CN100336795C - 叔丁醇尿素法合成叔丁胺新工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明为叔丁醇尿素法合成叔丁胺新工艺，属于精细化工领域，是以Ca(OH)2+NaOH为混合碱碱解叔丁脲生产叔丁胺，再用Ca(OH)2处理废水中的CaCO3，同时生成轻质CaCO3和NaOH溶液，循环利用，降低生产成本和物料消耗，提高了叔丁脲的转化率。

Description

叔丁醇尿素法合成叔丁胺新工艺
技术领域
本发明属于精细化工领域，特别涉及利用中间体叔丁脲生产叔丁胺工艺的改进。
背景技术
叔丁胺[tert-butylamine]作为一种重要的有机合成中间体，已广泛应用于制备药物、橡胶促进剂、农用杀虫剂、杀菌剂、除草剂及染料着色剂、化学试剂等行业。叔丁胺可由中间体叔丁脲反应制得，如用叔丁脲水解合成叔丁胺法，以水替代高沸点溶剂，苛化水解合成叔丁胺。
该工艺大大降低了叔丁胺合成的技术难度，使生产成本降低。但该技术在实际应用中存在以下缺点：
①以NaOH中和叔丁脲硫酸盐，产生大量的Na2SO4难以回收，排放造成环境污染。
②该技术没有涉及碱解废水的处理，排放造成污染。
③该技术碱解副产物Na2CO3回收能量消耗大，利用价值低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以混合碱碱解叔丁脲的叔丁醇尿素法合成叔丁胺新工艺，对废液进行处理，循环利用。
本发明是这样实现的：
叔丁醇尿素法合成叔丁胺新工艺，包括中间体叔丁脲的合成以及碱解工序，叔丁脲由浓硫酸、尿素与叔丁醇经过合成、中和、分离工序制得，其特征在于：合成的物料加入氨水进行中和，得到含叔丁脲的硫酸铵母液，母液分离出叔丁脲后经浓缩得到硫酸铵和蒸馏水，蒸馏水参与上述合成工序；分离出的叔丁脲加入混合碱进行碱解，该混合碱是由CaO和水反应生成Ca(OH)2后与NaOH混合而成，CaO与NaOH的重量比为5-15∶45-60；碱解后的溶液进行回流脱氨，用水吸收，制成氨水用于上述中和工序；脱氨后的溶液蒸出叔丁胺，剩余溶液中富含轻质CaCO3和部分未反应的Na2CO3；该剩余溶液经沉淀、离心得到CaCO3后，再加入Ca(OH)2，经反应、分离得到CaCO3和NaOH溶液，NaOH溶液用于制作碱解工序中的混合碱。
本发明采用上述方案后，合理利用了反应副产物硫酸根离子、氨气、Na2CO3等，彻底改善了原有工艺所存在的缺陷，减少了生产中的环境污染，降低生产成本和物料消耗，提高了叔丁脲的转化率。本发明具有以下技术效果：
①用氨水中和叔丁脲硫酸盐，一方面氨水价格低于NaOH，因而生产成本降低，另外，还可副产硫酸铵，市场畅销，杜绝了废水污染。
②混合碱碱解叔丁脲，既降低了回收Na2CO3的能耗，同时又副产了轻质CaCO3，避免了环境污染。
③用Ca(OH)2处理碱解废水，将含Na2CO3的废水转变为NaOH溶液，进一步提高了废水再利用的价值，从源头上杜绝了废水的排放。
④使成品叔丁胺的品质有明显提高，改善了产品外观。
附图说明
附图为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合实例对本发明作详细说明。
如附图所示，本发明主要包括中间体叔丁脲的合成、碱解以及废液处理工序。
叔丁脲的合成工序
在装有搅拌器的反应釜中，加入980～1269kg浓硫酸和388～424kg尿素，冷却至20～25℃，搅拌90分钟，使尿素均匀分散在浓硫酸中。温度控制在25℃以下，滴加叔丁醇3小时左右，共计502kg。关闭冷盐水，搅拌，静置后。再加200kg蒸馏水，使物料软化。在反应釜中加入氨水，中和硫酸，温度控制在20～35℃，中和至PH＝5左右。得到含叔丁脲的硫酸铵母液，采用离心分离，得叔丁脲(湿料)约1000kg。剩余的母液经浓缩得到硫酸铵和蒸馏水，蒸馏水参与上述合成工序。
碱解工序
在装有搅拌器和分馏塔的反应釜中，加入1200kg水和625kg叔丁脲(湿料)，搅拌约半小时，使叔丁脲均匀分散，加热物料至50℃左右，加入62～186kg工业CaO，在1-3小时内滴加438～875kg NaOH溶液。CaO与水反应形成Ca(OH)2，与NaOH构成混合碱，进行碱解。加热升温至35-100℃，进行回流脱氨，用水吸收，制成氨水用于上述中和工序。控制温度42-100℃，蒸出叔丁胺，叔丁胺经精馏处理得到叔丁胺成品约350kg。
废液处理工序
蒸出叔丁胺后的溶液富含轻质CaCO3，经沉淀、离心得到CaCO3；心液还含有部分Na2CO3，再次加入适量Ca(OH)2，使Na2CO3转变成CaCO3和NaOH，经沉淀，下部为CaCO3，上清液为NaOH溶液，上清液返回上述碱解反应釜，用于制作混合碱，循环利用。
本发明工艺与叔丁脲水解合成法相比具有设计合理、收率高、成本低、经济效益显著等特点。
二种工艺效果对比表(以生产1吨叔丁胺计算)
  对比项目   水解合成法   本发明工艺
  副产物硫酸钠(kg/吨叔丁胺)   3080   无
  副产物硫酸铵(kg/吨叔丁胺)   无   2863
  副产物碳酸钠(kg/吨叔丁胺)   1452   无
  副产物碳酸钙(kg/吨叔丁胺)   无   1370
  废水可否再利用   否   可以
下面为生产一吨叔丁胺所需原料费用及效果。
  工序 原料   旧工艺   新工艺
  数量(吨)   价格(元)   数量(吨)   价格(元)
叔丁脲   硫酸(98％)   5.10   2958   3.591   2083
  叔丁醇(85％)   1.4   6020   1.4006   6020
  尿素   1.4   2940   1.3627   2856
  氢氧化钠(32％)   3.50   2170   0   0
  氨水(18％)   0   0   3.3962   1071
  碱解   氢氧化钠(32％)   4.37   2709   1.955   1215
  工业氧化钙   0   0   0.50   210
  氢氧化钙   0   0   0.40   168

Claims (3)

1、叔丁醇尿素法合成叔丁胺新工艺，包括中间体叔丁脲的合成以及碱解工序，叔丁脲由浓硫酸、尿素与叔丁醇经过合成、中和、分离工序制得，其特征在于：合成的物料加入氨水进行中和，得到含叔丁脲的硫酸铵母液，母液分离出叔丁脲后经浓缩得到硫酸铵和蒸馏水，蒸馏水参与上述合成工序；分离出的叔丁脲加入混合碱进行碱解，该混合碱为Ca(OH)2+NaOH；碱解后的溶液进行回流脱氨，用水吸收，制成氨水用于上述中和工序；脱氨后的溶液蒸出叔丁胺，剩余溶液中富含轻质CaCO3和部分Na2CO3；该剩余溶液经沉淀、离心得到CaCO3，再在溶液中加入Ca(OH)2，经反应、分离得到CaCO3和NaOH溶液，NaOH溶液用于制作碱解工序中的混合碱。
2、根据权利要求1所述的叔丁醇尿素法合成叔丁胺新工艺，其特征在于：CaO与水反应生成Ca(OH)2后与NaOH混合成混合碱，参与碱解，CaO与NaOH的重量比为：5-15∶45-60。
3、根据权利要求1所述的叔丁醇尿素法合成叔丁胺新工艺，其特征在于：回流脱氨时加热升温至35-100℃，蒸出叔丁胺的温度控制在42-100℃。
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叔丁胺 孙德成等，精细与专用化学品，第9卷 2000 *

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