CN111410633B - 一种1,3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法 - Google Patents

一种1,3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种1,3‑二甲基‑2‑咪唑啉酮的连续生产方法。首先制备非均相催化剂，将所得非均相催化剂装填于反应器中，然后加入乙二醇对非均相催化剂进行循环洗涤；接着加入乙二醇、质量百分浓度为40％的一甲胺水溶液和碳酸二甲酯进行缩合、闭环反应，连续转化成1,3‑二甲基‑2‑咪唑啉酮粗液；反应结束后，将所得1,3‑二甲基‑2‑咪唑啉酮粗液经过四级精馏塔或五级精馏塔连续精馏提纯，得到合格成品1,3‑二甲基‑2‑咪唑啉酮。利用本发明制备1,3‑二甲基‑2‑咪唑啉酮，其产品收率高、纯度高、副产物少，并且操作简便、反应条件温和、工艺清洁，适合工业化连续生产1,3‑二甲基‑2‑咪唑啉酮。

Description

一种1,3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法
一、技术领域：
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种1，3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法。
二、背景技术：
1,3-二甲基-2-咪唑啉酮，英文缩写DMI，是一种透明、无色液体，同时，也是极性非质子溶剂的一种，其优良的溶解能力可以溶解众多存在极性的有机物以及无机物，可以任意比例与水互溶且氢键较易于在水分子与DMI间形成。 DMI有着1300mg/kg的半数量(ED50)以及2840mg/kg的半数量致死量(LD50)。截至目前，关于其致癌的相关报道未曾发现，可替代有致癌性的HMPA，这种溶剂的活性物质能够快速准确的到达受损部位，并且几乎不会刺激皮肤也没有过敏反应，能长时间保持稳定。因此，DMI具有低毒性、使用安全等优点。
目前，1，3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMI)的化学合成方法主要包括：1)以N，N- 二甲基乙二胺和羰基化试剂(如光气、二氧化碳、三氯乙酰氯等)为原料制备 DMI；2)以2-咪唑啉酮和甲基化试剂(如溴甲烷、硫酸二甲酯)为原料制备 DMI；3)以2-咪唑啉酮、甲醛和还原剂(如甲酸、氢气)为原料制备DMI。在方法1)中，存在原料毒性较大(如以光气为羰基化原料)、或反应条件苛刻(如以二氧化碳为羰基化原料)、且关键原料N，N-二甲基乙二胺价格昂贵等缺陷，均不适合工业化生产。在方法2)中，存在甲基化原料或毒性大(如溴甲烷、硫酸二甲酯)、或价格昂贵(如溴甲烷)等缺陷，均不利于工业化生产；在方法3) 中使用了甲醛水溶液，如果控制不得当将对人身和环境造成较大的影响，同时原料氢气也是一种相对比较危险的气体。
目前，1,3-二甲基-2-咪唑啉酮现有生产方法主要以2-咪唑啉酮、甲醛和还原剂为原料制备DMI。例如：德国专利DE3703389公开了一种1,3-二甲基-2-咪唑啉酮的合成方法，该方法以2-咪唑啉酮、甲醛水溶液及甲酸(85％)为原料制备 DMI；CN101070306A专利申请对德国专利DE3703389进行了改进，提出以2- 咪唑啉酮、甲醛水溶液及浓度为30-45％的甲酸为原料制备DMI，生产的稀甲酸可循环使用。上述现有生产方法均使用了过量的甲酸，设备腐蚀严重，而且产生大量废水，环境污染严重。欧洲专利EP215964A1公开了一种1，3-二甲基-2- 咪唑啉酮的合成方法，该方法以2-咪唑啉酮、甲醛水溶液为原料，以氢气为还原剂，钯碳和负载强酸的Gamma-氧化铝为原料，通过负载强酸对其精细改性，其制备工艺繁琐，改性过程中所用的强酸会腐蚀设备，后处理过程中会有废酸生成，不利于环保，且制备过程能耗较高，最终导致生成工艺成本较高。
CN1616434A专利申请公开了一种1，3-二甲基-2-咪唑啉酮的生产方法，其工艺包括两步：(1)以乙二胺和尿素为原料，加入水作为溶剂，合成2-咪唑啉酮；乙二胺、尿素、水的摩尔比是1:0.5～3:1～20；反应温度100～300℃，反应时间5～30h，搅拌速率为50～1000转/分钟；冷却、结晶、过滤，用水或丙酮、乙醇、乙醚、石油醚洗涤滤饼2～5次，得到白色固体即为2-咪唑啉酮；(2)以 2-咪唑啉酮、甲醛、甲酸为原料，合成1，3-二甲基-2-咪唑啉酮；2-咪唑啉酮、甲醛、甲酸摩尔比是1:0.2～9:0.5～15；反应温度50～200℃，回流反应6～30h，常压或减压蒸出混合液中未反应的甲醛、甲酸和水，蒸馏温度为20～200℃，所得母液即为1,3-二甲基-2-咪唑啉酮粗品液。由此可见，该专利操作过程繁琐、反应时间较长、后续粗品液的提纯也较为麻烦。
CN107954935A专利申请公开了一种1,3-二甲基-2-咪唑啉酮的合成方法，包括如下步骤：(1)将蒙脱土、钯碳、2-咪唑啉酮和甲醛水溶液依次加入到可加热与可充放气的高压釜中，再将氢气冲入该高压釜中进行反应，反应温度110～160℃，反应时间1-5h；(2)对步骤(1)得到的物料进行过滤加以回收蒙脱土和钯碳，收集滤液后蒸馏脱除滤液中剩余的甲醛与副产物水，得到粗产品，其产率84.3～91.7％。该专利中使用了甲醛水溶液，如果控制不得当将对人身和环境造成较大的影响，如果以合成2-咪唑啉酮为起始，那么该方法的操作也是比较繁琐、安全性较低。
戴林林.N，N-二甲基-2-咪唑啉酮的合成工艺研究[D]，南京理工大学,2006. P242.2.3.2碳酸二甲酯法合成DMI，将2-咪哇琳酮6.7g(0.075mol)，CTMAB 1.37g加入到四口烧瓶中，然后加入100ml甲苯，搅拌，升温至40℃，保温40℃，搅拌30min，量取20ml Me2CO3开始缓慢滴加；同时将水浴温度升高到60℃，并开始计时，使滴加时间大于1.5h；1.5h后，加入5.0g氢氧化钠；10min后，滴加7.5mlMe2SO4，26min滴加完毕；保温60℃，30min，冷却至室温。真空抽滤，得无色滤液，四口烧瓶和滤饼用10ml*4的甲苯洗涤，收集滤液；减压蒸馏，将甲苯蒸除，无任何产物。作为新兴的绿色甲基化试剂碳酸二甲醋，无法将2- 咪哇琳酮甲基化，从蒸馏的馏分的沸点来看，没有目的产物的生成。
三、发明内容：
本发明要解决的技术问题是：根据1，3-二甲基-2-咪唑啉酮现有生产方法中存在的技术问题，本发明提供一种产品收率高、纯度高、副产物少、操作简便、反应条件温和、工艺清洁、适合工业化生产的1，3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法。
为了解决上述问题，本发明采取的技术方案是：
本发明提供一种1，3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法，所述连续生产方法包括以下步骤：
1)非均相催化剂的制备：
a、将硝酸镍(Ni(NO3)2.6H2O)、硝酸铁(Fe(NO3)3.9H2O)、硝酸铝 (Al(NO3)3.9H2O)、醋酸锌(Zn(NO3)2·6H2O)、硝酸钴(Co(NO3)2.6H2O)和硝酸钼(Mo(NO3)3.5H2O)中至少四种物质溶解于去离子水中，配制成浓度为0.5～ 1mol/L的溶液A，充分搅拌均匀；将配制的溶液A升温至60～70℃，然后加入二氧化硅质量百分含量为15～25％的硅溶胶乳液，于温度为80～90℃、20～ 30min内滴加完毕；然后加入沉淀剂行搅拌，控制终点pH值为8～9，将得到的浆料移至微波水热平行合成仪中反应6～8h，将所得反应物依次进行过滤、洗涤和烘焙，烘焙后于550～800℃条件下煅烧3～4h，煅烧后研磨，得到前驱体颗粒；
所述硝酸镍、硝酸铁、硝酸铝、醋酸锌、硝酸钴和硝酸钼中的Ni、Fe、 Al、Zn、Co和Mo各含量之间的摩尔比为1：0.5～1.2：0～0.9：0.7～1.1：0～ 0.5：0.9～1.5；
b、将硝酸铜(Cu(NO3)2·3H2O)、醋酸铋(C6H9BiO6)和硝酸钌(Ru(NO)(NO3)3) 溶解于去离子水中，配制成浓度为1～2mol/L的溶液B；将步骤a得到的前驱体颗粒浸渍于溶液B中进行等体积浸渍，并搅拌均匀，超声震荡，震荡后进行静置、过滤，将所得滤饼置于干燥箱内，于120～160℃条件下干燥7～9h；干燥后所得产物于550～800℃条件下煅烧3～4h，煅烧后得到非均相催化剂；
2)将步骤1)所得非均相催化剂装填于反应器中，然后将乙二醇加入反应器中对非均相催化剂进行循环洗涤；接着将乙二醇、质量百分浓度为40％的一甲胺水溶液和碳酸二甲酯进行混合，混合后加入反应器中进行缩合、闭环反应，连续转化成1,3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液，反应结束后，反应器出口所得1，3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液中乙二醇质量百分含量≤0.5％；
所述乙二醇、一甲胺和碳酸二甲酯三者之间加入的摩尔比为1：2～2.2：1.0～1.2，所述缩合、闭环反应过程中控制反应温度为120～160℃、反应压力为0.5～2MPa、液时空速为1～10h-1；
3)将所得1，3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液经过四级精馏或五级精馏连续提纯，得到合格成品1，3-二甲基-2-咪唑啉酮。
根据上述的1，3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法，步骤1)a中所述沉淀剂为Na2CO3、NaHCO3、NaOH、K2CO3、KHCO3、KOH和NH4OH中的任一种。
根据上述的1，3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法，步骤1)b中所得非均相催化剂中各成分的质量百分比组成为Cu 20～35％、SiO2 5～10％、Bi 1～5％、 Ru 0.5～2％，余量为载体。
根据上述的1，3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法，步骤2)中采用乙二醇对反应器中非均相催化剂进行循环洗涤的时间为10～30min，控制温度为10～ 80℃，控制压力为0.5～1MPa。
根据上述的1，3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法，步骤2)中原料乙二醇在加入之前进行预热，预热温度为30～90℃。
根据上述的1，3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法，步骤3)中所述四级精馏提纯的具体操作过程为：
将所得1，3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液导入第一级精馏塔进行处理，第一级精馏塔为常压塔(主要脱除过量的一甲胺、甲醇及部分水等)，控制塔顶温度为65～ 70℃，塔釜温度为80～95℃；第一级精馏塔处理后所得物料导入第二级精馏塔进行处理，第二级精馏塔为常压塔(主要脱除过量的碳酸二甲酯及部分水等)，控制塔顶温度为90～95℃，塔釜温度为99～102℃；第二级精馏塔处理后的物料导入第三级精馏塔进行处理，第三级精馏塔为减压塔(主要脱除1,3-二甲基-2- 咪唑啉酮粗液中的水及少量的一甲胺、碳酸二甲酯、甲醇和其他轻组分)，控制塔顶真空度为-86～-80KPa，塔顶温度为55～60℃，塔釜温度为95～105℃；第三级精馏塔处理后所得物料导入第四级精馏塔进行处理，处理后得到产品1，3- 二甲基-2-咪唑啉酮；第四级精馏塔为带有侧线采出的减压塔(主要是通过精制得到高纯的电子级和试剂产品)，控制塔顶真空度为-99～-95KPa，塔顶温度为 108～112℃，塔釜温度为120～125℃，中部进料温度控制为112～117℃，回流与采出比控制为1：0.5～1.5；
所述带有侧线采出的减压塔提纯过程中，产品采出由两部分组成，一部分从带有侧线采出的减压塔顶部直接采出，另一部分从该减压塔侧线采出，产品的侧线采出量与顶部采出量的比例控制为1：10～15。
根据上述的1，3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法，步骤3)中所述五级精馏提纯的具体操作过程为：
将所得1，3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液导入第一级精馏塔进行处理，第一级精馏塔为常压塔(主要脱除过量的一甲胺、甲醇及部分水等)，控制塔顶温度为65～ 70℃，塔釜温度为80～95℃；第一级精馏塔处理后所得物料导入第二级精馏塔进行处理，第二级精馏塔为常压塔(主要脱除过量的碳酸二甲酯及部分水等)，控制塔顶温度为90～95℃，塔釜温度为99～102℃；第二级精馏塔处理后所得物料导入第三级精馏塔进行处理，第三级精馏塔为减压塔(主要脱除1，3-二甲基 -2-咪唑啉酮粗液中的水及少量的一甲胺、碳酸二甲酯、甲醇和其他轻组分)，控制塔顶真空度为-86～-80KPa，塔顶温度为55～60℃，塔釜温度为95～105℃；第三级精馏塔处理后的物料导入第四级精馏塔进行处理，第四级精馏塔为减压塔(主要脱出轻组份)，控制塔顶真空度为-99～-95KPa，塔顶温度为108～112℃，塔釜温度为120～125℃；第四级精馏塔处理后的物料导入第五级精馏塔作最后提纯处理，处理后得到产品1,3-二甲基-2-咪唑啉酮；第五级精馏塔为带有侧线采出的减压塔(主要是通过精制得到高纯的电子级和试剂产品)，控制塔顶真空度为-99～-95KPa，塔顶温度为108～112℃，塔釜温度为120～125℃，中部进料温度控制为112～117℃，回流与采出比控制为1：0.5～1.5；
所述带有侧线采出的减压塔提纯过程中，产品采出由两部分组成，一部分从带有侧线采出的减压塔顶部直接采出，另一部分从该减压塔侧线采出，产品的侧线采出量与顶部采出量的比例控制为1：10～15。
根据上述的1,3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法，所述四级精馏提纯过程中与五级精馏提纯过程中所述带有侧线采出的减压塔的理论塔板数均为48～55块，侧线采出口均在第46～53理论板，进料口位置均在第23～28理论板。
根据上述的1，3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法，采用五级精馏提纯过程中，第五级精馏塔顶部采出的产品中，一部分产品直接采出，一部分返回第四级精馏塔的进料口，依次循环进行，采出量与返回量控制为3～8：1，回流与采出比控制为1：0.5～1.5。
本发明制备1，3-二甲基-2-咪唑啉酮的化学反应方程式如下：
Figure BDA0002431368950000071
本发明的积极有益效果：
1、高活性、高选择性和极高稳定性是催化剂能否具有商业化价值的重要参数，本发明制备的催化剂为铜基催化剂，活性助剂为Bi、Ru元素，载体材料同时也是活性助剂。本发明制备的催化剂中CuO和ZnO相互作用，形成的颗粒较小或呈无定型分散，使得单位表面积负载的活性组分较高且无聚集现象，活性较为稳定；本发明制备的催化剂中加入的Ni元素能够有效提高Cu的热稳定，防止Cu晶粒在使用过程中发生烧结；特别是少量Ru元素的加入使催化剂中主活性成分晶格中晶体细化，降低了催化剂的结晶度，催化剂的衍射峰强度随着 Ru掺杂浓度的增大而逐渐减弱，使催化剂保持了较高的活性；催化剂中的SiO2既是骨架材料，也是活性组分，SiO2的加入有效地改善了孔道结构，增强了催化剂的机械强度，使得催化剂能够应用于固定床反应器或涓流床反应器。本发明制备的催化剂载体由含有Ni、Fe、Al、Zn、Co、Mo元素的盐中的至少四种制备得到，用其氧化物表示为NiO、Fe2O3、Al2O3、ZnO、CoO、MoO。本发明所制备催化剂的组分种类及含量最为关键，是工艺流程、工艺条件及产品质量的核心保证。
2、本发明技术方案中，非均相催化剂在投料前用乙二醇进行循环洗涤，其活性较未洗涤的催化剂提高20％左右，且整个反应过程收率波动较小(由于乙二醇溶剂在洗涤的过程中将催化剂表面及孔道溶胶等杂质去掉之后，物料与催化剂有效接触得以提高)，且本发明中的原料易得，原料危险性较小。
3、本发明制备过程中，生成产物中的甲醇对一甲胺有一定的吸附作用，在一定程度上避免了甲胺废气的逸出；同时生成的水和一甲胺水溶液中的水分，在精馏提纯的过程中避免了脱胺塔“冒白烟”的现象，这是由于一甲胺溶于水中，随着脱胺一同被蒸出来的水分对一甲胺进行了吸收，避免了胺气在塔顶回流罐处的四逸，同时一级精馏塔的塔顶出来的一甲胺、水和甲醇及补充的新鲜去离子水混合物又是合成工艺过程中的一甲胺吸收剂，待吸收剂罐中的一甲胺水溶液浓度达到40％，分析甲醇含量后重新进入反应系统，避免了原料的浪费；特别是甲醇对整个反应系统没有副影响作用，也就是说一甲胺水溶液浓度达到 40％的吸收罐中溶液可以直接打入反应系统中；整个反应及提纯过程几乎没有胺气的泄露，避免了对环境的破坏。碳酸二甲酯与水可以形成共沸物，在二级精馏塔脱水的过程中碳酸二甲酯也几乎被去除掉，减轻了后续提纯工序的压力，使高品质产品质量得以保证。
4、本发明采用四级精馏或五级精馏连续提纯，以五级精馏提纯为例：第一级精馏塔为常压塔(主要脱除过量的一甲胺、甲醇及部分水等)，控制塔顶温度为65～70℃，塔釜温度为80～95℃；在第一级精馏塔的顶部采出过程中设置了两级冷凝系统，以最大限度地减少不凝物的排出，且将第二级冷凝系统排出的不凝气与塔顶采出的混合物(主要脱除过量的一甲胺、甲醇及部分水等)送入甲胺吸收罐中，待甲胺吸收罐中的一甲胺水溶液浓度达到40％左右，分析甲醇含量后重新进入反应系统，避免了原料的浪费和废气的“四逸”飘散；
第二级精馏塔为常压塔(主要脱除过量的碳酸二甲酯及部分水等)，控制塔顶温度为90～95℃，塔釜温度为99～102℃；第二级精馏塔的顶部采出过程与一级精馏塔一样，也设置了两级冷凝系统，区别在于，第二级精馏塔的不凝尾气重新接入第二级精馏塔的进料口，避免尾气的“四逸”破坏环境及减少夹带的少量1,3-二甲基咪唑啉酮的外排；
第三级精馏塔为减压塔(主要脱除1，3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液中的水及少量的一甲胺、碳酸二甲酯、甲醇和其他轻组分)，控制塔顶真空度为-86～-80KPa，塔顶温度为55～60℃，塔釜温度为95～105℃；第三级精馏塔底部排出的粗产品直接进入第四级精馏塔或第五级精馏塔；若需要生产高纯的电子级和试剂级产品，需要经过第四级精馏塔提纯之后再进入第五级精馏塔(侧线减压塔)；若只需生产普通的产品，不需要经过上述的第四级精馏塔，直接将上述的第三级精馏塔排出的物料送至上述的第五级精馏塔提纯即可(侧线减压塔)；
第四级精馏塔为减压塔(主要脱出轻组份)，控制塔顶真空度为-99～-95KPa，塔顶温度为108～112℃，塔釜温度为120～125℃；顶部采出物返回一级精馏塔塔内，循环富集，第四级精馏塔回流罐中采出的轻组分富集之后间歇采出，以最大限度地减少终点产品中的轻组分杂质含量，以提高产品质量；
第五级精馏塔为带有侧线采出的减压塔(主要是通过精制得到高纯的电子级和试剂级产品)，控制塔顶真空度为-99～-95KPa，塔顶温度为108～112℃，塔釜温度为120～125℃，中部进料温度控制为112～117℃，回流与采出比控制为1：0.5～1.5，产品的侧线与顶采的量控制为1：10～15；带有侧线采出的减压精馏塔提纯过程中，产品采出由两部分组成，一部分从带有侧线采出的减压塔顶部直接采出，另一部分从该减压塔侧线采出；且精馏塔顶部采出的产品中，一部分直接采出，作为产品出售，一部分返回第四级精馏塔的进料口，依次循环进行，采出量与返回量控制为3～8：1；五级精馏塔侧线采出的产品纯度为 99.96％左右，达到高纯电子的要求。
5、利用本发明技术方案制备1,3-二甲基-2-咪唑啉酮产品，其收率高(1,3- 二甲基-2-咪唑啉酮的收率高达98％以上)、纯度高(经四级精馏塔精馏提纯后所得产品纯度能够达到99.9％以上、经五级精馏提纯处理后所得产品纯度能够达到 99.95％以上)；经过提纯之后所得产品中水分含量≤50ppm、游离胺含量≤2ppm、色度≤10Hazen；本发明制备过程中副产物少、操作简便、反应条件温和、工艺清洁，适合工业化生产。
四、附图说明：
图1本发明实施例1所得产品1，3-二甲基-2-咪唑啉酮的液相色谱图；
由图1可知：本发明实施例1所得产品1,3-二甲基-2-咪唑啉酮的纯度为 99.96％。
五、具体实施方式：
以下结合实施例进一步阐述本发明，但并不限制本发明技术方案保护的范围。
实施例1：
本发明1，3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法，所述连续生产方法的详细步骤如下：
1)非均相催化剂的制备：
a、将硝酸镍、硝酸铁、醋酸锌和硝酸钼四种物质溶解于去离子水中，配制成浓度为0.8mol/L的溶液A，充分搅拌均匀；将配制的溶液A升温至65℃，然后加入二氧化硅质量百分含量为20％的硅溶胶乳液，于温度为85℃、30min内滴加完毕；然后加入沉淀剂Na2CO3进行搅拌，控制终点pH值为9，将得到的浆料移至微波水热平行合成仪中反应8h，将所得反应物依次进行过滤、洗涤和烘焙，烘焙后于650℃条件下煅烧4h，煅烧后研磨，得到前驱体颗粒；
所述硝酸镍、硝酸铁、醋酸锌和硝酸钼中的Ni、Fe、Zn和Mo各含量之间的摩尔比为1：0.8：0.9：1.2；
b、将硝酸铜、醋酸铋和硝酸钌溶解于去离子水中，配制成1.5mol/L的溶液 B；将步骤a得到的前驱体颗粒浸渍于溶液B中进行等体积浸渍，并搅拌均匀，超声震荡，震荡后进行静置、过滤，将所得滤饼置于干燥箱内，于150℃条件下干燥8h；干燥后所得产物于650℃条件下煅烧4h，煅烧后得到非均相催化剂；所得非均相催化剂中各成分的质量百分比组成为Cu 27％、SiO2 7％、Bi 3％、Ru 0.8％，余量为载体；
2)将步骤1)所得非均相催化剂装填于固定床反应器中，然后将乙二醇加入反应器中对非均相催化剂进行循环洗涤(乙二醇在反应器内对非均相催化剂洗涤后，从反应器底部排出循环利用)，循环洗涤的时间为20min，控制温度为 50℃，控制压力为0.8MPa；接着将原料乙二醇在加入之前进行预热，预热温度为60℃，将预热后的乙二醇、质量百分浓度为40％的一甲胺水溶液和碳酸二甲酯进行混合，混合后加入反应器中进行缩合、闭环反应，连续转化成1，3-二甲基 -2-咪唑啉酮粗液，反应结束后，反应器出口所得1，3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液中乙二醇质量百分含量≤0.5％；
所述乙二醇、一甲胺和碳酸二甲酯三者之间加入的摩尔比为1：2：1，所述缩合、闭环反应过程中控制反应温度为150℃、反应压力为1.0MPa、液时空速为6h-1；
3)将步骤2)所得1，3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液经过五级连续精馏提纯，得到合格成品1，3-二甲基-2-咪唑啉酮；
所述五级精馏提纯的具体操作过程为：将反应后所得1,3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液导入第一级精馏塔进行处理，第一级精馏塔为常压塔，主要脱除过量的一甲胺、甲醇及部分水等，脱除的一甲胺导入甲胺吸收罐中进行调整，调整后作为原料循环利用；第一级精馏塔控制塔顶温度为65～70℃，塔釜温度为80～ 95℃；经第一级精馏塔处理后的物料导入第二级精馏塔进行处理，第二级精馏塔为常压塔(主要脱除过量的碳酸二甲酯及部分水等)，控制塔顶温度为90～ 95℃，塔釜温度为99～102℃；经第二级精馏塔处理后的物料导入第三级精馏塔进行处理，第三级精馏塔为减压塔(主要脱除1,3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液中的水及少量的一甲胺、碳酸二甲酯、甲醇和其他轻组分)，控制塔顶真空度为-86～ -80KPa，塔顶温度为55～60℃，塔釜温度为95～105℃；经第三级精馏塔处理后的物料导入第四级精馏塔进行处理，第四级精馏塔为减压塔(主要脱出轻组份)，控制塔顶真空度为-99～-95KPa，塔顶温度为108～112℃，塔釜温度为120～ 125℃；经第四级精馏塔处理后的物料导入第五级精馏塔作最后提纯处理，处理后得到产品1，3-二甲基-2-咪唑啉酮；第五级精馏塔为带有侧线采出的减压塔(主要是通过精制得到高纯的电子级和试剂产品)，控制塔顶真空度为-99～-95KPa，塔顶温度为108～112℃，塔釜温度为120～125℃，中部进料温度控制为112～117℃，回流与采出比控制为1：1.5；所述带有侧线采出的减压精馏塔提纯过程中，产品采出由两部分组成，一部分从带有侧线采出的减压塔顶部直接采出，另一部分从该减压塔侧线采出，产品的侧线采出量与顶部采出量的比例控制为 1：15。
所述第五级精馏塔即带有侧线采出的减压塔的理论塔板数为55块，侧线采出口在第48理论板，进料口位置在第28理论板；采用五级精馏塔提纯过程中，第五级精馏塔顶部采出的产品中，一部分产品直接采出，一部分返回第四级精馏塔的进料口，依次循环进行，采出量与返回量控制为8：1，回流与采出比控制为1：1.5。
在五级精馏提纯过程中，如果物料经第三级或第四级精馏塔处理后未达到要求，可返回上一级精馏塔进行二次精馏处理。
本实施例所得产品的收率为99.3％；产品1，3-二甲基-2-咪唑啉酮的液相色谱测定纯度达到99.96％(详见附图1)，微量水分测定仪测定所得产品中水分为 20ppm，自动电位滴定仪测定产品中游离胺为1ppm，色度计测定所得产品的色度为5Hazen。
实施例2：
本发明1，3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法，所述连续生产方法的详细步骤如下：
1)非均相催化剂的制备：
a、将硝酸镍、硝酸铁、醋酸锌、硝酸钴和硝酸钼五种物质溶解于去离子水中，配制成浓度为1.0mol/L的溶液A，充分搅拌均匀；将配制的溶液A升温至 70℃，然后加入二氧化硅质量百分含量为15％的硅溶胶乳液，于温度为80℃、 25min内滴加完毕；然后加入沉淀剂NaHCO3进行搅拌，控制终点pH值为8，将得到的浆料移至微波水热平行合成仪中反应7h，将所得反应物依次进行过滤、洗涤和烘焙，烘焙后于750℃条件下煅烧3h，煅烧后研磨，得到前驱体颗粒；
所述硝酸镍、硝酸铁、醋酸锌、硝酸钴和硝酸钼中的Ni、Fe、Zn、Co和 Mo各含量之间的摩尔比为1：1.0：1.0：0.3：1.5；
b、将硝酸铜、醋酸铋和硝酸钌溶解于去离子水中，配制成2.0mol/L的溶液 B；将步骤a得到的前驱体颗粒浸渍于溶液B中进行等体积浸渍，并搅拌均匀，超声震荡，震荡后进行静置、过滤，将所得滤饼置于干燥箱内，于120℃条件下干燥9h；干燥后所得产物于750℃条件下煅烧3.5h，煅烧后得到非均相催化剂；所得非均相催化剂中各成分的质量百分比组成为Cu 32％、SiO2 9％、Bi 5％、Ru 1.6％，余量为载体；
2)将步骤1)所得非均相催化剂装填于固定床反应器中，然后将乙二醇加入反应器中对非均相催化剂进行循环洗涤(乙二醇在反应器内对非均相催化剂洗涤后，从反应器底部排出循环利用)，循环洗涤的时间为30min，控制温度为 30℃，控制压力为1.0MPa；接着将原料乙二醇在加入之前进行预热，预热温度为80℃，将预热后的乙二醇、质量百分浓度为40％的一甲胺水溶液和碳酸二甲酯进行混合，混合后加入反应器中进行缩合、闭环反应，连续转化成1，3-二甲基 -2-咪唑啉酮粗液，反应结束后，反应器出口所得1，3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液中乙二醇质量百分含量≤0.5％；
所述乙二醇、一甲胺和碳酸二甲酯三者之间加入的摩尔比为1：2.2：1.2，所述缩合、闭环反应过程中控制反应温度为160℃、反应压力为2.0MPa、液时空速为10h-1；
3)将步骤2)所得1，3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液经过五级连续精馏提纯，得到合格成品1，3-二甲基-2-咪唑啉酮；
所述五级精馏提纯的具体操作过程为：将反应后所得1，3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液导入第一级精馏塔进行处理，第一级精馏塔为常压塔，主要脱除过量的一甲胺、甲醇及部分水等，脱除的一甲胺导入甲胺吸收罐中进行调整，调整后作为原料循环利用；第一级精馏塔控制塔顶温度为65～70℃，塔釜温度为80～ 95℃；经第一级精馏塔处理后的物料导入第二级精馏塔进行处理，第二级精馏塔为常压塔(主要脱除过量的碳酸二甲酯及部分水等)，控制塔顶温度为90～ 95℃，塔釜温度为99～102℃；经第二级精馏塔处理后的物料导入第三级精馏塔进行处理，第三级精馏塔为减压塔(主要脱除1,3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液中的水及少量的一甲胺、碳酸二甲酯、甲醇和其他轻组分)，控制塔顶真空度为-86～-80KPa，塔顶温度为55～60℃，塔釜温度为95～105℃；经第三级精馏塔处理后的物料导入第四级精馏塔进行处理，第四级精馏塔为减压塔(主要脱出轻组份)，控制塔顶真空度为-99～-95KPa，塔顶温度为108～112℃，塔釜温度为120～ 125℃；经第四级精馏塔处理后的物料导入第五级精馏塔作最后提纯处理，处理后得到产品1，3-二甲基-2-咪唑啉酮；五级精馏塔为带有侧线采出的减压塔(主要是通过精制得到高纯的电子级和试剂产品)，控制塔顶真空度为-99～-95KPa，塔顶温度为108～112℃，塔釜温度为120～125℃，中部进料温度控制为112～117℃，回流与采出比控制为1：1.2；所述带有侧线采出的减压精馏塔提纯过程中，产品采出由两部分组成，一部分从带有侧线采出的减压塔顶部直接采出，另一部分从该减压塔侧线采出，产品的侧线采出量与顶部采出量的比例控制为 1：12。
所述第五级精馏塔即带有侧线采出的减压塔的理论塔板数为55块，侧线采出口在第48理论板，进料口位置在第28理论板；采用五级精馏塔提纯过程中，第五级精馏塔顶部采出的产品中，一部分产品直接采出，一部分返回第四级精馏塔的进料口，依次循环进行，采出量与返回量控制为6：1，回流与采出比控制为1：1.2。
在五级精馏提纯过程中，如果物料经三级或四级精馏塔处理后未达到要求，可返回上一级精馏塔进行二次精馏处理。
本实施例所得产品的收率为99.1％，产品的纯度为99.95％，经测定，所得产品中水分含量为20ppm、游离胺含量为1ppm、色度为5Hazen。
实施例3：
本发明1，3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法，所述连续生产方法的详细步骤如下：
1)非均相催化剂的制备：
a、将硝酸镍、硝酸铁、醋酸锌和硝酸钼四种物质溶解于去离子水中，配制成浓度为0.5mol/L的溶液A，充分搅拌均匀；将配制的溶液A升温至60℃，然后加入二氧化硅质量百分含量为25％的硅溶胶乳液，于温度为90℃、20min内滴加完毕；然后加入沉淀剂K2CO3进行搅拌，控制终点pH值为8，将得到的浆料移至微波水热平行合成仪中反应8h，将所得反应物依次进行过滤、洗涤和烘焙，烘焙后于550℃条件下煅烧4h，煅烧后研磨，得到前驱体颗粒；
所述硝酸镍、硝酸铁、醋酸锌和硝酸钼中的Ni、Fe、Zn和Mo各含量之间的摩尔比为1：1.2：1.1：1.0；
b、将硝酸铜、醋酸铋和硝酸钌溶解于去离子水中，配制成1.0mol/L的溶液 B；将步骤a得到的前驱体颗粒浸渍于溶液B中进行等体积浸渍，并搅拌均匀，超声震荡，震荡后进行静置、过滤，将所得滤饼置于干燥箱内，于140℃条件下干燥8h；干燥后所得产物于650℃条件下煅烧4.0h，煅烧后得到非均相催化剂；所得非均相催化剂中各成分的质量百分比组成为Cu 31％、SiO2 7.5％、Bi 3.5％、 Ru 1.2％，余量为载体；
2)将步骤1)所得非均相催化剂装填于固定床反应器中，然后将乙二醇加入反应器中对非均相催化剂进行循环洗涤(乙二醇在反应器内对非均相催化剂洗涤后，从反应器底部排出循环利用)，循环洗涤的时间为25min，控制温度为 60℃，控制压力为0.7MPa；接着将原料乙二醇在加入之前进行预热，预热温度为50℃，将预热后的乙二醇、质量百分浓度为40％的一甲胺水溶液和碳酸二甲酯进行混合，混合后加入反应器中进行缩合、闭环反应，连续转化成1，3-二甲基 -2-咪唑啉酮粗液，反应结束后，反应器出口所得1，3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液中乙二醇质量百分含量≤0.5％；
所述乙二醇、一甲胺和碳酸二甲酯三者之间加入的摩尔比为1：2.1：1.2，所述缩合、闭环反应过程中控制反应温度为130℃、反应压力为1.5MPa、液时空速为4h-1；
3)将步骤2)所得1,3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液经过五级连续精馏提纯，得到合格成品1,3-二甲基-2-咪唑啉酮；
所述五级精馏提纯的具体操作过程为：将反应后所得1，3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液导入第一级精馏塔进行处理，第一级精馏塔为常压塔，主要脱除过量的一甲胺、甲醇及部分水等，脱除的一甲胺导入甲胺吸收罐中进行调整，调整后作为原料循环利用；第一级精馏塔控制塔顶温度为65～70℃，塔釜温度为80～ 95℃；经第一级精馏塔处理后的物料导入二级精馏塔进行处理，第二级精馏塔为常压塔(主要脱除过量的碳酸二甲酯及部分水等)，控制塔顶温度为90～95℃，塔釜温度为99～102℃；经第二级精馏塔处理后的物料导入第三级精馏塔进行处理，第三级精馏塔为减压塔(主要脱除1，3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液中的水及少量的一甲胺、碳酸二甲酯、甲醇和其他轻组分)，控制塔顶真空度为-86～-80KPa，塔顶温度为55～60℃，塔釜温度为95～105℃；经第三级精馏塔处理后的物料导入第四级精馏塔进行处理，第四级精馏塔为减压塔(主要脱出轻组份)，控制塔顶真空度为-99～-95KPa，塔顶温度为108～112℃，塔釜温度为120～125℃；经第四级精馏塔处理后的物料导入第五级精馏塔作最后提纯处理，处理后得到产品1，3-二甲基-2-咪唑啉酮；第五级精馏塔为带有侧线采出的减压塔(主要是通过精制得到高纯的电子级和试剂产品)，控制塔顶真空度为-99～-95KPa，塔顶温度为108～112℃，塔釜温度为120～125℃，中部进料温度控制为112～117℃，回流与采出比控制为1：1.0；所述带有侧线采出的减压精馏塔提纯过程中，产品采出由两部分组成，一部分从带有侧线采出的减压塔顶部直接采出，另一部分从该减压塔侧线采出，产品的侧线采出量与顶部采出量的比例控制为1：12。
所述第五级精馏塔即带有侧线采出的减压塔的理论塔板数为55块，侧线采出口在第48理论板，进料口位置在第28理论板；采用五级精馏提纯过程中，第五级精馏塔顶部采出的产品中，一部分产品直接采出，一部分返回第四级精馏塔的进料口，依次循环进行，采出量与返回量控制为7：1，回流与采出比控制为1：1.0。
在五级精馏提纯过程中，如果物料经三级或四级精馏塔处理后未达到要求，可返回上一级精馏塔进行二次精馏处理。
本实施例所得产品的收率为99.02％，产品的纯度为99.95％；经测定，所得产品中水分含量为25ppm、游离胺含量为2ppm、色度为3Hazen。
实施例4：
本发明1，3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法，所述连续生产方法的详细步骤如下：
1)非均相催化剂的制备：
a、将硝酸镍、硝酸铁、硝酸铝、醋酸锌和硝酸钼五种物质溶解于去离子水中，配制成浓度为0.8mol/L的溶液A，充分搅拌均匀；将配制的溶液A升温至 65℃，然后加入二氧化硅质量百分含量为20％的硅溶胶乳液，于温度为80℃、 30min内滴加完毕；然后加入沉淀剂NH4OH进行搅拌，控制终点pH值为9，将得到的浆料移至微波水热平行合成仪中反应7h，将所得反应物依次进行过滤、洗涤和烘焙，烘焙后于750℃条件下煅烧3.5h，煅烧后研磨，得到前驱体颗粒；
所述硝酸镍、硝酸铁、硝酸铝、醋酸锌和硝酸钼中的Ni、Fe、Al、Zn和 Mo各含量之间的摩尔比为1：0.8：0.5：1.0：1.2；
b、将硝酸铜、醋酸铋和硝酸钌溶解于去离子水中，配制成2.0mol/L的溶液 B；将步骤a得到的前驱体颗粒浸渍于溶液B中进行等体积浸渍，并搅拌均匀，超声震荡，震荡后进行静置、过滤，将所得滤饼置于干燥箱内，于150℃条件下干燥8h；干燥后所得产物于750℃条件下煅烧3.5h，煅烧后得到非均相催化剂；所得非均相催化剂中各成分的质量百分比组成为Cu 22％、SiO2 8.5％、Bi 3％、 Ru 1％，余量为载体；
2)将步骤1)所得非均相催化剂装填于固定床反应器中，然后将乙二醇加入反应器中对非均相催化剂进行循环洗涤(乙二醇在反应器内对非均相催化剂洗涤后，从反应器底部排出循环利用)，循环洗涤的时间为15min，控制温度为 80℃，控制压力为0.5MPa；接着将原料乙二醇在加入之前进行预热，预热温度为90℃，将预热后的乙二醇、质量百分浓度为40％的一甲胺水溶液和碳酸二甲酯进行混合，混合后加入反应器中进行缩合、闭环反应，连续转化成1，3-二甲基 -2-咪唑啉酮粗液，反应结束后，反应器出口所得1，3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液中乙二醇质量百分含量≤0.5％；
所述乙二醇、一甲胺和碳酸二甲酯三者之间加入的摩尔比为1：2：1.1，所述缩合、闭环反应过程中控制反应温度为120℃、反应压力为1.0MPa、液时空速为8h-1；
3)将步骤2)所得1，3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液经过四级连续精馏提纯，得到合格成品1，3-二甲基-2-咪唑啉酮；
所述四级精馏提纯的具体操作过程为：将反应后所得1，3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液导入第一级精馏塔进行处理，第一级精馏塔为常压塔，主要脱除过量的一甲胺、甲醇及部分水等，脱除的一甲胺导入甲胺吸收罐中进行调整，调整后作为原料循环利用；第一级精馏塔控制塔顶温度为65～70℃，塔釜温度为80～ 95℃；经过第一级精馏塔处理后的物料导入第二级精馏塔进行提纯处理，第二级精馏塔为常压塔(主要脱除过量的碳酸二甲酯及部分水等)，控制塔顶温度为 90～95℃，塔釜温度为99～102℃；经过第二级精馏塔处理后的物料导入第三级精馏塔进一步处理，第三级精馏塔为减压塔(主要脱除1,3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液中的水及少量的一甲胺、碳酸二甲酯、甲醇和其他轻组分)，控制塔顶真空度为-86～-80KPa，塔顶温度为55～60℃，塔釜温度为95～105℃；经过第三级精馏塔处理后的物料导入第四级精馏塔作最终提纯处理，处理后得到产品1,3- 二甲基-2-咪唑啉酮；第四级精馏塔为带有侧线采出的减压塔(主要是通过精制得到高纯的电子级和试剂产品)，控制塔顶真空度为-99～-95KPa，塔顶温度为 108～112℃，塔釜温度为120～125℃，中部进料温度控制为112～117℃，回流与采出比控制为1：1.2；
所述带有侧线采出的减压精馏塔提纯过程中，产品采出由两部分组成，一部分从带有侧线采出的减压塔顶部直接采出，另一部分从该减压塔侧线采出，产品的侧线采出量与顶部采出量的比例控制为1：12；
所述带有侧线采出的减压塔的理论塔板数为55块，侧线采出口在第48理论板，进料口位置在第28理论板。
本实施例所得产品的收率为99.1％，产品的纯度为99.92％；经测定，所得产品中水分含量为30ppm、游离胺含量为2ppm、色度为8Hazen。
实施例5：
本发明1，3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法，所述连续生产方法的详细步骤如下：
1)非均相催化剂的制备：
a、将硝酸镍、硝酸铁、硝酸铝、醋酸锌、硝酸钴和硝酸钼六种物质溶解于去离子水中，配制成浓度为0.7mol/L的溶液A，充分搅拌均匀；将配制的溶液 A升温至62℃，然后加入二氧化硅质量百分含量为18％的硅溶胶乳液，于温度为82℃、28min内滴加完毕；然后加入沉淀剂KHCO3进行搅拌，控制终点pH 值为8.5，将得到的浆料移至微波水热平行合成仪中反应7.5h，将所得反应物依次进行过滤、洗涤和烘焙，烘焙后于800℃条件下煅烧3.0h，煅烧后研磨，得到前驱体颗粒；
所述硝酸镍、硝酸铁、硝酸铝、醋酸锌、硝酸钴和硝酸钼中的Ni、Fe、 Al、Zn、Co和Mo各含量之间的摩尔比为1：0.5：0.9：0.7：0.5：0.9；
b、将硝酸铜、醋酸铋和硝酸钌溶解于去离子水中，配制成1.2mol/L的溶液 B；将步骤a得到的前驱体颗粒浸渍于溶液B中进行等体积浸渍，并搅拌均匀，超声震荡，震荡后进行静置、过滤，将所得滤饼置于干燥箱内，于160℃条件下干燥7h；干燥后所得产物于800℃条件下煅烧3.0h，煅烧后得到非均相催化剂；所得非均相催化剂中各成分的质量百分比组成为Cu 33％、SiO2 8.5％、Bi 3.5％、Ru 1％，余量为载体；
2)将步骤1)所得非均相催化剂装填于固定床反应器中，然后将乙二醇加入反应器中对非均相催化剂进行循环洗涤(乙二醇在反应器内对非均相催化剂洗涤后，从反应器底部排出循环利用)，循环洗涤的时间为10min，控制温度为 70℃，控制压力为0.9MPa；接着将原料乙二醇在加入之前进行预热，预热温度为30℃，将预热后的乙二醇、质量百分浓度为40％的一甲胺水溶液和碳酸二甲酯进行混合，混合后加入反应器中进行缩合、闭环反应，连续转化成1，3-二甲基 -2-咪唑啉酮粗液，反应结束后，反应器出口所得1，3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液中乙二醇质量百分含量≤0.5％；
所述乙二醇、一甲胺和碳酸二甲酯三者之间加入的摩尔比为1：2.2：1.1，所述缩合、闭环反应过程中控制反应温度为160℃、反应压力为0.5MPa、液时空速为3h-1；
3)将步骤2)所得1，3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液经过五级连续精馏提纯，得到合格成品1，3-二甲基-2-咪唑啉酮；
所述五级精馏提纯的具体操作过程为：将反应后所得1，3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液导入第一级精馏塔进行处理，第一级精馏塔为常压塔，主要脱除过量的一甲胺、甲醇及部分水等，脱除的一甲胺导入甲胺吸收罐中进行调整，调整后作为原料循环利用；第一级精馏塔控制塔顶温度为65～70℃，塔釜温度为80～ 95℃；经第一级精馏塔处理后的物料导入第二级精馏塔进行处理，第二级精馏塔为常压塔(主要脱除过量的碳酸二甲酯及部分水等)，控制塔顶温度为90～ 95℃，塔釜温度为99～102℃；经第二级精馏塔处理后的物料导入第三级精馏塔进行处理，第三级精馏塔为减压塔(主要脱除1，3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液中的水及少量的一甲胺、碳酸二甲酯、甲醇和其他轻组分)，控制塔顶真空度为-86～ -80KPa，塔顶温度为55～60℃，塔釜温度为95～105℃；经第三级精馏塔处理后的物料导入第四级精馏塔进行处理，第四级精馏塔为减压塔(主要脱出轻组份)，控制塔顶真空度为-99～-95KPa，塔顶温度为108～112℃，塔釜温度为120～ 125℃；经第四级精馏塔处理后的物料导入第五级精馏塔作最后提纯处理，处理后得到产品1，3-二甲基-2-咪唑啉酮；第五级精馏塔为带有侧线采出的减压塔(主要是通过精制得到高纯的电子级和试剂产品)，控制塔顶真空度为-99～-95KPa，塔顶温度为108～112℃，塔釜温度为120～125℃，中部进料温度控制为112～117℃，回流与采出比控制为1：0.5；所述带有侧线采出的减压精馏塔提纯过程中，产品采出由两部分组成，一部分从带有侧线采出的减压塔顶部直接采出，另一部分从该减压塔侧线采出，产品的侧线采出量与顶部采出量的比例控制为 1：10。
所述第五级精馏塔即带有侧线采出的减压塔的理论塔板数为55块，侧线采出口在第48理论板，进料口位置在第28理论板；采用五级精馏塔提纯过程中，第五级精馏塔顶部采出的产品中，一部分产品直接采出，一部分返回第四级精馏塔的进料口，依次循环进行，采出量与返回量控制为3：1，回流与采出比控制为1：0.5。
在五级精馏提纯过程中，如果物料经三级或四级精馏塔处理后未达到要求，可返回上一级精馏塔进行二次精馏处理。
本实施例所得产品的收率为99.0％，产品的纯度为99.96％；经测定，所得产品中水分含量为40ppm、游离胺含量为2ppm、色度为10Hazen。
实施例6：
本发明1，3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法，所述连续生产方法的详细步骤如下：
1)非均相催化剂的制备：
a、将硝酸镍、硝酸铁、硝酸铝、醋酸锌、硝酸钴和硝酸钼六种物质溶解于去离子水中，配制成浓度为0.9mol/L的溶液A，充分搅拌均匀；将配制的溶液 A升温至68℃，然后加入二氧化硅质量百分含量为22％的硅溶胶乳液，于温度为88℃、22min内滴加完毕；然后加入沉淀剂NaOH进行搅拌，控制终点pH值为8.0，将得到的浆料移至微波水热平行合成仪中反应7.5h，将所得反应物依次进行过滤、洗涤和烘焙，烘焙后于700℃条件下煅烧3.5h，煅烧后研磨，得到前驱体颗粒；
所述硝酸镍、硝酸铁、硝酸铝、醋酸锌、硝酸钴和硝酸钼中的Ni、Fe、 Al、Zn、Co和Mo各含量之间的摩尔比为1：1.0：0.2：0.8：0.1：1.0；
b、将硝酸铜、醋酸铋和硝酸钌溶解于去离子水中，配制成1.8mol/L的溶液 B；将步骤a得到的前驱体颗粒浸渍于溶液B中进行等体积浸渍，并搅拌均匀，超声震荡，震荡后进行静置、过滤，将所得滤饼置于干燥箱内，于130℃条件下干燥8.5h；干燥后所得产物于550℃条件下煅烧4.0h，煅烧后得到非均相催化剂；所得非均相催化剂中各成分的质量百分比组成为Cu 28％、SiO2 9％、Bi 4％、Ru 2％，余量为载体；
2)将步骤1)所得非均相催化剂装填于固定床反应器中，然后将乙二醇加入反应器中对非均相催化剂进行循环洗涤(乙二醇在反应器内对非均相催化剂洗涤后，从反应器底部排出循环利用)，循环洗涤的时间为30min，控制温度为10℃，控制压力为0.8MPa；接着将原料乙二醇在加入之前进行预热，预热温度为70℃，将预热后的乙二醇、质量百分浓度为40％的一甲胺水溶液和碳酸二甲酯进行混合，混合后加入反应器中进行缩合、闭环反应，连续转化成1，3-二甲基 -2-咪唑啉酮粗液，反应结束后，反应器出口所得1，3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液中乙二醇质量百分含量≤0.5％；
所述乙二醇、一甲胺和碳酸二甲酯三者之间加入的摩尔比为1：2：1.2，所述缩合、闭环反应过程中控制反应温度为140℃、反应压力为1.6MPa、液时空速为1h-1；
3)将步骤2)所得1，3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液经过四级连续精馏提纯，得到合格成品1,3-二甲基-2-咪唑啉酮；
所述四级提纯的具体操作过程为：将反应后所得1，3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液导入第一级精馏塔进行处理，第一级精馏塔为常压塔，主要脱除过量的一甲胺、甲醇及部分水等，脱除的一甲胺导入甲胺吸收罐中进行调整，调整后作为原料循环利用；第一级精馏塔控制塔顶温度为65～70℃，塔釜温度为80～95℃；经过第一级精馏塔处理后的物料导入第二级精馏塔进行提纯处理，第二级精馏塔为常压塔(主要脱除过量的碳酸二甲酯及部分水等)，控制塔顶温度为90～ 95℃，塔釜温度为99～102℃；经过第二级精馏塔处理后的物料导入第三级精馏塔进一步处理，第三级精馏塔为减压塔(主要脱除1,3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液中的水及少量的一甲胺、碳酸二甲酯、甲醇和其他轻组分)，控制塔顶真空度为 -86～-80KPa，塔顶温度为55～60℃，塔釜温度为95～105℃；经过第三级精馏塔处理后的物料导入第四级精馏塔作最终提纯处理，处理后得到产品1，3-二甲基 -2-咪唑啉酮；第四级精馏塔为带有侧线采出的减压塔(主要是通过精制得到高纯的电子级和试剂产品)，控制塔顶真空度为-99～-95KPa，塔顶温度为108～ 112℃，塔釜温度为120～125℃，中部进料温度控制为112～117℃，回流与采出比控制为1：1.5；
所述带有侧线采出的减压塔提纯过程中，产品采出由两部分组成，一部分从带有侧线采出的减压塔顶部直接采出，另一部分从该减压塔侧线采出，产品的侧线采出量与顶部采出量的比例控制为1：15；
所述带有侧线采出的减压塔的理论塔板数为55块，侧线采出口在第48理论板，进料口位置在第28理论板。
本实施例所得产品的收率为99.3％，产品的纯度为99.9％；经测定，所得产品中水分含量为35ppm、游离胺含量为2ppm、色度为9Hazen。

Claims (9)

1.一种1,3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法，其特征在于，所述连续生产方法包括以下步骤：
1）非均相催化剂的制备：
a、将硝酸镍、硝酸铁、硝酸铝、醋酸锌、硝酸钴和硝酸钼中至少四种物质溶解于去离子水中，配制成浓度为0.5～1mol/L的溶液A，充分搅拌均匀；将配制的溶液A升温至60～70℃，然后加入二氧化硅质量百分含量为15～25%的硅溶胶乳液，于温度为80～90℃、20～30min内滴加完毕；然后加入沉淀剂进行搅拌，控制终点pH值为8～9，将得到的浆料移至微波水热平行合成仪中反应6～8h，将所得反应物依次进行过滤、洗涤和烘焙，烘焙后于550～800℃条件下煅烧3～4h，煅烧后研磨，得到前驱体颗粒；
所述硝酸镍、硝酸铁、硝酸铝、醋酸锌、硝酸钴和硝酸钼中的Ni、Fe、Al、Zn、Co和Mo各含量之间的摩尔比为1：0.5～1.2：0～0.9：0.7～1.1：0～0.5：0.9～1.5；
b、将硝酸铜、醋酸铋和硝酸钌溶解于去离子水中，配制成浓度为1～2mol/L的溶液B；将步骤a得到的前驱体颗粒浸渍于溶液B中进行等体积浸渍，并搅拌均匀，超声震荡，震荡后进行静置、过滤，将所得滤饼置于干燥箱内，于120～160℃条件下干燥7～9h；干燥后所得产物于550～800℃条件下煅烧3～4h，煅烧后得到非均相催化剂；
2）将步骤1）所得非均相催化剂装填于反应器中，然后将乙二醇加入反应器中对非均相催化剂进行循环洗涤；接着将乙二醇、质量百分浓度为40%的一甲胺水溶液和碳酸二甲酯进行混合，混合后加入反应器中进行缩合、闭环反应，连续转化成1,3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液，反应结束后，反应器出口所得1,3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液中乙二醇质量百分含量≤0.5%；
所述乙二醇、一甲胺和碳酸二甲酯三者之间加入的摩尔比为1：2～2.2：1.0～1.2，所述缩合、闭环反应过程中控制反应温度为120～160℃、反应压力为0.5～2MPa、液时空速为1～10h-1；
3）将所得1,3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液经过四级精馏或五级精馏连续提纯，得到合格成品1,3-二甲基-2-咪唑啉酮。
2.根据权利要求1所述的1,3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法，其特征在于：步骤1）a中所述沉淀剂为Na2CO3、NaHCO3、NaOH、K2CO3、KHCO3、KOH和NH4OH中的任一种。
3.根据权利要求1所述的1,3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法，其特征在于：步骤1）b中所得非均相催化剂中各成分的质量百分比组成为Cu 20～35%、SiO2 5～10%、Bi 1～5%、Ru 0.5～2%，余量为载体。
4.根据权利要求1所述的1,3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法，其特征在于：步骤2）中采用乙二醇对反应器中非均相催化剂进行循环洗涤的时间为10～30min，控制温度为10～80℃，控制压力为0.5～1MPa。
5.根据权利要求1所述的1,3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法，其特征在于：步骤2）中原料乙二醇在加入之前进行预热，预热温度为30～90℃。
6.根据权利要求1所述的1,3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法，其特征在于，步骤3）中所述四级精馏提纯的具体操作过程为：
将所得1,3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液导入第一级精馏塔进行处理，第一级精馏塔为常压塔，控制塔顶温度为65～70℃，塔釜温度为80～95℃；第一级精馏塔处理后所得物料导入第二级精馏塔进行处理，第二级精馏塔为常压塔，控制塔顶温度为90～95℃，塔釜温度为99～102℃；第二级精馏塔处理后的物料导入第三级精馏塔进行处理，第三级精馏塔为减压塔，控制塔顶真空度为-86～-80KPa，塔顶温度为55～60℃，塔釜温度为95～105℃；第三级精馏塔处理后所得物料导入第四级精馏塔进行处理，处理后得到产品1,3-二甲基-2-咪唑啉酮；第四级精馏塔为带有侧线采出的减压塔，控制塔顶真空度为-99～-95KPa，塔顶温度为108～112℃，塔釜温度为120～125℃，中部进料温度控制为112～117℃，回流与采出比控制为1：0.5～1.5；
所述带有侧线采出的减压塔提纯过程中，产品采出由两部分组成，一部分从带有侧线采出的减压塔顶部直接采出，另一部分从该减压塔侧线采出，产品的侧线采出量与顶部采出量的比例控制为1：10～15。
7.根据权利要求1所述的1,3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法，其特征在于，步骤3）中所述五级精馏提纯的具体操作过程为：
将所得1,3-二甲基-2-咪唑啉酮粗液导入第一级精馏塔进行处理，第一级精馏塔为常压塔，控制塔顶温度为65～70℃，塔釜温度为80～95℃；第一级精馏塔处理后所得物料导入第二级精馏塔进行处理，第二级精馏塔为常压塔，控制塔顶温度为90～95℃，塔釜温度为99～102℃；第二级精馏塔处理后所得物料导入第三级精馏塔进行处理，第三级精馏塔为减压塔，控制塔顶真空度为-86～-80KPa，塔顶温度为55～60℃，塔釜温度为95～105℃；第三级精馏塔处理后的物料导入第四级精馏塔进行处理，第四级精馏塔为减压塔，控制塔顶真空度为-99～-95KPa，塔顶温度为108～112℃，塔釜温度为120～125℃；第四级精馏塔处理后的物料导入第五级精馏塔作最后提纯处理，处理后得到产品1,3-二甲基-2-咪唑啉酮；第五级精馏塔为带有侧线采出的减压塔，控制塔顶真空度为-99～-95KPa，塔顶温度为108～112℃，塔釜温度为120～125℃，中部进料温度控制为112～117℃，回流与采出比控制为1：0.5～1.5；
所述带有侧线采出的减压塔提纯过程中，产品采出由两部分组成，一部分从带有侧线采出的减压塔顶部直接采出，另一部分从该减压塔侧线采出，产品的侧线采出量与顶部采出量的比例控制为1：10～15。
8.根据权利要求6或7所述的1,3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法，其特征在于：所述四级精馏提纯过程中与五级精馏提纯过程中所述带有侧线采出的减压塔的理论塔板数均为48～55块，侧线采出口均在第46～53理论板，进料口位置均在第23～28理论板。
9.根据权利要求7所述的1,3-二甲基-2-咪唑啉酮的连续生产方法，其特征在于：采用五级精馏提纯过程中，第五级精馏塔顶部采出的产品中，一部分产品直接采出，一部分返回第四级精馏塔的进料口，依次循环进行，采出量与返回量控制为3～8：1，回流与采出比控制为1：0.5～1.5。
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PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
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Denomination of invention: A continuous production method of 1,3-dimethyl-2-imidazolinone

Effective date of registration: 20230724

Granted publication date: 20210820

Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Puyang branch

Pledgor: MYJ CHEMICAL CO.,LTD.

Registration number: Y2023980049672

CP03 Change of name, title or address
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Address after: 457000 No. 34, west section of Shengli West Road, Hualong District, Puyang City, Henan Province

Patentee after: New Maiqi Materials Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: 457000 No. 34, west section of Shengli West Road, Hualong District, Puyang City, Henan Province

Patentee before: MYJ CHEMICAL CO.,LTD.

Country or region before: China