,所述的胺化反應,將釜溫升至50℃±5℃,壓力控制在3.2-4.6Mpa,反應40-100分鐘。

所述的3-甲胺基-1,2-丙二醇合成,包括蒸餾,所述的蒸餾包括前餾分的蒸餾和目的產物的蒸餾。

所述的目的產物的蒸餾,控制真空度為0.0990~0.0998Mpa,氣相溫度為98.1-101.0℃,收集冷凝液即為3-甲胺基-1,2-丙二醇。

所述的前餾分的蒸餾,分為兩個階段,第一階段為:加熱釜內物料,控制釜內真空度為0.06~0.07MPa,收集冷凝液為前餾分;第二階段為:當冷凝液流量減少且呈滴狀流出時,調節真空度為0.0990~0.0998MPa,氣相溫度98.0℃以前的冷凝液為前餾分。

所述的3-甲胺基-1,2-丙二醇,產品純度99.87-99.96%,收率98.52-98.99%,雜質含量為0.04-0.13%,水分含量為0.35-0.48%,外觀為無色透明粘稠液體。

與現有技術相比,本發明的有益效果為:

(1)本發明製備的產品純度和收率均提高:本發明使用縮水甘油與一甲胺一步合成的3-甲胺基-1,2-丙二醇,產品純度為99.87-99.96%,以3-甲胺基-1,2-丙二醇計,收率98.52-98.99%,以氯代甘油計收率為91.5%以上;

(2)本發明縮水甘油製備過程中,收率和純度均提高:縮水甘油收率為92.61-93.76%,縮水甘油的純度為99.25-99.40%;現有技術中縮水甘油收率為80%左右,製備的縮水甘油純度94.6%-98.3%。

(3)本發明製備的3-甲胺基-1,2-丙二醇,雜質含量和水分含量均降低,外觀得到明顯改善:本發明製備的成品,雜質含量為0.04-0.13%,水分含量為0.35-0.48%,外觀為無色透明粘稠液體。

(4)本發明生產周期大大縮短:與現有工藝中氯代甘油直接和40%一甲胺水溶液反應製備3-甲胺基-1,2-丙二醇相比,本發明胺化反應時間縮短2-2.5小時,胺化反應單元操作周期縮短3-3.5小時;胺化反應完畢粗品後處理、蒸餾時間縮短接近30小時;本發明縮水甘油的製備過程中,脫除HCl反應時間僅為40-60分鐘,比現有技術縮短1-1.5小時;製備縮水甘油的整個生產周期比現有工藝縮短接近3小時。

(5)本發明所述方法,安全、對環境無汙染

本發明縮水甘油製備過程中,使用的溶劑量大大減少,溶劑甲醇用量僅為為氯代甘油的2-3倍,更加環保;而現有技術因使用固體NaOH、40%NaOH溶液、大孔性陰離子交換樹脂、磷酸鉀等為HCl脫除劑,需要使用大量溶劑,溶劑重量為氯代甘油的5-10倍,反應結束蒸出溶劑耗能較大;

本發明合成3-甲胺基-1,2-丙二醇,由縮水甘油與液態一甲胺在一定壓力下反應,無任何溶劑和助劑加入,加料過程及操作更簡單,有利於安全生產,生產操作環境大為改善;

未反應的一甲胺回收率99%以上,不會對環境造成二次汙染。

(6)與現有工藝相比,成品中不會帶入其它溶劑和助劑。

(7)本發明幾乎不發生聚合、水解、醚化、交聯等副反應。

(8)本發明所述方法節能降耗明顯,根據計算及實際操作運行,每噸產品比現有工藝節電2100KWH。

(9)本發明採用塔式反應器,根據氯代甘油理化性質、甲醇鈉甲醇溶液的理化性質,反應條件進行了設計,塔內結構及塔內附件等設計選擇均有利於縮水甘油的合成。

現有工藝,所用反應設備為釜式反應器,釜式反應器是一種比較常規的反應裝置,屬於一種間歇式批次處理裝置,生產效率低,不易連續生產,批次間產品品質不均一產量小,操作繁瑣等特點。與傳統釜式反應器相比,塔式反應器傳熱面積大,物料混合效果好;塔式反應器單位體積的換熱面積比傳統釜式反應器大一到兩個數量級,有利於快速移走反應熱,抑制反應溫度的波動,實現溫度的精確控制;反應物料在由設備底部向塔頂運動的同時,塔板附件的設計與特殊構造能大大促進兩相流體的分散和互相接觸,促進兩相界面不斷更新,從而強化傳質;最終使得反應時間縮短,產品收率和純度提高。

具體實施方式:

實施例1一種高純度3-甲胺基-1,2-丙二醇的綠色合成方法

一、縮水甘油製備

(1)加入氯代甘油

用泵將氯代甘油自貯罐打入靜態混合器,調節泵流量77L/h,出口壓力0.25-0.27 Mpa。

(2)加入甲醇鈉甲醇溶液

用泵將甲醇鈉甲醇溶液(甲醇鈉質量百分含量為29%)自貯罐打入靜態混合器,調節泵流量182.1L/h,出口壓力0.25-0.27 Mpa。

(3)混合、進入反應器

氯代甘油與甲醇鈉甲醇溶液(甲醇鈉質量百分含量為29%)在靜態混合器混合後,先進入換熱器調整好溫度為10-15℃,從塔式反應器底部進入塔式反應器,開始反應。

(4)反應

用塔式反應器夾套冷卻介質以及塔式反應器塔內盤管控制反應溫度為15-20℃,及時調節冷卻介質的流量以確保反應溫度數值在要求範圍內,反應時間為40min。

(5)離心、過濾

反應物料自塔式反應器頂部進入中間品貯罐,打開中間品貯罐放料閥,將物料放入離心機,甩幹,濾液進入蒸餾釜,濾布上的濾渣NaCl作為工業品外銷。

(6)蒸餾

1)甲醇的蒸餾

向蒸餾釜夾套通入蒸汽,加熱蒸餾釜內物料,氣相溫度≦64.6℃的冷凝液為甲醇,單獨包裝入庫。

2)前餾分和目的產物的蒸餾

前餾分的蒸餾分為三個階段:

第一階段:氣相溫度高於64.7℃時開啟水力噴射泵,先調節蒸餾釜真空度為0.05-0.06MPa,繼續蒸餾,所得冷凝液為前餾分;

第二階段:當從視盅觀察到冷凝液流量減少時,調節真空度為0.08-0.09MPa,繼續蒸餾,所得冷凝液也為前餾分;

第三階段:當從視盅觀察到幾乎無冷凝液流出時,將真空設備由水力噴射泵切換為羅茨-水環真空機組,調節真空度為0.098-0.099MPa,氣相溫度低於61.9℃的所有冷凝液也作為前餾分;

三個階段的前餾分全部用於下一批次蒸餾。

截取真空度為0.098-0.099MPa、氣相溫度62.0-64.0℃冷凝液為目的產物,即縮水甘油。

單程縮水甘油收率92.61%,純度99.25%。

二、 3-甲胺基-1,2-丙二醇合成

(1)試壓

對反應釜進行試壓,各項檢驗指標全部合格方可使用。

(2)加料

開啟水力真空泵,對高壓反應釜抽真空,當釜內真空度達0.02MPa時,將縮水甘油及液態一甲胺按1:6的摩爾比加入高壓反應釜中。

(3)胺化反應

將釜溫升至50℃±5℃,壓力控制在3.2-3.4Mpa,反應100分鐘。

(4)回收一甲胺

在真空度0.086MPa條件下開啟一甲胺回收裝置,回收一甲胺至貯槽回用。

(5)蒸餾

1)前餾分的蒸餾

分為兩個階段:

第一階段:將反應釜降溫30℃以下,用真空將高壓反應釜內反應物抽入蒸餾釜,先開啟水力噴射真空泵,向蒸餾釜夾套通入蒸汽,加熱釜內物料,控制釜內真空度為0.06~0.07Mpa,收集冷凝液,為前餾分;

第二階段:當觀察到從冷凝器出來的冷凝液流量減少且呈滴狀流出時,將真空設備切換到高真空羅茨-水環機組,仔細觀察數顯真空表真空度數值變化,調節接收罐真空度為0.0990~0.0998MPa,氣相溫度98.0℃以前的冷凝液也作為前餾分用於下一批次粗品蒸餾。

2)目的產物的蒸餾

當氣相溫度超過98.1℃時,切換,將冷凝液切換到成品罐,真空度繼續保持為0.0990~0.0998Mpa,氣相溫度為98.1-101.0℃的冷凝液作為目的產物,即3-甲胺基-1,2-丙二醇。

單程3-甲胺基-1,2-丙二醇收率為98.52%,純度為99.90%,雜質含量為0.10%,水分含量為0.45%,外觀為無色透明粘稠液體。

實施例2一種高純度3-甲胺基-1,2-丙二醇的綠色合成方法

一、縮水甘油製備

(1)加入氯代甘油

用泵將氯代甘油自貯罐打入靜態混合器,調節泵流量77L/h,出口壓力0.32-0.36Mpa。

(2)加入甲醇鈉甲醇溶液

用泵將甲醇鈉甲醇溶液(甲醇鈉的質量百分含量為30%)自貯罐打入靜態混合器,調節泵流量177.8L/h,出口壓力0.32-0.36 Mpa。

(3)混合、進入反應器

氯代甘油與甲醇鈉甲醇溶液(甲醇鈉的質量百分含量30%)在靜態混合器混合後,先進入換熱器調整好溫度為10-15℃從塔式反應器底部進入塔式反應器,開始反應。

(4)反應

用塔式反應器夾套冷卻介質以及塔式反應器塔內盤管控制反應溫度為15-20℃,及時調節冷卻介質的流量以確保反應溫度數值在要求範圍內,反應時間為50min。

(5)離心、過濾

反應物料自塔式反應器頂部進入中間品貯罐,打開中間品貯罐放料閥,將物料放入離心機,甩幹,濾液進入蒸餾釜,濾布上的濾渣NaCl作為工業品外銷。

(6)蒸餾

1)甲醇的蒸餾

向蒸餾釜夾套通入蒸汽,加熱蒸餾釜內物料,氣相溫度≦64.6℃的冷凝液為甲醇,單獨包裝入庫。

2)前餾分和目的產物的蒸餾

前餾分的蒸餾分為三個階段:

第一階段:氣相溫度高於64.7℃時開啟水力噴射泵,先調節蒸餾釜真空度為0.05-0.06MPa,繼續蒸餾,所得冷凝液為前餾分;

第二階段:當從視盅觀察到冷凝液流量減少時,調節真空度為0.08-0.09MPa,繼續蒸餾,所得冷凝液也為前餾分;

第三階段:當從視盅觀察到幾乎無冷凝液流出時,將真空設備由水力噴射泵切換為羅茨-水環真空機組,調節真空度為0.098-0.099MPa,氣相溫度低於61.9℃的所有冷凝液也作為前餾分。

三個階段的前餾分全部用於下一批次蒸餾。

截取真空度為0.098-0.099MPa、氣相溫度62.0-64.0℃冷凝液為目的產物,即縮水甘油。

縮水甘油收率92.72%,純度99.28%。

二、3-甲胺基-1,2-丙二醇合成

(1)試壓

對反應釜進行試壓,各項檢驗指標全部合格方可使用。

(2)加料

開啟水力真空泵,對高壓反應釜抽真空,當釜內真空度達0.03MPa時,將縮水甘油及液態一甲胺按1:7.5的摩爾比加入高壓反應釜中。

(3)胺化反應

將釜溫升至50℃±5℃,壓力控制在3.5-3.7MPa ,反應80分鐘。

(4) 回收一甲胺

在真空度0.080MPa條件下開啟一甲胺回收裝置,回收一甲胺至貯槽回用。

(5)蒸餾

1)前餾分的蒸餾

將反應釜降溫30℃以下,用真空將高壓反應釜內反應物抽入蒸餾釜,先開啟水力噴射真空泵,向蒸餾釜夾套通入蒸汽,加熱釜內物料,控制釜內真空度為0.06~0.07MPa,當觀察到從冷凝器出來的冷凝液流量減少且呈滴狀流出時,將真空設備切換到高真空羅茨-水環機組,仔細觀察數顯真空表真空度數值變化,調節接收罐真空度為0.0990~0.0998MPa,氣相溫度98.0℃以前的冷凝液為前餾分用於下一批次粗品蒸餾。

2)目的產物的蒸餾

當氣相溫度超過98.1℃時,切換,將冷凝液切換到成品罐,真空度繼續保持為0.0990~0.0998Mpa,氣相溫度為98.1-101.0℃的冷凝液作為目的產物,即3-甲胺基-1,2-丙二醇。

3-甲胺基-1,2-丙二醇收率98.59%,純度99.89%,雜質含量為0.11%,水分含量為0.47%,外觀為無色透明粘稠液體。

實施例3一種高純度3-甲胺基-1,2-丙二醇的綠色合成方法

一、縮水甘油製備

(1)加入氯代甘油

用泵將氯代甘油自貯罐打入靜態混合器,調節泵流量77L/h,出口壓力0.28-0.31Mpa。

(2)加入甲醇鈉甲醇溶液

用泵將甲醇鈉甲醇溶液(甲醇鈉的質量百分含量31%)自貯罐打入靜態混合器,調節泵流量163.4L/h,出口壓力0.28-0.31 Mpa。

(3)混合、進入反應器

氯代甘油與甲醇鈉甲醇溶液(甲醇鈉的質量百分含量31%)在靜態混合器混合後,先進入換熱器調整好溫度為10-15℃從塔式反應器底部進入塔式反應器,開始反應。

(4)反應

用塔式反應器夾套冷卻介質以及塔式反應器塔內盤管控制反應溫度為15-20℃,及時調節冷卻介質的流量以確保反應溫度數值在要求範圍內,反應時間為60min。

(5)離心、過濾

反應物料自塔式反應器頂部進入中間品貯罐,打開中間品貯罐放料閥,將物料放入離心機,甩幹,濾液進入蒸餾釜,濾布上的濾渣NaCl作為工業品外銷。

(6)蒸餾

1)甲醇的蒸餾

向蒸餾釜夾套通入蒸汽,加熱蒸餾釜內物料,氣相溫度≦64.6℃的冷凝液為甲醇,單獨包裝入庫。

2)前餾分和目的產物的蒸餾

前餾分的蒸餾分為三個階段:

第一階段:氣相溫度高於64.7℃時開啟水力噴射泵,先調節蒸餾釜真空度為0.05-0.06MPa,繼續蒸餾,所得冷凝液為前餾分;

第二階段:當從視盅觀察到冷凝液流量減少時,調節真空度為0.08-0.09MPa,繼續蒸餾,所得冷凝液也為前餾分;

第三階段:當從視盅觀察到幾乎無冷凝液流出時,將真空設備由水力噴射泵切換為羅茨-水環真空機組,調節真空度為0.098-0.099MPa,氣相溫度低於61.9℃的所有冷凝液也作為前餾分。

三個階段的前餾分全部用於下一批次蒸餾。

截取真空度為0.098-0.099MPa、氣相溫度62.0-64.0℃冷凝液為目的產物,即縮水甘油。

縮水甘油收率93.16%,純度99.30%。

二、3-甲胺基-1,2-丙二醇合成

(1)試壓

對反應釜進行試壓,各項檢驗指標全部合格方可使用。

(2)加料

開啟水力真空泵,對高壓反應釜抽真空,當釜內真空度達0.03MPa時,將縮水甘油及液態一甲胺按1:9的摩爾比加入高壓反應釜中。

(3)胺化反應

將釜溫升至50℃±5℃,壓力控制在3.8-4.0Mpa,反應60分鐘。

(4)回收一甲胺

在真空度0.076MPa條件下開啟一甲胺回收裝置,回收一甲胺至貯槽回用。

(5)蒸餾

1)前餾分的蒸餾

將反應釜降溫30℃以下,用真空將高壓反應釜內反應物抽入蒸餾釜,先開啟水力噴射真空泵,向蒸餾釜夾套通入蒸汽,加熱釜內物料,控制釜內真空度為0.06~0.07MPa,當觀察到從冷凝器出來的冷凝液流量減少且呈滴狀流出時,將真空設備切換到高真空羅茨-水環機組,仔細觀察數顯真空表真空度數值變化,調節接收罐真空度為0.0990~0.0998MPa,氣相溫度98.0℃以前的冷凝液為前餾分用於下一批次粗品蒸餾。

2)目的產物的蒸餾

當氣相溫度超過98.1℃時,切換,將冷凝液切換到成品罐,真空度繼續保持為0.0990~0.0998Mpa,氣相溫度為98.1-101.0℃的冷凝液作為目的產物,即3-甲胺基-1,2-丙二醇。

3-甲胺基-1,2-丙二醇收率98.64%,純度99.91%,雜質含量為0.09%,水分含量為0.5%,外觀為無色透明粘稠液體。

實施例4一種高純度3-甲胺基-1,2-丙二醇的綠色合成方法

一、縮水甘油製備

(1)加入氯代甘油

用泵將氯代甘油自貯罐打入靜態混合器,調節泵流量77L/h,出口壓力0.28-0.31Mpa。

(2)加入甲醇鈉甲醇溶液

用泵將甲醇鈉甲醇溶液(甲醇鈉的質量百分含量30%)自貯罐打入靜態混合器,調節泵流量170L/h,出口壓力0.28-0.31 Mpa。

(3)混合、進入反應器

氯代甘油與甲醇鈉甲醇溶液(甲醇鈉的質量百分含量30%)在靜態混合器混合後,先進入換熱器調整好溫度為10-15℃從塔式反應器底部進入塔式反應器,開始反應。

(4)反應

用塔式反應器夾套冷卻介質以及塔式反應器塔內盤管控制反應溫度為0-15℃,及時調節冷卻介質的流量以確保反應溫度數值在要求範圍內,反應時間為50min。

(5)離心、過濾

反應物料自塔式反應器頂部進入中間品貯罐,打開中間品貯罐放料閥,將物料放入離心機,甩幹,濾液進入蒸餾釜,濾布上的濾渣NaCl作為工業品外銷。

(6)蒸餾

1)甲醇的蒸餾

向蒸餾釜夾套通入蒸汽,加熱蒸餾釜內物料,氣相溫度≦64.6℃的冷凝液為甲醇,單獨包裝入庫。

2)前餾分和目的產物的蒸餾

前餾分的蒸餾分為三個階段:

第一階段:氣相溫度高於64.7℃時開啟水力噴射泵,先調節蒸餾釜真空度為0.05-0.06MPa,繼續蒸餾,所得冷凝液為前餾分;

第二階段:當從視盅觀察到冷凝液流量減少時,調節真空度為0.08-0.09MPa,繼續蒸餾,所得冷凝液也為前餾分;

第三階段:當從視盅觀察到幾乎無冷凝液流出時,將真空設備由水力噴射泵切換為羅茨-水環真空機組,調節真空度為0.098-0.099MPa,氣相溫度低於61.9℃的所有冷凝液也作為前餾分。

三個階段的前餾分全部用於下一批次蒸餾。

截取真空度為0.098-0.099MPa、氣相溫度62.0-64.0℃冷凝液為目的產物,即縮水甘油。

縮水甘油收率93.76%,純度99.40%。

二、3-甲胺基-1,2-丙二醇合成

(1)試壓

對反應釜進行試壓,各項檢驗指標全部合格方可使用。

(2)加料

開啟水力真空泵,對高壓反應釜抽真空,當釜內真空度達0.03MPa時,將縮水甘油及液態一甲胺按1:10的摩爾比加入高壓反應釜中。

(3)胺化反應

將釜溫升至50℃±5℃,壓力控制在4.1-4.2Mpa,反應40分鐘。

(4)回收一甲胺

在真空度0.080MPa條件下開啟一甲胺回收裝置,回收一甲胺至貯槽回用。

(5)蒸餾

1)前餾分的蒸餾

將反應釜降溫30℃以下,用真空將高壓反應釜內反應物抽入蒸餾釜,先開啟水力噴射真空泵,向蒸餾釜夾套通入蒸汽,加熱釜內物料,控制釜內真空度為0.06~0.07MPa,當觀察到從冷凝器出來的冷凝液流量減少且呈滴狀流出時,將真空設備切換到高真空羅茨-水環機組,仔細觀察數顯真空表真空度數值變化,調節接收罐真空度為0.0990~0.0998MPa,氣相溫度98.0℃以前的冷凝液為前餾分用於下一批次粗品蒸餾。

2)目的產物的蒸餾

當氣相溫度超過98.1℃時,切換,將冷凝液切換到成品罐,真空度繼續保持為0.0990~0.0998Mpa,氣相溫度為98.1-101.0℃的冷凝液作為目的產物,即3-甲胺基-1,2-丙二醇。

3-甲胺基-1,2-丙二醇收率98.99%,純度99.96%,雜質含量為0.04%,水分含量為0.35%,外觀為無色透明粘稠液體。

實施例5一種高純度3-甲胺基-1,2-丙二醇的綠色合成方法

一、縮水甘油製備

(1)加入氯代甘油

用泵將氯代甘油自貯罐打入靜態混合器,調節泵流量77L/h,出口壓力0.32-0.35Mpa。

(2)加入甲醇鈉甲醇溶液

用泵將甲醇鈉甲醇溶液(甲醇鈉的質量百分含量31%)自貯罐打入靜態混合器,調節泵流量150L/h,出口壓力0.32-0.35 Mpa。

(3)混合、進入反應器

氯代甘油與甲醇鈉甲醇溶液(甲醇鈉的質量百分含量31%)在靜態混合器混合後,先進入換熱器調整好溫度為10-15℃從塔式反應器底部進入塔式反應器,開始反應。

(4)反應

用塔式反應器夾套冷卻介質以及塔式反應器塔內盤管控制反應溫度為20-40℃,及時調節冷卻介質的流量以確保反應溫度數值在要求範圍內,反應時間為40min。

(5)離心、過濾

反應物料自塔式反應器頂部進入中間品貯罐,打開中間品貯罐放料閥,將物料放入離心機,甩幹,濾液進入蒸餾釜,濾布上的濾渣NaCl作為工業品外銷。

(6)蒸餾

1)甲醇的蒸餾

向蒸餾釜夾套通入蒸汽,加熱蒸餾釜內物料,氣相溫度≦64.6℃的冷凝液為甲醇,單獨包裝入庫。

2)前餾分和目的產物的蒸餾

前餾分的蒸餾分為三個階段:

第一階段:氣相溫度高於64.7℃時開啟水力噴射泵,先調節蒸餾釜真空度為0.05-0.06MPa,繼續蒸餾,所得冷凝液為前餾分;

第二階段:當從視盅觀察到冷凝液流量減少時,調節真空度為0.08-0.09MPa,繼續蒸餾,所得冷凝液也為前餾分;

第三階段:當從視盅觀察到幾乎無冷凝液流出時,將真空設備由水力噴射泵切換為羅茨-水環真空機組,調節真空度為0.098-0.099MPa,氣相溫度低於61.9℃的所有冷凝液也作為前餾分。

三個階段的前餾分全部用於下一批次蒸餾。

截取真空度為0.098-0.099MPa、氣相溫度62.0-64.0℃冷凝液為目的產物,即縮水甘油。

縮水甘油收率92.86%,純度99.29%。

二、3-甲胺基-1,2-丙二醇合成

(1)試壓

對反應釜進行試壓,各項檢驗指標全部合格方可使用。

(2)加料

開啟水力真空泵,對高壓反應釜抽真空,當釜內真空度達0.03MPa時,將縮水甘油及液態一甲胺按1:12的摩爾比加入高壓反應釜中。

(3)胺化反應

將釜溫升至50℃±5℃,壓力控制在4.3-4.6Mpa,反應50分鐘。

(4)回收一甲胺

在真空度0.086MPa條件下開啟一甲胺回收裝置,回收一甲胺至貯槽回用。

(5)蒸餾

1)前餾分的蒸餾

將反應釜降溫30℃以下,用真空將高壓反應釜內反應物抽入蒸餾釜,先開啟水力噴射真空泵,向蒸餾釜夾套通入蒸汽,加熱釜內物料,控制釜內真空度為0.06~0.07MPa,當觀察到從冷凝器出來的冷凝液流量減少且呈滴狀流出時,將真空設備切換到高真空羅茨-水環機組,仔細觀察數顯真空表真空度數值變化,調節接收罐真空度為0.0990~0.0998MPa,氣相溫度98.0℃以前的冷凝液為前餾分用於下一批次粗品蒸餾。

2)目的產物的蒸餾

當氣相溫度超過98.1℃時,切換,將冷凝液切換到成品罐,真空度繼續保持為0.0990~0.0998Mpa,氣相溫度為98.1-101.0℃的冷凝液作為目的產物,即3-甲胺基-1,2-丙二醇。

3-甲胺基-1,2-丙二醇收率98.59%,純度99.87%,雜質含量為0.13%,水分含量為0.48%,外觀為無色透明粘稠液體。

上述實施例1-5中,實施例4是優選實施例。

最後應說明的是:以上所述僅為本發明的優選實施例而已,並不用於限制本發明,儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細說明,對於本領域的技術人員來說,其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護範圍之內。

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