一種烷基醇胺的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種烷基醇胺的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的烷基醇胺生產(chǎn)技術(shù)，大多采用間歇釜式反應(yīng)或連續(xù)化生產(chǎn)，這些工藝的共 同特點(diǎn)是大多采用水作為合成反應(yīng)催化劑，且為抑制聚醚類(lèi)副產(chǎn)物的生成，而采用過(guò)量的 烷基胺，如專(zhuān)利CN 103261130A中采用2. 5~50 %的水做為催化劑，環(huán)氧乙烷與二烷基 胺的投料摩爾比為1 : 1.1~10,由于環(huán)氧乙烷與二烷基胺的反應(yīng)摩爾比為1 : 1，在該 文獻(xiàn)中，烷基胺的用量是過(guò)量的，環(huán)氧烷烴與烷基胺的投料摩爾比為其理論反應(yīng)摩爾比的 0. 10~0. 91倍，又如專(zhuān)利US2337004A中也提到過(guò)量的烷基胺可顯著抑制副產(chǎn)物的生成， 但由于胺的過(guò)量，在反應(yīng)完成后，有大量的烷基胺剩余下來(lái)，這必然要求在生產(chǎn)流程加入脫 胺設(shè)備以回收過(guò)量的烷基胺，使得整過(guò)生產(chǎn)流程延長(zhǎng)；同時(shí)由于水的加入，也需要脫水裝 置，另外水的存在也造成環(huán)氧烷烴的水解損失而降低環(huán)氧烷烴的利用率；對(duì)于一些特殊的 烷基醇胺如N，N-二甲基異丙醇胺等會(huì)與水形成共沸物，這必然會(huì)進(jìn)一步增加水分離的難 度，同時(shí)也會(huì)增加生產(chǎn)的流程。雖然也有專(zhuān)利提到無(wú)水連續(xù)合成烷基醇胺產(chǎn)品的方法如專(zhuān) 利CN102557960A等，但這些方法依然需要過(guò)量胺的回收流程。
[0003] 但由于胺的過(guò)量，在反應(yīng)完成后，有大量的烷基胺剩余下來(lái)，必然要求在生產(chǎn)流程 加入脫胺設(shè)備以回收過(guò)量的烷基胺，使得整過(guò)生產(chǎn)流程延長(zhǎng)；同時(shí)由于水的加入，也需要脫 水裝置，另外水的存在也造成環(huán)氧烷烴的水解損失而降低環(huán)氧烷烴的利用率；對(duì)于一些特 殊的烷基醇胺如N，N-二甲基異丙醇胺等會(huì)與水形成共沸物，這必然會(huì)進(jìn)一步增加水分離 的難度，同時(shí)也會(huì)增加生產(chǎn)的流程。雖然也有專(zhuān)利提到無(wú)水連續(xù)合成烷基醇胺產(chǎn)品的方法 如專(zhuān)利CN102557960A等，但這些方法依然需要過(guò)量胺的回收流程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的首先在于克服上述工藝的缺陷，提供工藝流程短，無(wú)需進(jìn)行胺回收 的烷基醇胺的制備方法，在該制備方法中，無(wú)需水的加入，可避免由于水的存在而造成環(huán)氧 烷烴的水解損失，也可避免一些特殊的烷基醇胺與水形成共沸物，而增加產(chǎn)品的分離難度； 其次在于簡(jiǎn)化現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于提純后的精餾塔釜物料的回收工藝。
[0005] 本發(fā)明所述的烷基醇胺的制備方法，包括如下步驟：
[0006] (1)將烷基胺與反應(yīng)促進(jìn)劑鏈烷醇胺投入到反應(yīng)釜中并攪拌混合；
[0007] (2)然后加入合成用環(huán)氧烷烴，合成用環(huán)氧烷烴與烷基胺的投料摩爾比大于其理 論反應(yīng)摩爾比；
[0008] (3)進(jìn)料完畢后升溫并加壓；
[0009] (4)保溫，生成粗產(chǎn)品；
[0010] (5)將粗產(chǎn)品通過(guò)連續(xù)精餾分離出烷基醇胺；
[0011] 所述鏈烷醇胺為伯鏈烷醇胺或仲鏈烷醇胺。
[0012] 與現(xiàn)有的制備方法相比，本發(fā)明無(wú)需添加水作為催化劑，而是將鏈烷醇胺作為反 應(yīng)促進(jìn)劑，在有鏈烷醇胺存在的條件下，烷基胺表現(xiàn)出較高的反應(yīng)活性與選擇性，環(huán)氧烷烴 優(yōu)先與烷基胺反應(yīng)生成烷基醇胺，而僅在烷基胺的轉(zhuǎn)化率達(dá)到90 %以上時(shí)，才有部分伯鏈 烷醇胺或仲鏈烷醇胺與環(huán)氧烷烴反應(yīng)，本發(fā)明中，烷基胺的轉(zhuǎn)化率一般可達(dá)到99. 0 %，最高 轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到99. 9%，烷基醇胺的回收率也最尚可以達(dá)到99. 8%，因此本發(fā)明具有了原 料轉(zhuǎn)化率及回收率高的優(yōu)點(diǎn)。由于在本制備方法中，加入的環(huán)氧烷烴過(guò)量，可以使得烷基胺 原料完全轉(zhuǎn)化，且反應(yīng)體系中過(guò)量的環(huán)氧烷烴可以與鏈烷醇胺完全反應(yīng)吸收而生成二鏈烷 醇胺或三鏈烷醇胺；因此無(wú)需傳統(tǒng)工藝中的烷基胺回收流程，使工藝流程縮短。同時(shí)由于無(wú) 需水的加入，避免了環(huán)氧烷烴的水解損失，更避免了一些特殊的烷基醇胺與水形成共沸物， 使本發(fā)明的產(chǎn)品易于分離。
[0013] 該制備方法還具有另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是合成的粗產(chǎn)品色度較淺，在10APHA以內(nèi)，同 時(shí)，提純后的廣品的色度穩(wěn)定性$父尚。
[0014] 作為進(jìn)一步的改進(jìn)，本制備方法還包括將連續(xù)精餾后的精餾塔釜物料進(jìn)行后處理 的工序，所述的后處理工序?yàn)椋簩⑦B續(xù)蒸餾完成后的精餾塔釜物料送入反應(yīng)釜，然后加入回 收用環(huán)氧烷烴反應(yīng)制備三鏈烷醇胺產(chǎn)品?；厥沼铆h(huán)氧烷烴為環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丁烷 或環(huán)氧丙醇；回收用環(huán)氧烷烴與精餾塔釜物料中的鏈烷醇胺的投料摩爾比為其理論反應(yīng)摩 爾比的0. 95~0. 98倍。
[0015] 在進(jìn)一步的改進(jìn)中，本發(fā)明將提純后的精餾塔釜物料作為原料送入反應(yīng)釜中，并 投加環(huán)氧烷烴，制備相應(yīng)的商品級(jí)三鏈烷醇胺產(chǎn)品，由于無(wú)需再對(duì)精餾塔釜物料進(jìn)行提純 回收，而是直接將其作為原料來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)，簡(jiǎn)化了回收工藝，并因此充分利用了原材料，而 無(wú)廢棄物產(chǎn)生。
[0016] 作為優(yōu)選，鏈烷醇胺具有式（I)的結(jié)構(gòu)：
[0017]
[0018] 式I中，R1代表氫，C 2~C5羥基烷基；R2代表C 2~C5羥基烷基。
[0019] 鏈烷醇胺進(jìn)一步地優(yōu)選為一乙醇胺、二乙醇胺、異丙醇胺或二異丙醇胺中的至少 一種。
[0020] 烷基胺具有式（II)的結(jié)構(gòu)：
[0021]
[0022] 式II中，R3代表氫，甲基、乙基、丙基、異丙基或丁基；R 4代表甲基、乙基、丙基、異 丙基或丁基。
[0023] 制備烷基醇胺所用的烷基胺的純度最好大于99重量％，烷基胺中水的含量小于 〇. 5重量％。
[0024] 合成用環(huán)氧烷烴優(yōu)選為環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、環(huán)氧丁烷或環(huán)氧丙醇中的任意一種。 合成用環(huán)氧烷烴至少分2次加入，合成用環(huán)氧烷烴每次加入量為其總加入量的10~50重 量％，每次加入的間隔時(shí)間為7~lOmin，進(jìn)料溫度為50~80°C。
[0025] 在投入反應(yīng)釜中的物料中，鏈烷醇胺與烷基胺的投料摩爾比優(yōu)選為0. 2~ 3. 0 : 1，進(jìn)一步地優(yōu)選，鏈烷醇胺與烷基胺的投料摩爾比為1.0~2.5 : 1。合成用環(huán)氧烷 烴與烷基胺的投料摩爾比為其理論反應(yīng)摩爾比的I. 1~1. 8倍。
[0026] 在投入反應(yīng)釜中的物料中，為了保證合成用環(huán)氧烷烴的完全反應(yīng)，要使鏈烷醇胺 與烷基胺的總量要較合成用環(huán)氧烷烴的量多，最佳范圍是：合成段鏈烷醇胺與烷基胺的總 量與合成用環(huán)氧烷烴的投料摩爾比為其理論反應(yīng)摩爾比的I. 1~5. 0倍。
[0027] 制備烷基醇胺時(shí)，優(yōu)選的反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度為60~150°C，保溫時(shí)間為2~6 小時(shí)，反應(yīng)壓力為〇? 1~1.0 MPa。
[0028] 本發(fā)明大幅度地降低了在提純烷基醇胺時(shí)所用的精餾次數(shù)，最多采用兩次精餾， 當(dāng)采用兩次精餾時(shí)，第二次精餾的物料為第一次精餾的塔釜液。
[0029] 為保證精餾的效果，連續(xù)精餾總過(guò)程為一次精餾時(shí)，一次精餾進(jìn)料溫度優(yōu)選為 90~IKTC ;連續(xù)精餾總過(guò)程為兩次精餾時(shí)，一次精餾進(jìn)料溫度優(yōu)選為90~IKTC，二次精 餾進(jìn)料溫度優(yōu)選為120~170 °C。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下文中的PO代表環(huán)氧丙烷，EO環(huán)氧乙烷；DEA代表二乙醇胺，DIPA代表二異丙醇 胺，MIPA代表一異丙醇胺。
[0031] 對(duì)比例：
[0032] 1、在反應(yīng)釜內(nèi)加入二甲胺90g，攪拌，分六次投入P0,每次間隔8min，共通入PO量 116g，控制反應(yīng)溫度在70°C，反應(yīng)壓力0. 7MPa，攪拌反應(yīng)3h后出料，取樣進(jìn)行氣相色譜分 析，二甲胺轉(zhuǎn)化率91. 2%，N，N-二甲基異丙醇胺收率82. 5%，合成粗產(chǎn)品色度306APHA。
[0033] 2、對(duì)粗產(chǎn)品進(jìn)行連續(xù)精餾，真空度為-0. 099MPa，進(jìn)料溫度KKTC，塔頂切割溫度 65. 5°C，精制后N，N-二甲基異丙醇胺產(chǎn)品純度彡99. 0%，色度0APHA，常溫放置30天后色 度103APHA，60°C放置七天后色度205APHA。
[0034] 實(shí)施例1 :