CN102976950A - 一种制备叔胺的改进工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制备叔胺的改进工艺，主反应是由脂肪醇和二甲胺制造叔胺，其特征是：所述主反应的反应转化率进行至80%—90%时，将反应器内的氢气、三甲胺、少量一甲胺、少量二甲胺混合气体通入吸收塔，将一、二、三甲胺用水吸收之后，得到纯氢气再循环通入反应器中，使整个反应流程的氢耗为零。有益效果：采用伯醇一步法制备叔胺的优化工艺，可以使氢气消耗量低，降低了三甲胺对环境无污染，节省反应时间，三甲胺可作为副产品销售。

Description

一种制备叔胺的改进工艺

技术领域

本发明属于洗涤剂原料制备方法，尤其涉及一种制备叔胺的改进工艺。

背景技术

随着广大人民群众的生活水平迅速提高，民用洗涤剂的消耗量逐步增大。据统计，中国洗涤剂市场销售额平均以每年12%的速度增长，按人均年消费量4.5公斤计算，要达到国际平均消费水平，我国每年的洗涤用品总量就要达到2300多万吨。中国目前洗衣粉产量世界第一，洗涤剂、洗发香波等产品已经成为大众消费品和必需品。洗涤剂领域已成为关乎民生的重要产业领域。

脂肪叔胺是一种常见的洗涤剂原料，用于头发柔软剂、护发素、液洗剂增泡剂。醇一步法工艺是叔胺生产非常重要的方法之一，主要反应是在胺化反应系统的脂肪醇和二甲胺在催化剂的作用下脱水生成叔胺。当然，适当的反应温度配合可控的氢气压力是保证胺化反应顺利进行的基本条件。

叔胺生产中，胺化反应系统控制的产品质量指标有残余醇、伯/仲胺、有效物等，蒸馏工序可以对色泽、有效物含量等进行有效的调控。上述质量指标对季铵盐的有效物含量、色泽、水溶性等物化参数都有很大的影响。脂肪醇与二甲胺的反应按下式进行：

在高活性与选择性胺化催化剂存在下，将二甲胺和氢的混合气体通入加热到反应温度的液相脂肪醇中，脂肪醇即与二甲胺反应，脱去一份子水，生成烷基二甲基叔胺。反应生成水汽化并被氢气带走，从而使反应进行完全。但在进行上述胺化反应的同时，也伴生一些副反应，主要有：

其中，反应物一甲胺由二甲胺歧化得到。而且在歧化反应同时生成三甲胺，当循环气体中的三甲胺达到一定量时会妨碍主反应中二甲胺的临氢作用，使反应速率和收率降低。总之，副反应不仅要多耗用昂贵的脂肪醇和二甲胺，也要增加分离的复杂性，并在一定程度上影响产品的纯度。申请号：02822382.9公开了一种制备叔胺化合物的方法,该方法是在氢气和金属催化剂或含金属催化剂组合物存在下,在大约50-200℃的温度和大约100-1500psig的压力下,由伯胺和腈制备叔胺。该方法中使用的伯胺和腈可以是二胺和/或二腈,或可以是伯胺和/或腈的混合物。还公开了由所述方法制得的新叔胺化合物。该专利是由脂肪酸制成伯胺，伯胺转化为脂肪腈之后再合成的叔胺。该法工艺路线较长产品中有效物较低（95%），而脂肪醇+甲胺工艺叔胺有效物会在97%以上。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种在催化剂的存在下由脂肪醇和二甲胺气体制备叔胺的改进工艺，通过加速主反应并抑制副反应的进行，从而实现高收率生产高纯度叔胺的目的。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种制备叔胺的改进工艺，主反应是由脂肪醇和二甲胺制造叔胺，其特征是：所述主反应的反应转化率进行至80%-90%时，将胺化反应系统内的氢气、三甲胺、少量一甲胺、少量二甲胺混合气体通入循环气吸收塔，将一、二、三甲胺用水吸收之后，得到纯氢气再循环通入胺化反应系统中，使整个反应流程的氢耗为零；具体步骤如下：

1）对胺化反应釜先进行氮气置换出釜内的空气，再进行氢气置换出釜内的氮气，分析釜内氧气合格后，使用氮气将5~5.5吨的脂肪醇（12、12/14脂肪醇或18/16脂肪醇）压入胺化釜中，部分氢气将随着物料的压入而排空，用夹套内的导热油加热胺化釜至170℃后，开始搅拌，并用氢气使釜内保持0.05~0.15MPa，用氢气作用下还原催化剂45分钟；

2）打开二甲胺气化器蒸汽阀，预热10分钟，待胺化反应釜物料温升至190℃，开始缓慢通入二甲胺；控制反应温度在210~220℃，通入800Kg的二甲胺，当伯醇转化率达到80%--90%时，把反应生成的三甲胺气体引出胺化反应系统；

3)利用胺化反应系统中气相组分中氢气的分压值来确定将气相引出反应釜进行水吸收的时间，当氢气的分压低于40%--60%时，把反应釜气相引出进行水洗处理；

4）反应终点经中控分析根据内控质量指标确认，反应结束后物料进入下道沉降工序。

所述反应釜气相经水吸收产生的工艺废水经精馏可得到三甲胺副产品。

所述制备叔胺的方法产生的目标产物是：

其中R=C_nH_2n+1，n=12、12/14、18/16。

有益效果：采用伯醇一步法制备叔胺的优化工艺，可以使氢气消耗量低，降低了三甲胺对环境无污染，节省反应时间，三甲胺可作为副产品销售。使用本技术后每生产一吨叔胺能降低氢气的消耗5~10标立米，胺化反应时间缩短2~2.5小时（单批），每生产一吨叔胺可以回收15~20Kg三甲胺。

附图说明

图1是优化后制备叔胺系统工艺图；

图2是原制备叔胺系统工艺图。

图中：1、二甲胺气化器(E101)，2、胺化反应釜（R103），3、胺化分馏塔（T102）4、一级冷凝器（E103）5、二级冷凝器（E104）6三级冷凝器（E105）7、胺化风机缓冲罐（V108），8、胺化罗茨风机（C102A），9、循环气水洗塔（T103），10、循环气水洗塔循环泵（P102）。

具体实施方式

下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。

实施例

本发明公开了一种制备叔胺的改进工艺，主反应是由脂肪醇和二甲胺制造叔胺，所述主反应的反应转化率进行至80%—90%时，将胺化反应系统内的氢气、三甲胺、少量一甲胺、少量二甲胺混合气体通入循环气吸收塔9中，将一、二、三甲胺用水吸收之后，得到纯氢气再循环通入胺化反应釜2中，使整个反应流程的氢耗为零；具体步骤如下：对胺化反应系统先进行氮气置换出釜内的空气，再用氢气置换出胺化反应系统内的氮气，分析系统内氧气合格后，使用氮气将5~5.5吨的脂肪醇（12、12/14脂肪醇或18/16脂肪醇）压入胺化反应釜2中，部分氢气将随着物料的压入而排空，用夹套内的导热油加热胺化反应釜至170℃后，开始搅拌，并用氢气使釜内保持一定压力（0.05~0.15MPa），用氢气作用下还原催化剂45分钟；打开二甲胺气化器1蒸汽阀，预热10分钟，待胺化反应釜温度升至190℃时，开始向系统缓慢通入二甲胺；控制反应温度在210~220℃内，通入800kg的二甲胺后，当伯醇转化率达到80%--90%时，把反应生成的三甲胺气体引出反应物系统；利用反应釜中气相组分中氢气的分压值来确定将气相引出胺化胺化反应系统进行水吸收的时间，当氢气的分压低于40%--60%时，把胺化反应系统气相引出进行水洗处理；对于胺化反应生成的工艺水由一、二、三级冷凝器4、5、6冷却为液体后脱离系统，系统气体的压缩循环主要由胺化风机缓冲罐7和胺化罗茨风机8来完成，胺化分馏塔3起到循环气体热交换的作用。在反应开始阶段，反应速度很快，但随着反应的进行，由于歧化反应生成的三甲胺为此反应的惰性组分，其在气相中的不断累积降低了氢气和二甲胺的分压，同时由于三甲胺在催化剂上的化学吸附作用，降低了氢气和二甲胺在催化剂上的吸附量，在降低催化剂的催化效率同时，也增加了生成其他副反应的可能，因此当伯醇转化率达到80%--90%时，把反应生成的三甲胺气体引出反应物系，可以大大加快后续反应的进行，同时降低了副反应发生的可能性，提高了主反应的收率，另外三甲胺可以作为副产品销售;反应终点经中控分析根据内控质量指标确认，反应结束后物料进入下道沉降工序。在胺化反应中，二甲胺歧化反应产生的少量一甲胺和三甲胺其中一甲胺与脂肪醇反应产生双烷基叔胺。而三甲胺无法和脂肪醇反应，成为含胺尾气的一部分与二甲胺进入循环气吸收塔9中，溶解于水中脱离胺化气体循环系统，所述循环气水洗塔通过循环气水洗塔循环泵10进行一、二、三甲胺吸收的自循环。

胺化反应釜气相经水吸收产生的工艺废水经精馏可得到三甲胺副产品，吸收过程产生的气体经干燥后为纯氢气，经循环压缩机通入胺化反应釜（R103）中。

胺化反应结束后，将物料打入沉降釜。沉降一段时间后，将沉降的催化剂返回胺化釜套用，上层清液转入蒸馏釜进行蒸馏。将沉降釜内清液抽入蒸馏塔，在真空条件下进行蒸馏，残留在物料内的少量的二甲胺也进入吸收塔吸收。因不同叔胺沸点不同，控制加热温度，将成品烷基叔胺蒸出后即得产品，蒸馏釜残为双烷基叔胺，进入高沸受槽暂存，统一处理。由于胺化反应系统中受三甲胺的干扰作用被减小，能使反应时间缩短。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种制备叔胺的改进工艺，主反应是由脂肪醇和二甲胺制造叔胺，其特征是：所述主反应的反应转化率进行至80%—90%时，将胺化反应系统内的氢气、三甲胺、少量一甲胺、少量二甲胺混合气体通入循环气吸收塔，将一、二、三甲胺用水吸收之后，得到纯氢气再循环通入胺化反应系统中，使整个反应流程的氢耗为零；具体步骤如下：

1）对胺化反应釜先进行氮气置换出釜内的空气，再进行氢气置换出釜内的氮气，分析釜内氧气合格后，使用氮气将5~5.5吨的脂肪醇（12、12/14脂肪醇或18/16脂肪醇）压入胺化釜中，部分氢气将随着物料的压入而排空，用夹套内的导热油加热胺化釜至170℃后，开始搅拌，并用氢气使釜内保持0.05~0.15MPa，用氢气作用下还原催化剂45分钟；

2）打开二甲胺气化器蒸汽阀，预热10分钟，待胺化反应釜物料温升至190℃，开始缓慢通入二甲胺；控制反应温度在210~220℃，通入800Kg的二甲胺，当伯醇转化率达到80%--90%时，把反应生成的三甲胺气体引出胺化反应系统；

3)利用胺化反应系统中气相组分中氢气的分压值来确定将气相引出反应釜进行水吸收的时间，当氢气的分压低于40%--60%时，把反应釜气相引出进行水洗处理；

4）反应终点经中控分析根据内控质量指标确认，反应结束后物料进入下道沉降工序。

2.如权利要求1所述制备叔胺的改进工艺，其特征是：所述反应釜气相经水吸收产生的工艺废水经精馏可得到三甲胺副产品。

3.一种如权利要求1所述制备叔胺的改进工艺，其特征是：制备叔胺方法产生的目标产物是：

其中R=CnH2n+1，n=12、12/14、18/16。

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