CN101200511B - 一种聚异丁烯胺的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚异丁烯胺的生产方法，该生产方法通过催化氧化得到环氧聚异丁烯，再通过催化胺化来合成聚异丁烯胺产品。该方法生产流程短，反应速度快，转化率高，成本低，整个生产装置所用的工艺介质/溶剂/反应物都在封闭体系内进行，除了有少量洗涤用水排放外，没有其它废气和废渣的排放，对环境影响小甚至无影响；此外本工艺不需要添加贵金属催化剂，在催化氧化及催化胺化这两步反应过程中反应条件温和，反应时间短，生产设备投资低，生产过程较为环保，具有极大的经济性和可操作性。
Description
技术领域
本发明涉及石油化工技术领域，尤其是一种聚异丁烯胺的生产方法。
背景技术
聚异丁烯胺作为一种表面活性物质，具有清净、分散、破乳等多种功能。它可以把汽油中氧化形成的沉积物分散或增溶于汽油中，阻止它们沉积在汽油发动机的关键部位上，如喷嘴、进气阀、燃烧室等；而对于在这些部位已经形成的沉积物，汽油中的清净剂可以将它们从金属表面剥离下来，分散、胶溶于汽油中，使这些部位的作用恢复或达到新车机械参数状态，从而恢复汽车原设计参数。聚异丁烯胺是生产第四代汽油清净分散剂的主要原料，汽油清净剂具有清净、分散、抗氧和防锈性能的复合汽油添加剂，加入车用汽油中既能抑制燃油系统内部沉积物的生成，又能将已生成的氧化沉积物迅速分散、清除，进而确保汽车发动机动力性正常发挥，使燃油的燃烧性能得到改善，使尾气排放中的CO等污染物大大降低，从而起到净化城市空气，减少汽车维修费用，节油的作用。同时，汽油清净剂本身也是一种多功能复合燃料添加剂，燃烧不会产生任何灰分，对汽车零部件无任何腐蚀、溶胀等不良影响。
现阶段合成聚异丁烯胺的方法基本上只采用以下两种方法，即氯化法和氢甲酰基化；氯化法是：聚异丁烯(PIB)与氯气发生取代反应生成氯化聚异丁烯，然后与胺进行亲核取代反应得到聚异丁烯胺；氢甲酰基化法是：高活性聚异丁烯与一氧化碳、氢气在一定高压和温度下发生氢甲酰基化反应生成聚异丁烯醇，然后再与氨气在一定催化剂和压力下反应生成聚异丁烯胺。但是这两种方法都有缺陷——氯化法的缺点是由于制备过程中使用了氯气，致使产物中含有氯，从而影响了大气环境和汽车发动机的使用寿命；氢甲酰基化法的不足之处是：氢甲酰基化反应需要贵金属(如钴、钯或铑的羰基化合物)作催化剂且必须在非常高的压力和温度下才能进行且反应时间长，然后反应体系粘度很大，难以实现催化剂的再生，转化率低，因此生产成本偏高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种聚异丁烯胺的生产方法，该方法生产流程短，反应速度快，转化率高，不需要添加贵金属催化剂，环境污染小或没有污染，生产成本低。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种聚异丁烯胺的生产方法，该生产方法包括以下步骤：
(1).取重量份数为800～1100、分子量为500～1500且MW/MN分子分布小于10、α-末端双键含量为60％～90％的高活性聚异丁烯投入反应釜中，加入重量份数为100～1000的环氧化反应溶剂，在反应釜的温度为0～120℃时将过氧化物按总投料比例的10～70％加入到反应釜中，在反应温度为40～120℃、反应压力为0.01～0.4Mpa的条件下反应3～16h；
(2).将上述反应后的物料投入到水洗釜中，用水洗涤至PH值为7左右时洗涤中止；
(3).将水洗后的物料进行脱溶剂和脱水处理；
(4).将以上处理后的物料打入胺化反应釜，加入其重量为物料重量1～40％的有机胺及其重量为物料重量1～40％的胺化反应溶剂，在反应温度为80～200℃、反应压力为0.1～0.5Mpa的条件下反应3～10h，即得到聚异丁烯胺粗品；
(5).将聚异丁烯胺粗品进行脱溶剂和脱有机胺处理并经压滤即得到胺值大于10的聚异丁烯胺成品。
而且，所述的在添加环氧化反应溶剂时可同时添加混酸催化剂，其添加的重量份数为10～200份。
而且，所述的环氧化反应溶剂为白油、醚类或含碳量大于6以上的直链烷烃和异构体同系物。
而且，所述的混酸催化剂中的混酸为磷酸、硫酸与冰醋酸的混合物，其混酸体积比为1～20∶1～15∶3～100；该混酸也可以是其中的一种或其中两种的混合物。
而且，所述的过氧化物为过氧化氢或过氧甲酸、过氧乙酸或过氧丙酸及其异构体或同系物。
而且，所述的有机胺为多乙烯多胺、乙二胺、异丙胺、二乙胺、三乙胺。
而且，所述的胺化反应溶剂为含碳量大于3的正构醇或异构醇。
本发明的优点和有益效果是：
1.该聚异丁烯胺的生产方法生产流程短，整个生产装置所用的工艺介质/溶剂/反应物都在封闭体系内进行，除了少量洗涤用水排放外，没有其它废气和废渣的排放，所造成的环境污染少，另外本工艺不需要添加贵金属催化剂，催化氧化及催化胺化两步反应过程反应条件温和，反应时间短，设备投资低。
2.该聚异丁烯胺的生产方法通过催化氧化得到环氧聚异丁烯，再催化胺化来合成聚异丁烯胺产品，该技术的两步反应过程都在比较温和的条件下进行，第一步反应温度不超过120℃，第二步反应温度不超过200℃，而且两步反应过程压力都不超过0.5Mpa，在低压反应器即可进行反应，设备投资大幅度下降，反应时间短，整个过程花费约12～14h；尤其是在反应的第二步采用了醇类作溶剂，不仅反应速率大大加快，而且单步产率很高(大于85％)，使得过程总收率可达60％以上。生产过程中除第一步有极少量的废水产生外，没有其它废气和废渣排放，所有的过程溶剂和反应物都可以循环重复利用，是一种环保型的生产过程，具有极大的经济性和可操作性。
具体实施方式
本发明通过以下实施例进一步详述，但本实施例所叙述的技术内容是说明性的，而不是限定性的，不应依此来局限本发明的保护范围。
实施例1
该聚异丁烯胺的生产方法包括以下步骤：
(1).取1000kg的分子量为500～1500且MW/MN分子分布小于10、α-末端双键含量为60％～90％的高活性聚异丁烯投入反应釜中，再取500kg的白油，再加入50kg的混酸(磷酸、硫酸和冰醋酸混合物，其体积比为5∶3∶20)作为催化剂，在反应釜的温度为40℃时将过氧化氢按照总投料比例的30％加入到反应釜中，反应温度为50～80℃，反应压力为0.2Mpa，反应时间为6h；
(2).将上述反应完的物料投入到水洗釜中，用水洗涤至PH值为7左右时洗涤中止；
(3).将水洗完的物料进行脱溶剂和脱水处理(由于是常规工艺，在此不再赘述)；
(4).再将处理完的物料打入胺化反应釜，加入按物料重量的20％多乙烯多胺，再加入按物料重量的20％的正丁醇(属于含碳量大于3的正构醇或异构醇，以下同)，反应温度为100℃，反应压力为0.3Mpa，反应时间为4h，得到聚异丁烯胺粗品；
(5).将得到的聚异丁烯胺粗品进行脱溶剂和脱有机胺处理并压滤，即可得到胺值大于10的聚异丁烯胺成品。
实施例2
该聚异丁烯胺的生产方法包括以下步骤：
(1).取1000kg的分子量为500～1500且MW/MN分子分布小于10、α-末端双键含量为60％～90％的高活性聚异丁烯投入反应釜中，再取100kg的白油，再加入10kg的混酸(磷酸、硫酸和冰醋酸混合物，其体积比为2∶1∶3)作为催化剂先混入过氧化氢中，在反应釜的温度为50℃时将混合的过氧化氢按照总投料比例的10％加入到反应釜中，反应温度为80℃，反应压力为0.01Mpa，反应时间为3h；
(2).将上述反应完的物料投入到水洗釜中，用水洗涤至PH值为7左右时洗涤中止；
(3).将水洗完的物料进行脱溶剂和脱水处理；
(4).再将处理完的物料打入胺化反应釜，加入按物料重量的40％乙二胺，再加入按物料重量的40％的异丁醇，反应温度为200℃，反应压力为0.1Mpa，反应时间为3h，得到聚异丁烯胺粗品；
(5).将得到的聚异丁烯胺粗品进行脱溶剂和脱有机胺处理并压滤，即可得到胺值大于10的聚异丁烯胺成品。
实施例3
该聚异丁烯胺的生产方法包括以下步骤：
(1).取1000kg的分子量为500～1500且MW/MN分子分布小于10、α-末端双键含量为60％～90％的高活性聚异丁烯投入反应釜中，再取1000kg的正庚烷，在反应釜的温度为25℃时将过氧乙酸按照总投料比例的70％加入到反应釜中，反应温度为70℃，反应压力为0.4Mpa，反应时间为16h；
本步骤需要说明的是，除非添加的过氧化物为过氧化氢，否则不必添加混酸。
(2).将上述反应完的物料投入到水洗釜中，用水洗涤至PH值为7左右时洗涤中止；
(3).将水洗完的物料进行脱溶剂和脱水处理；
(4).再将处理完的物料打入胺化反应釜，加入按物料重量的3％乙二胺，再加入按物料重量的2％的辛醇，反应温度为150℃，反应压力为0.5Mpa，反应时间为10h，得到聚异丁烯胺粗品；
(5).将得到的聚异丁烯胺粗品进行脱溶剂和脱有机胺处理并压滤，即可得到胺值大于10的聚异丁烯胺成品。
Claims (6)
1.一种聚异丁烯胺的生产方法，其特征在于：该生产方法包括以下步骤：
(1).取重量份数为800～1100、分子量为500～1500且MW/MN分子分布小于10、α-末端双键含量为60％～90％的高活性聚异丁烯投入反应釜中，加入重量份数为100～1000的环氧化反应溶剂，该环氧化反应溶剂为白油、醚类或含碳量大于6以上的直链烷烃和异构体，在反应釜的温度为0～120℃时将过氧化物按总投料比例的10～70％加入到反应釜中，在反应温度为40～120℃、反应压力为0.01～0.4Mpa的条件下反应3～16h；
(2).将上述反应后的物料投入到水洗釜中，用水洗涤至PH值为7左右时洗涤中止；
(3).将水洗后的物料进行脱溶剂和脱水处理；
(4).将以上处理后的物料打入胺化反应釜，加入其重量为物料重量1～40％的有机胺及其重量为物料重量1～40％的胺化反应溶剂，在反应温度为80～200℃、反应压力为0.1～0.5Mpa的条件下反应3～10h，即得到聚异丁烯胺粗品；
(5).将聚异丁烯胺粗品进行脱溶剂和脱有机胺处理并经压滤即得到胺值大于10的聚异丁烯胺成品。
2.根据权利要求1所述的聚异丁烯胺的生产方法，其特征在于：所述的在添加环氧化反应溶剂时可同时添加混酸催化剂，其添加的重量份数为10～200份。
3.根据权利要求2所述的聚异丁烯胺的生产方法，其特征在于：所述的混酸催化剂中的混酸为磷酸、硫酸与冰醋酸的混合物，其混酸体积比为1～20∶1～15∶3～100；该混酸也可以是其中的一种或其中两种的混合物。
4.根据权利要求1所述的聚异丁烯胺的生产方法，其特征在于：所述的过氧化物为过氧化氢或过氧甲酸、过氧乙酸或过氧丙酸及其异构体或同系物。
5.根据权利要求1所述的聚异丁烯胺的生产方法，其特征在于：所述的有机胺为多乙烯多胺、乙二胺、异丙胺、二乙胺或三乙胺。
6.根据权利要求1所述的聚异丁烯胺的生产方法，其特征在于：所述的胺化反应溶剂为含碳量大于3的正构醇或异构醇。
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