CN108484482A - 一种利用合成三丙酮胺过程副产物制备三丙酮胺的方法 - Google Patents
一种利用合成三丙酮胺过程副产物制备三丙酮胺的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于合成三丙酮胺技术领域，公开了一种利用合成三丙酮胺过程副产物制备三丙酮胺的方法。其技术步骤包括：向反应釜中加入合成三丙酮胺过程副产物；向反应釜中加入催化剂；开搅拌，加热釜温至45‑65℃；向釜内通氨，控制釜温60‑75℃；釜温在60‑75℃下保持3‑6小时；开降温水，使釜温小于45℃；停搅拌，静置15‑30分钟，得到三丙酮胺粗品；粗品经处理后进入精馏塔，经精馏得到高纯三丙酮胺产品。该用合成三丙酮胺过程产生的副产物为起始原料制备三丙酮胺，提高了副产物的利用价值，从全流程来看提高了以丙酮为原料合成三丙酮胺的收率。
Description
技术领域
本发明涉及三丙酮胺的合成技术领域，具体涉及一种利用合成三丙酮胺过程副产物制备三丙酮胺的方法。
背景技术
三丙酮胺化学名为2,2,6,6-四甲基哌啶酮，是一种重要的受阻胺光稳定剂中间体和医药中间体，尤其在受阻胺光稳定剂领域，三丙酮胺是受阻胺光稳定剂哌啶衍生物的唯一母核，是合成四甲基哌啶醇、四甲基哌啶胺、阻聚剂702的重要原料。三丙酮胺的合成方法主要有两步法和一步法，其中
——两步法工艺先以丙酮和氨为原料合成二丙酮醇、丙酮宁、佛尔酮等中间体，然后再以中间体、丙酮和氨为原料合成三丙酮胺。美国专利号分别为US3943139和US3960875的专利分别公开了一种以佛尔酮和液氨为原料，在加热加压条件下合成三丙酮胺的和以丙酮宁与过量的丙酮或是丙酮和二丙酮醇的混合物为原料合成三丙酮胺的工艺。而在上述合成反应中存在着反应原料佛尔酮、二丙酮醇、丙酮宁合成与分离困难、步骤长以及生产成本较高的缺陷。
——目前主要采用的以丙酮和氨为原料、在酸性催化剂作用下合成三丙酮胺的一步法工艺，在合成三丙酮胺过程会产生包括异丙叉丙酮、二丙酮醇、二丙酮胺、丙酮宁或佛尔酮在内的丙酮的二聚体、三聚体以及二聚体或三聚体的氨解产物系列副产物，这些副产物在粗三丙酮胺精制过程会分离出来后同丙酮混合后作为下批次三丙酮胺的原料使用。但由于构成副产物的各组分向三丙酮胺转化的化学反应热力学和动力学优化条件不同，尤其是丙酮同丙酮二聚体之间以及丙酮同丙酮三聚体之间存在着较大的差异，导致合成工艺条件不能同时满足丙酮到三丙酮胺及二聚体到三丙酮胺和三聚体到三丙酮胺的最优工艺条件，必然导致在满足丙酮到三丙酮胺路线的最大收率工艺下直接影响二聚体和三聚体到三丙酮胺的收率，造成混合原料中二聚体和三聚体组分利用率的下降；即该一步法合成三丙酮胺的工艺，尽管具有催化剂便宜易得、原料容易回收套用及同两步法相比具有较大成本优势的特点，但存在着收率较低的缺陷。
发明内容
本发明的目的就是提供一种利用合成三丙酮胺过程副产物制备三丙酮胺的方法。
一种利用合成三丙酮胺过程副产物制备三丙酮胺的方法，具体工艺步骤为：
（1）向反应釜中加入合成三丙酮胺过程副产物；
（2）向反应釜中加入催化剂；
（3）开搅拌，加热釜温至45-65℃；
（4）向所述反应釜内通氨，控制所述釜温60-75℃；
（5）所述釜温在60-75℃下保持3-6小时；
（6）开降温水，使所述釜温小于45℃；
（7）停搅拌并静置15-30分钟，经过处理工序得到三丙酮胺粗品；
（8）粗品经处理进入精馏塔，经精馏得到高纯三丙酮胺产品。
在上述利用合成三丙酮胺过程副产物制备三丙酮胺的方法中，
——所述步骤（1）中的合成三丙酮胺过程副产物是以丙酮为原料合成三丙酮胺过程产生的包括异丙叉丙酮、二丙酮醇、二丙酮胺、丙酮宁或佛尔酮在内的丙酮的二聚体、三聚体以及二聚体或三聚体的氨解产物；
——所述步骤（2）中的催化剂包括由路易斯酸类物质构成的均相催化剂和非均相催化剂；其中，所述的均相催化剂包括盐酸、硫酸、硝酸、有机羧酸、有机磺酸以及上述的酸的铵盐或胺盐，所述的非均相催化剂包括酸性离子交换树脂、酸性分子筛以及它们的掺杂改性体；
——所述步骤（2）中催化剂的量为投入副产物质量的1%至10%，优选为4.0%至6.0%；
——所述步骤（4）中氨可以为液氨或气氨中的一种或两种；
——所述步骤（7）中的处理工序为：针对所述均相催化剂来说是使用碱性物质破坏所述的催化剂，使其失活；所述的碱性物质包括其碱性大于氨水的碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物，投入所述碱性物质的量为所述均相催化剂的1.0到1.2倍；
针对非均相催化剂来说，是使用过滤器将所述催化剂和所述三丙酮胺粗品分离；
——所述步骤（7）中的碱性物质优选使用NaOH。
本发明的有益效果：
本发明单独利用以丙酮为原料合成三丙酮胺过程所得副产物合成三丙酮胺，可以针对不同副产物热力学和动力学特性设计不同的工艺条件，进行绿色合成，大大提高反应选择性和收率，高效利用每一个碳原子，最终降低了综合生产成本。
具体实施方式
实施例1：
（1）向反应釜中加入副产物4000kg，副产物经气相色谱分析组成为：丙酮2.12%，异丙叉丙酮81.44%，二丙酮醇8.41，二丙酮胺0.12%，丙酮宁0.20%，佛尔酮0.07%，三丙酮胺0.11%，其它组分7.53%；
（2）向反应釜中加入硝酸铵160kg；
（3）开搅拌，加热釜温至45℃；
（4）向釜内通液氨135kg，控制釜温60℃；
（5）釜温在60℃下保持5小时；
（6）开降温水，使釜温降低至40℃；
（7）停搅拌，静置30分钟，投入NaOH 88kg中和催化剂硝酸铵，分相得到三丙酮胺粗品，经气相色谱分析组成为：丙酮20.80%，异丙叉丙酮21.17%，二丙酮醇2.12%，二丙酮胺1.67%，丙酮宁1.04%，佛尔酮0.12%，三丙酮胺43.70%，其它组分9.38%；
（8）粗品进入精馏塔，经精馏得到高纯三丙酮胺产品，三丙酮胺含量经气相色谱分析为98.01%。
实施例2：
（1）向反应釜中加入副产物4000kg，副产物经气相色谱分析组成为：丙酮2.12%，异丙叉丙酮81.44%，二丙酮醇8.41，二丙酮胺0.12%，丙酮宁0.20%，佛尔酮0.07%，三丙酮胺0.11%，其它组分7.53%；
（2）向反应釜中加入用FeCl3处理过的阳离子离子交换树脂240kg；
（3）开搅拌，加热釜温至50℃；
（4）向釜内通液氨135kg，控制釜温65℃；
（5）釜温在65℃下保持6小时；
（6）开降温水，使釜温降低至45℃；
（7）停搅拌，静置30分钟，过滤将催化剂同釜液分离，得到三丙酮胺粗品，经气相色谱分析组成为：丙酮24.20%，异丙叉丙酮27.69%，二丙酮醇2.70%，二丙酮胺1.32%，丙酮宁1.22%，佛尔酮0.14%，三丙酮胺35.4%，其它组分7.33%；
（8）粗品进入精馏塔，经精馏得到高纯三丙酮胺产品，三丙酮胺含量经气相色谱分析为98.21%。
实施例3：
（1）向反应釜中加入副产物4000kg，副产物经气相色谱分析组成为：丙酮2.12%，异丙叉丙酮81.44%，二丙酮醇8.41，二丙酮胺0.12%，丙酮宁0.20%，佛尔酮0.07%，三丙酮胺0.11%，其它组分7.53%；
（2）向反应釜中加入铈掺杂3A分子筛100kg；
（3）开搅拌，加热釜温至50℃；
（4）向釜内通液氨135kg，控制釜温65℃；
（5）釜温在65℃下保持6小时；
（6）开降温水，使釜温降低至35℃；
（7）停搅拌，静置30分钟，过滤将催化剂同釜液分离，得到三丙酮胺粗品，经气相色谱分析组成为：丙酮22.10%，异丙叉丙酮21.99%，二丙酮醇2.36%，二丙酮胺2.10%，丙酮宁2.04%，佛尔酮0.10%，三丙酮胺42.17%，其它组分7.14%；
（8）粗品进入精馏塔，经精馏得到高纯三丙酮胺产品，三丙酮胺含量经气相色谱分析为98.17%。
实施例4：
（1）向反应釜中加入副产物4000kg，副产物经气相色谱分析组成为：丙酮0.11%，异丙叉丙酮10.67%，二丙酮醇1.41%，二丙酮胺0.22%，丙酮宁62.31%，佛尔酮0.22%，三丙酮胺2.46%，其它组分22.60%；
（2）向反应釜中加入硝酸铵160kg；
（3）开搅拌，加热釜温至45℃；
（4）向釜内通液氨18kg，控制釜温62.5℃；
（5）釜温在62.5℃下保持5小时；
（6）开降温水，使釜温降低至40℃；
（7）停搅拌，静置30分钟，投入NaOH 88kg中和催化剂硝酸铵，分相得到三丙酮胺粗品，经气相色谱分析组成为：丙酮3.67%，异丙叉丙酮4.69%，二丙酮醇3.79%，二丙酮胺5.73%，丙酮宁23.68%，佛尔酮0.15%，三丙酮胺38.7%，其它组分19.59%；
（8）粗品进入精馏塔，经精馏得到高纯三丙酮胺产品，三丙酮胺含量经气相色谱分析为97.89%。
实施例5：
（1）向反应釜中加入副产物4000kg，副产物经气相色谱分析组成为：丙酮0.11%，异丙叉丙酮10.67%，二丙酮醇1.41%，二丙酮胺0.22%，丙酮宁62.31%，佛尔酮0.22%，三丙酮胺2.46%，其它组分22.60%；
（2）向反应釜中加入用FeCl3处理过的阳离子离子交换树脂240kg；
（3）开搅拌，加热釜温至50℃；
（4）向釜内通液氨18kg，控制釜温65℃；
（5）釜温在65℃下保持6小时；
（6）开降温水，使釜温降低至30℃；
（7）停搅拌，静置30分钟，过滤将催化剂同釜液分离，得到三丙酮胺粗品，经气相色谱分析组成为：丙酮20.06%，异丙叉丙酮5.01%，二丙酮醇3.65%，二丙酮胺4.28%，丙酮宁11.22%，佛尔酮0.12%，三丙酮胺40.90%，其它组分14.76%；
（8）粗品进入精馏塔，经精馏得到高纯三丙酮胺产品，三丙酮胺含量经气相色谱分析为97.76%。
实施例6：
（1）向反应釜中加入副产物4000kg，副产物经气相色谱分析组成为：丙酮2.12%，异丙叉丙酮81.44%，二丙酮醇8.41，二丙酮胺0.12%，丙酮宁0.20%，佛尔酮0.07%，三丙酮胺0.11%，其它组分7.53%；
（2）向反应釜中加入铈掺杂3A分子筛100kg；
（3）开搅拌，加热釜温至65℃；
（4）向釜内通液氨18kg，控制釜温65℃；
（5）釜温在65℃下保持6小时；
（6）开降温水，使釜温降低至45℃；
（7）停搅拌，静置30分钟，过滤将催化剂同釜液分离，得到三丙酮胺粗品，经气相色谱分析组成为：丙酮19.88%，异丙叉丙酮5.34%，二丙酮醇2.79%，二丙酮胺4.37%，丙酮宁13.09%，佛尔酮0.11%，三丙酮胺41.50%，其它组分12.92%；
（8）粗品进入精馏塔，经精馏得到高纯三丙酮胺产品，三丙酮胺含量经气相色谱分析为97.91%。
实施例7：
（1）向反应釜中加入副产物4000kg，副产物经气相色谱分析组成为：丙酮3.57%，异丙叉丙酮42.03%，二丙酮醇1.68%，二丙酮胺0.19%，丙酮宁31.40%，佛尔酮0.17%，三丙酮胺1.24%，其它组分19.72%；
（2）向反应釜中加入硝酸铵160kg；
（3）开搅拌，加热釜温至45℃；
（4）向釜内通液氨18kg，控制釜温70℃；
（5）釜温在70℃下保持5小时；
（6）开降温水，使釜温降低至45℃；
（7）停搅拌，静置30分钟，投入NaOH 88kg中和催化剂硝酸铵，分相得到三丙酮胺粗品，经气相色谱分析组成为：丙酮12.63%，异丙叉丙酮17.23%，二丙酮醇2.57%，二丙酮胺2.36%，丙酮宁25.39%，佛尔酮0.14%，三丙酮胺29.74%，其它组分9.94%；
（8）粗品进入精馏塔，经精馏得到高纯三丙酮胺产品，三丙酮胺含量经气相色谱分析为97.42%。
实施例8：
（1）向反应釜中加入副产物4000kg，副产物经气相色谱分析组成为：丙酮3.57%，异丙叉丙酮42.03%，二丙酮醇1.68%，二丙酮胺0.19%，丙酮宁31.40%，佛尔酮0.17%，三丙酮胺1.24%，其它组分19.72%；
（2）向反应釜中加入用FeCl3处理过的阳离子离子交换树脂280kg；
（3）开搅拌，加热釜温至50℃；
（4）向釜内通液氨18kg，控制釜温75℃；
（5）釜温在75℃下保持6小时；
（6）开降温水，使釜温降低至40℃；
（7）停搅拌，静置30分钟，过滤将催化剂同釜液分离，得到三丙酮胺粗品，经气相色谱分析组成为：丙酮15.90%，异丙叉丙酮21.44%，二丙酮醇2.01%，二丙酮胺2.14%，丙酮宁11.93%，佛尔酮0.09%，三丙酮胺28.97%，其它组分17.52%；
（8）粗品进入精馏塔，经精馏得到高纯三丙酮胺产品，三丙酮胺含量经气相色谱分析为97.45%。
实施例9：
（1）向反应釜中加入副产物4000kg，副产物经气相色谱分析组成为：丙酮3.57%，异丙叉丙酮42.03%，二丙酮醇1.68%，二丙酮胺0.19%，丙酮宁31.40%，佛尔酮0.17%，三丙酮胺1.24%，其它组分19.72%；
（2）向反应釜中加入铈掺杂3A分子筛200kg；
（3）开搅拌，加热釜温至60℃；
（4）向釜内通液氨18kg，控制釜温65℃；
（5）釜温在65℃下保持6小时；
（6）开降温水，使釜温降低至 45℃；
（7）停搅拌，静置30分钟，过滤将催化剂同釜液分离，得到三丙酮胺粗品，经气相色谱分析组成为：丙酮14.24%，异丙叉丙酮16.90%，二丙酮醇1.96%，二丙酮胺2.86%，丙酮宁14.40%，佛尔酮0.07%，三丙酮胺29.07%，其它组分20.50%；
（8）粗品进入精馏塔，经精馏得到高纯三丙酮胺产品，三丙酮胺含量经气相色谱分析为97.39%。
Claims (7)
1.一种利用合成三丙酮胺过程副产物制备三丙酮胺的方法，具体工艺步骤为：
（1）向反应釜中加入合成三丙酮胺过程副产物；
（2）向反应釜中加入催化剂；
（3）开搅拌，加热釜温至45-65℃；
（4）向所述反应釜内通氨，控制所述釜温60-75℃；
（5）所述釜温在60-75℃下保持3-6小时；
（6）开降温水，使所述釜温小于45℃；
（7）停搅拌并静置15-30分钟，经过处理工序得到三丙酮胺粗品；
（8）粗品经处理进入精馏塔，经精馏得到高纯三丙酮胺产品。
2.如权利要求1所述的一种利用合成三丙酮胺过程副产物制备三丙酮胺的方法，其特征在于：所述步骤（1）中的合成三丙酮胺过程副产物是以丙酮为原料合成三丙酮胺过程产生的包括异丙叉丙酮、二丙酮醇、二丙酮胺、丙酮宁或佛尔酮在内的丙酮的二聚体、三聚体以及二聚体或三聚体的氨解产物。
3.如权利要求1所述的一种利用合成三丙酮胺过程副产物制备三丙酮胺的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的催化剂包括由路易斯酸类物质构成的均相催化剂和非均相催化剂；其中，所述的均相催化剂包括盐酸、硫酸、硝酸、有机羧酸或有机磺酸以及上述的酸的铵盐或胺盐，所述的非均相催化剂包括酸性离子交换树脂、酸性分子筛以及它们的掺杂改性体。
4.如权利要求1所述的一种利用合成三丙酮胺过程副产物制备三丙酮胺的方法，其特征在于：所述步骤（2）中催化剂的量为投入副产物质量的1%至10%，优选为4.0%至6.0%。
5.如权利要求1所述的一种利用合成三丙酮胺过程副产物制备三丙酮胺的方法中，其特征在于：所述步骤（4）中氨可以为液氨或气氨中的一种或两种。
6.如权利要求1所述的一种利用合成三丙酮胺过程副产物制备三丙酮胺的方法，其特征在于：所述步骤（7）中的处理工序为：针对所述均相催化剂来说是使用碱性物质破坏所述的催化剂，使其失活；所述的碱性物质包括其碱性大于氨水的碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物，投入所述碱性物质的量为所述均相催化剂的1.0到1.2倍；
针对非均相催化剂来说，是使用过滤器将所述催化剂和所述三丙酮胺粗品分离。
7.如权利要求1所述的一种利用合成三丙酮胺过程副产物制备三丙酮胺的方法，其特征在于：所述步骤（7）中的碱性物质优选使用NaOH。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: No.9, Suzheng Jiheng Road, Wuyi County, Hengshui City, Hebei Province Applicant after: Lian longkaiya (Hebei) new material Co.,Ltd. Address before: 053000 Hengshui City, Hebei province Hengshui Industrial District No. 9 Ji Heng Lu Applicant before: HENGSHUI KAIYA CHEMICAL Co.,Ltd. |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180904 |
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