CN103319353A - 一种3-氨基-1,2-丙二醇的催化合成方法 - Google Patents

一种3-氨基-1,2-丙二醇的催化合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种3-氨基-1,2-丙二醇的催化合成方法,该方法采用载体活性炭或二氧化硅或氧化铝作为载体,加入硝酸镁、硝酸锶、硝酸锆、硝酸钡、硝酸锰、硝酸锌、硝酸铜中的一种或两种制作催化剂,在催化剂存在下,用液氨与氯代甘油在固定床反应器上进行连续反应,能够提高产品选择性;并缩短反应时间,氨气经过气液分离器后直接回收利用,大大降低了能耗,缩短了工艺流程,提高了生产效率。

Description

一种3-氨基-1,2-丙二醇的催化合成方法
技术领域
本发明属于精细化学品的催化合成技术领域,具体涉及一种3-氨基-1,2-丙二醇的催化合成方法。
背景技术
3-氨基-1,2-丙二醇,又名氨基甘油、3-氨基甘油等,分子式为C3H9NO2,不仅是生产X-CT非离子型造影剂碘佛醇、碘海醇、碘帕醇不可替代的原料,也可用作农药中间体、乳化剂、有机合成中间体,具有非常广泛的用途。
其制备方法根据原料的不同可分为环氧氯丙烷法、氯代甘油法、缩水甘油法、甘油醛法,胺化剂主要为氨水。
环氧氯丙烷法是以环氧氯丙烷为起始原料,在甲基苯磺酸和硫酸的催化下水解,之后用氢氧化钠中和,得到反应中间体氯代甘油,氯代甘油与氨水反应得到产品。
缩水甘油法为以缩水甘油为原料,在催化剂作用下与氨发生反应生成产品;甘油醛法是以甘油醛为原料,在催化剂作用下与氨发生反应生成产品。
氯代甘油法是以氯代甘油和氨水为原料,在催化剂作用下,生成氨基甘油。
在3-氨基-1,2-丙二醇的合成路线中,缩水甘油法与甘油醛法存在原料昂贵不易得,且性质不稳定,危险不易操作等缺点,难于工业化。环氧氯丙烷法虽原料易得,但在实际操作中增加了反应步骤,使得整体反应路线增长,原料转化率偏低,氯代甘油法比其他方法原料易得、操作简单、易于工业化,也是近年来国外各大公司争相进行专利保护的合成方法。
氯代甘油法生产方式分为管道连续法与间歇法。目前工业化生产氨基甘油的方法主要采用间歇法,但此法存在反应温度高,时间长,产品选择性较低等缺陷;同时氨水用量大,导致后续过程中需将氨与水分别加以回收处理,步骤长,导致生产成本较高。连续法在一定程度上提高了产品选择性,但效果并不尽人意,目前合成方法中依然存在着氨水用量大,副产品多的问题,给后续处理带来较多困难。
发明内容
针对上述技术中的存在的缺陷或不足,本发明的目的在于,提供一种3-氨基-1,2-丙二醇的催化合成方法,该方法在催化剂存在下,在催化剂存在下,用液氨与氯代甘油在固定床反应器上进行连续反应,其工艺流程短、生产效率高。
为了实现上述任务,本发明采取如下的技术解决方案:
一种3-氨基-1,2-丙二醇的催化合成方法,其特征在于,具体按下列步骤进行:
1)催化剂的制备
将载体活性炭或二氧化硅或氧化铝加入到烧瓶中,加入载体重量为1%~5%的金属盐,并加入与载体同等重量的水,在60℃下搅拌1h~3h,然后加入与金属盐同等重量的氨水,所述氨水的质量浓度为25%;继续搅拌1h~3h,冷却,过滤,100℃下干燥3h~6h,干燥后的产物放入马弗炉中以15℃/min的速率升温至450℃~550℃,焙烧2h~6h,冷却至室温,得到催化剂;
所述的金属盐为硝酸镁、硝酸锶、硝酸锆、硝酸钡、硝酸锰、硝酸锌、硝酸铜中的一种或两种;
2)催化反应
催化反应在固定床反应器中进行,该固定床反应器包括液氨泵、氯代甘油泵、预热炉、反应管、气液分离器和收集罐,在反应管和气液分离器之间连接背压阀,在气液分离器上有液氨回收管;
将催化剂打片成型后加入到反应管中,液氨泵和氯代甘油泵中分别通入液氨与氯代甘油,液氨与氯代甘油的摩尔比为4~10:1,液氨与氯代甘油分别经过预热炉进入反应管,反应温度为60℃~120℃,通过背压阀控制固定床反应器的压力为1MPa~4MPa;
在反应管中,液氨与氯代甘油的停留时间为3min~10min,反应后的液氨与氯代甘油的反应液进入气液分离器进行气液分离,液氨所产生的氨气进入液氨回收管进行收集;液体进入收集罐收集反应液,经过滤氯化铵,得到3-氨基-1,2-丙二醇,并用气相色谱测定转化率及选择性。
本发明的3-氨基-1,2-丙二醇的催化合成方法,能够提高产品选择性;并缩短反应时间,氨气经过气液分离器后直接回收利用,大大降低了能耗,缩短了工艺流程,提高了生产效率。
附图说明
图1是固定床反应器示意图;其中的标记分别表示:1、液氨泵,2、氯代甘油泵,3、预热炉,4、反应管,5、背压阀,6、气液分离器,7、收集罐,8、液氨回收管。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
按照本发明的技术方案,一种3-氨基-1,2-丙二醇的催化合成方法,按下列步骤进行:
1)催化剂的制备
将载体活性炭或二氧化硅或氧化铝加入到烧瓶中,加入载体重量为1%~5%的金属盐,并加入与载体同等重量的水,在60℃下搅拌1h~3h,然后加入与金属盐同等重量的氨水,所述氨水的质量浓度为25%;继续搅拌1h~3h,冷却,过滤,100℃下干燥3h~6h,干燥后的产物放入马弗炉中以15℃/min的速率升温至450℃~550℃,焙烧2h~6h,冷却至室温,得到催化剂;
所述的金属盐为硝酸镁、硝酸锶、硝酸锆、硝酸钡、硝酸锰、硝酸锌、硝酸铜中的一种或两种;
2)催化反应
催化反应在图所示的固定床反应器中进行,该固定床反应器包括液氨泵1、氯代甘油泵2、预热炉3、反应管4、气液分离器6和收集罐7,在反应管4和气液分离器6之间连接背压阀5,在气液分离器6上有液氨回收管8;
将催化剂打片成型后加入到反应管4中,液氨泵1和氯代甘油泵2中分别通入液氨与氯代甘油,液氨与氯代甘油的摩尔比为4~10:1,液氨与氯代甘油分别经过预热炉3进入反应管4,反应温度为60℃~120℃,通过背压阀5控制固定床反应器的压力为1MPa~4MPa;
在反应管4中,液氨与氯代甘油的停留时间为3min~10min,反应后的液氨与氯代甘油的反应液进入气液分离器6进行气液分离,液氨所产生的氨气进入液氨回收管8进行收集;液体进入收集罐7收集反应液,经过滤氯化铵,得到3-氨基-1,2-丙二醇,并用气相色谱测定转化率及选择性。
将得到的3-氨基-1,2-丙二醇采用气相色谱进行测定转化率及选择性,检测方法如下:
准确量取1mL三氟乙酸酐置于5mL磨口容量瓶中,冰水冷却下加入40.0mg反应液,塞紧塞子,充分振荡约1min后于50℃水浴中保温30min,冷至室温,用微量注射器取0.3μL反应液进气相色谱检测。
以下是发明人给出的实施例,以下的实施例中均采用上述固定床反应器。
需要说明的是,这些实施例是较优的例子,本发明不限于这些实施例。
实施例1:
1、催化剂制备
在烧瓶中加入活性炭100g,加入1g的硝酸镁,加入100g水,60℃下搅拌1h,加入1g浓度(质量)为25%的氨水,继续搅拌1h,冷却,过滤,100℃下干燥3h,放入马弗炉中,以15℃/min的速率升温至450℃,焙烧2h,冷却至室温,制得催化剂。
2、催化反应
将催化剂打片成型后加入到固定床反应器的反应管4中,液氨泵1和氯代甘油泵2中分别通入液氨与氯代甘油,液氨与氯代甘油的摩尔比为4:1,在反应管4中的停留时间为3min,通过背压阀5控制反应管4的反应压力为1MPa,反应温度为60℃,反应后的液氨与氯代甘油的反应液进入气液分离器6进行气液分离,液氨所产生的氨气进入液氨回收管8进行收集;液体进入收集罐7收集反应液,过滤氯化铵,得到3-氨基-1,2-丙二醇,用气相色谱测定转化率为99.7%,选择性为89.2%。
实施例2:
1、催化剂制备
在烧瓶中加入二氧化硅100g,加入3g的硝酸锶,60℃下搅拌2h,加入100g水,加入3g质量浓度为25%的氨水,继续搅拌2h,冷却,过滤,100℃下干燥4h,放入马弗炉中,以15℃/min的速率升温至500℃,焙烧4h,冷却至室温,制得催化剂。
2、催化反应
将催化剂打片成型后加入到固定床反应器的反应管4中,液氨泵1和氯代甘油泵2中分别通入液氨与氯代甘油,液氨与氯代甘油的摩尔比为6:1,在反应管4中的停留时间为8min,通过背压阀5控制反应管4的反应压力为2MPa,反应温度为100℃,反应后的液氨与氯代甘油的反应液进入气液分离器6进行气液分离,液氨所产生的氨气进入液氨回收管8进行收集;液体进入收集罐7收集反应液,过滤氯化铵,得到3-氨基-1,2-丙二醇,用气相色谱测定转化率为100%,选择性为90.1%。
实施例3:
1、催化剂制备
在烧瓶中加入三氧化二铝100g,加入5g的硝酸锆,60℃下搅拌3h,加入100g水,加入5g质量浓度为25%的氨水,继续搅拌3h,冷却,过滤,100℃下干燥6h,放入马弗炉中,以15℃/min的速率升温至550℃,焙烧6h,冷却至室温,制得催化剂。
2.催化反应
将催化剂打片成型后加入到固定床反应器的反应管中,液氨泵1和氯代甘油泵2中分别通入液氨与氯代甘油,液氨与氯代甘油的摩尔比为10:1,在反应管4中的停留时间为8min,通过背压阀5控制反应管4的反应压力为4MPa,反应温度为120℃,反应后的液氨与氯代甘油的反应液进入气液分离器6进行气液分离,液氨所产生的氨气进入液氨回收管8进行收集;液体进入收集罐7收集反应液,过滤氯化铵,得到3-氨基-1,2-丙二醇,用气相色谱测定转化率为100%,选择性为88.5%。
实施例4:
1、催化剂制备
在烧瓶中加入活性炭100g,加入2.5g的硝酸钡,加入2.5g的硝酸锰,加入100g水,60℃下搅拌3h,加入5g质量浓度为25%的氨水,继续搅拌3h,冷却,过滤,100℃下干燥6h,放入马弗炉中,以15℃/min的速率升温至500℃,焙烧3h,冷却至室温,制得催化剂。
2.催化反应
将催化剂打片成型后加入到固定床反应器的反应管4中,液氨泵1和氯代甘油泵2中分别通入液氨与氯代甘油,液氨与氯代甘油的摩尔比为8:1,在反应管4中的停留时间为8min,通过背压阀5控制反应管4的反应压力为3MPa,反应温度为70℃,反应后的液氨与氯代甘油的反应液进入气液分离器6进行气液分离,液氨所产生的氨气进入液氨回收管8进行收集;液体进入收集罐7收集反应液,过滤氯化铵,得到3-氨基-1,2-丙二醇,用气相色谱测定转化率为100%,选择性为92.4%。
实施例5:
1、催化剂制备
在烧瓶中加入二氧化硅100g,加入2.5g的硝酸锌,加入2.5g的硝酸铜,加入100g水,60℃下搅拌2h,加入5g质量浓度为25%的氨水,继续搅拌2h,冷却,过滤,100℃下干燥4h,放入马弗炉中,以15℃/min的速率升温至550℃,焙烧6h,冷却至室温,制得催化剂。
2、催化反应
将催化剂打片成型后加入到固定床反应器的反应管4中,液氨泵1和氯代甘油泵2中分别通入液氨与氯代甘油,液氨与氯代甘油的摩尔比为9:1,在反应管4中的停留时间为10min,通过背压阀5控制反应管4的反应压力为4MPa,反应温度为90℃,反应后的液氨与氯代甘油的反应液进入气液分离器6进行气液分离,液氨所产生的氨气进入液氨回收管8进行收集;液体进入收集罐7收集反应液,过滤氯化铵,得到3-氨基-1,2-丙二醇,用气相色谱测定转化率为100%,选择性为91.4%。
实施例6:
1、催化剂制备
在烧瓶中加入三氧化二铝100g,加入1g的硝酸镁,加入2g的硝酸锆,加入100g水,60℃下搅拌1h,加入3g质量浓度为25%的氨水,继续搅拌1h,冷却,过滤,100℃下干燥5h,放入马弗炉中,以15℃/min的速率升温至450℃,焙烧4h,冷却至室温,制得催化剂。
2、催化反应
将催化剂打片成型后加入到固定床反应器的反应管4中,液氨泵1和氯代甘油泵2中分别通入液氨与氯代甘油,液氨与氯代甘油的摩尔比为6:1,在反应管4中停留时间为4min,通过背压阀5控制反应管4的反应压力为2MPa,反应温度为100℃,反应后的液氨与氯代甘油的反应液进入气液分离器6进行气液分离,液氨所产生的氨气进入液氨回收管8进行收集;液体进入收集罐7收集反应液,过滤氯化铵,得到3-氨基-1,2-丙二醇,用气相色谱测定转化率为99.6%,选择性为89.4%。
对比实施例1:
固定床反应器的反应管中通入液氨与氯代甘油,液氨与氯代甘油的摩尔比为10:1,反应管中停留时间为10min,反应压力为4MPa,反应温度为120℃,收集反应液,过滤氯化铵,得到3-氨基-1,2-丙二醇,用气相色谱测定转化率为100%,选择性为80.4%。
对比实施例2:
固定床反应器的反应管中通入氨水与氯代甘油,氨水中氨与氯代甘油的摩尔比为10:1,反应管中停留时间为10min,反应压力为0.3MPa,反应温度为120℃,收集反应液,蒸除水分与氨,过滤氯化铵,得到3-氨基-1,2-丙二醇,用气相色谱测定转化率为95.1%,选择性为66.2%。

Claims (1)

1.一种3-氨基-1,2-丙二醇的催化合成方法,其特征在于,具体按下列步骤进行:
1)催化剂的制备
将载体活性炭或二氧化硅或氧化铝加入到烧瓶中,加入载体重量为1%~5%的金属盐,并加入与载体同等重量的水,在60℃下搅拌1h~3h,然后加入与金属盐同等重量的氨水,所述氨水的质量浓度为25%;继续搅拌1h~3h,冷却,过滤,100℃下干燥3h~6h,干燥后的产物放入马弗炉中以15℃/min的速率升温至450℃~550℃,焙烧2h~6h,冷却至室温,得到催化剂;
所述的金属盐为硝酸镁、硝酸锶、硝酸锆、硝酸钡、硝酸锰、硝酸锌、硝酸铜中的一种或两种;
2)催化反应
催化反应在固定床反应器中进行,该固定床反应器包括液氨泵(1)、氯代甘油泵(2)、预热炉(3)、反应管(4)、气液分离器(6)和收集罐(7),在反应管(4)和气液分离器(6)之间连接背压阀(5),在气液分离器(6)上有液氨回收管;
将催化剂打片成型后加入到反应管(4)中,液氨泵(1)和氯代甘油泵(2)中分别通入液氨与氯代甘油,液氨与氯代甘油的摩尔比为4~10:1,液氨与氯代甘油分别经过预热炉(3)进入反应管(4),反应温度为60℃~120℃,通过背压阀(5)控制固定床反应器的压力为1MPa~4MPa;
在反应管(4)中,液氨与氯代甘油的停留时间为3min~10min,反应后的液氨与氯代甘油的反应液进入气液分离器(6)进行气液分离,液氨所产生的氨气进入液氨回收管进行收集;液体进入收集罐(7)收集反应液,经过滤氯化铵,得到3-氨基-1,2-丙二醇,并用气相色谱测定转化率及选择性。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101250115A (zh) * 2008-04-01 2008-08-27 浙江大学 管道式反应器合成3-氨基-1,2-丙二醇的方法
CN101560160A (zh) * 2009-05-31 2009-10-21 山东大学 一种1-氨基-2,3-丙二醇的催化合成方法
WO2012108777A1 (en) * 2011-02-10 2012-08-16 Borregaard As Process for the production of amino alcohols

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101250115A (zh) * 2008-04-01 2008-08-27 浙江大学 管道式反应器合成3-氨基-1,2-丙二醇的方法
CN101560160A (zh) * 2009-05-31 2009-10-21 山东大学 一种1-氨基-2,3-丙二醇的催化合成方法
WO2012108777A1 (en) * 2011-02-10 2012-08-16 Borregaard As Process for the production of amino alcohols

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