CN111704556B - 一种微通道连续制备n,n’-乙撑双硬脂酰胺的系统及方法 - Google Patents
一种微通道连续制备n,n’-乙撑双硬脂酰胺的系统及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种微通道反应连续制备N,N’‑乙撑双硬脂酰胺的系统，其包括硬脂酸熔化罐，乙二胺储罐，分别与硬脂酸熔化罐和乙二胺储罐连接的硬脂酸输送计量装置和乙二胺输送计量装置，与所述硬脂酸输送计量装置和乙二胺输送计量装置连接的中和成盐微反应装置，所述中和成盐微反应装置依次和催化脱水装置和喷雾造粒装置连接；所述催化脱水装置与催化剂抗氧剂储罐连接。本发明还提供了一种制备N,N’‑乙撑双硬脂酰胺的方法，本发明利用具有高效传质传热性能的微通道连续反应系统实现N,N’‑乙撑双硬脂酰胺的连续化生产，自动控制水平高，安全性高，生产成本低，产品纯度高质量稳定。
Description
技术领域
本发明属于精细化工技术领域，具体涉及一种微通道连续制备N,N’-乙撑双硬脂酰胺的系统及方法。
背景技术
N,N’-乙撑双硬脂酰胺（简称EBS、EBA）是重要的酰胺类化合物,分子式C38H76N2O2,CAS号110-30-5，白色细小粉状物，熔点140～145℃，常温下不溶于大多数有机溶剂，溶于热的芳香烃和氯代烃溶剂，不溶于水。无毒，对人体无毒副作用。具有较好的化学稳定性和较高的热稳定性，能够显著地改进其它物质的物理性质,其应用范围十分广泛。
用作塑料和橡胶制品中作为润滑剂、抗粘剂、脱模剂、表面处理剂，可以同时起到内润滑和外润滑的双重作用，防止制品和加工设备粘附到一起,使制品易脱模，从而保持外观的细节部分，并能改善制品的表面光泽度，提高制品的质量。
用作造纸行业消泡剂。在制浆造纸过程中是酰胺类消泡剂的主要成分，可用于造纸等行业的中性和碱性水体系,消泡、抑泡能力强，性能优越。
用作拉丝行业润滑剂。在拉制铁丝时，使用EBS可以提高拉丝速度,延长金属模具的寿命，同时提高铁丝表面的光滑度。在粉末冶金模制过程中，以EBS作为金属模具的润滑剂，可减少金属模具的磨损。
在壳型铸造中，把EBS加到树脂和砂的混合物中,可起到润滑的作用。还用作熔点调节剂、电气元件的防腐剂、合成纤维行业抗静电剂等。
EBS的生产方法有以下4种：
1、硬脂酸酯与乙二胺缩合法
以硬脂酸甲酯或乙酯与乙二胺缩合，脱去两分子的醇制得EBS。因其前部需配套酯化，后部需脱醇精制，所以工艺流程长，产品收率低，三废多，能耗高。
2、酰氯化法
用硬脂酸为原料，先将其氯化为硬脂酰氯后，加入乙二胺，脱出氯化氢后，得到EBA产品。该工艺存在氯和氯化氢，对设备材质要求高，“三废”量较大。
3、常压直接合成法
以硬脂酸和乙二胺直接缩合，脱出两分子水得EBS。该工艺优点在于流程短，三废少， 缺点为反应温度较高，需要选择合适的稳定剂和催化剂。
4、加压直接合成法
加压直接合成法是以硬脂酸和乙二胺在温度200℃，压力为1.0MPa以上条件进行反应，对设备要求高。常压直接合成法问世后，此法已被逐步淘汰。
目前，硬脂酸酯与乙二胺缩合法、酰氯化法、加压直接合成法工艺基本没有厂家采用。EBS的主要工业化生产方法是常压直接合成法，以硬脂酸与乙二胺为原料，经中和成盐、催化脱水两步反应制备EBS。国内关于EBS的生产方法专利文献较少。中国专利CN110655475A提出复合掺杂杂多酸盐催化合成乙撑双硬脂酰胺的方法，CN110590589A提出磷钨酸盐催化合成乙撑双硬脂酰胺的方法，以上两个专利共同优点是在于所涉及的催化剂的分子对原料硬脂酸的亲和性好，具有较高的比表面积，适宜的酸强度和较高的表面酸量，对合成乙撑双硬脂酰胺的反应具有优异的催化性能，产物的收率高，色泽浅，纯度高。中国专利CN102964266A公开了一种乙撑双硬脂酰胺高收率的合成工艺，以硬脂酸和乙二胺为反应原料，磷酸和乙酸酐为催化剂，亚硫酸盐为抗氧化剂，优点是工艺简单，反应条件温和，操作方便，收率高，三废少。中国专利CN208512546U公开了一种专用于生产EBS的设备，该实用新型通过电加热管和冷却管调节反应所需的温度且利用显示器实时观察；利用电机搅拌使得内部反应更加充分和快速，通过抽风机将内部水蒸气滤除，提高产品的纯度。
现有国内EBS生产方法区别在于使用催化剂不同，硬脂酸熔化、中和成盐和催化脱水等工序在单釜或多个釜中进行，这些生产方法的都是间歇搅拌釜式生产工艺，存在缺点是：①间歇操作氮气置换频繁，置换效果难以保证，氮气消耗量大；②反应釜传质传热效率低，乙二胺滴加时间长，容易造成局部过热超温超压等危险，安全性低；③间歇操作反应时间长，副反应多，产品质量不稳定，反应釜反复升温降温，热能利用效率低，生产成本高等问题。④自控水平低。
发明内容
本发明的目的在于一种制备N,N’-乙撑双硬脂酰胺的系统及方法，通过本发明的系统和连续生产工艺，缩短生产周期，降低生产成本，提高产品纯度高和质量。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案为：
本发明提供了一种N,N’-乙撑双硬脂酰胺的系统，其包括硬脂酸熔化装置、乙二胺储罐、硬脂酸输送计量装置和乙二胺输送计量装置，所述硬脂酸熔化装置包括两个以上数量的硬脂酸熔化罐，每个硬脂酸熔化罐依次与所述硬脂酸输送计量装置切换连接，所述乙二胺储罐和乙二胺输送计量装置连接，所述硬脂酸输送计量装置和乙二胺输送计量装置均与中和成盐微反应装置连接的，所述中和成盐微反应装置依次和催化脱水装置和喷雾造粒装置连接；所述催化脱水装置与催化剂抗氧剂储罐连接。
进一步地，所述硬脂酸熔化装置包括硬脂酸第一熔化罐和硬脂酸第二熔化罐，所述硬脂酸输送计量装置与硬脂酸第一熔化罐和硬脂酸第二熔化罐中的一个切换连接。
进一步地，所述中和成盐微通道反应装置为连续化微通道反应器；所述中和成盐微通道反应装置的内部通道水力学直径为0.1mm～5.0mm。
进一步地，所述催化脱水装置由一个或一个以上数量的搅拌釜式反应器连接而成，当所述搅拌釜式反应器的数量大于一个时，搅拌釜式反应器之间依次连接。
进一步地，每个所述搅拌釜式反应器内设置有强化搅拌结构件，所述搅拌釜式反应器外周设置有夹套加热装置，所述搅拌釜式反应器的顶部设置有用于收集催化脱水反应生成的水的蒸汽冷凝回收装置。
本发明还提供了一种使用上述系统制备N,N’-乙撑双硬脂酰胺的方法，其包括以下步骤，
（a）将整个系统用氮气置换后，在每个硬脂酸熔化罐中加入硬脂酸并将其熔化，将硬脂酸熔化罐与硬脂酸输送计量装置切换连接使熔化后的硬脂酸输送至硬脂酸输送计量装置；
（b）将步骤（a）熔化后的硬脂酸和乙二胺储罐内储存的乙二胺分别经过硬脂酸输送计量装置和乙二胺输送计量装置精确计量后同时进入中和成盐微反应装置，反应时间为0.1分钟～5.0分钟；
步骤（b）中，同时进入中和成盐微反应装置的有两部分，一部分是步骤（a）熔化后的硬脂酸经过硬脂酸输送计量装置精确计量后进入中和成盐微反应装置，另一部分是乙二胺储罐内储存的乙二胺经过乙二胺输送计量装置精确计量后进入中和成盐微反应装置。
（c）经过步骤（b）成盐后物料通过催化脱水装置脱水生成EBS，脱水时间为1.0分钟～50分钟；
（d）经过步骤（c）脱水后的物料在中喷雾造粒装置喷雾造粒得到成品EBS。 进一步地，步骤（a）中，硬脂酸熔化罐中加入硬脂酸后升温到70～130℃使其熔化；
步骤（b）中，中和成盐微反应装置中，硬脂酸和乙二胺摩尔比为1:0.40～0.70，反应温度100-145℃。
进一步地，催化剂抗氧剂储罐内储存有用于脱水反应的催化剂和抗氧化剂，脱水反应时，所述催化剂和抗氧化剂与催化脱水装置内物料混合进行脱水反应，在催化脱水装置中进行脱水反应时的反应温度150～210℃，脱水时的搅拌转速100r/min～800r/min；
进一步地，所述催化剂选自磷酸、硫酸、醋酸酐、杂多酸中的一种或几种；催化剂用量为步骤（a）硬脂酸质量的0.1%～5.0%；
所述抗氧剂为次磷酸钠、硼氢化钠、硼氢化钾、抗氧剂1010、抗氧剂1076、亚硫酸氢钠、抗氧剂501中的一种或几种；抗氧剂用量是步骤（a）硬脂酸质量的0.1%～1.0%。
进一步地，催化剂用量为步骤（a）硬脂酸质量的0.4%～0.5%；
所述抗氧剂用量是步骤（a）硬脂酸质量的0.4%。
本发明的有益效果是：
1、本发明的系统和方法，极大强化中和成盐过程的传质传热效率，硬脂酸和乙二醇混合效率提高，反应热能及时移出，降低局部过热引起超温超压的风险，缩短乙二醇滴加反应时间，实现温度精确控制，显著提高中和成盐过程的安全性。
2.本发明提供的连续生产工艺，省去反应釜接料打料时间，省去反应釜氮气频繁置换操作，避免了反应釜反复升温降温，自动控制水平高，缩短生产周期，降低生产成本，产品纯度高质量稳定。
附图说明
图1本发明系统的结构示意图。
其中，1硬脂酸第一熔化罐，2硬脂酸第二熔化罐，3乙二胺储罐，4催化剂抗氧剂储罐，5乙二胺输送计量装置，6硬脂酸输送计量装置，7中和成盐微反应装置，8催化脱水装置，9喷雾造粒装置。
具体实施方式
以下结合具体实施例来详细说明本发明的系统和方法。
本发明提供了一种制备N,N’-乙撑双硬脂酰胺的系统，其包括用于将硬脂酸熔化的硬脂酸熔化装置，用于储存乙二胺的乙二胺储罐3，与所述硬脂酸熔化罐连接的硬脂酸输送计量装置6，与乙二胺储罐3连接的乙二胺输送计量装置5，与所述硬脂酸输送计量装置6和乙二胺输送计量装置5同时连接的中和成盐微反应装置7，所述中和成盐微反应装置7依次与催化脱水装置8、喷雾造粒装置9连接；所述催化脱水装置8与催化剂抗氧剂储罐4连接。
所述硬脂酸输送计量装置6用于对硬脂酸熔化罐内输送的硬脂酸进行精确计量。
所述乙二胺输送计量装置5用于将乙二胺储罐3输送的乙二胺进行精确计量。
所述催化剂抗氧剂储罐4中存储有硬脂酸和乙二胺在中和成盐微反应装置中反应所需要的催化剂和抗氧剂。
所述硬脂酸熔化装置包括两个或两个以上数量的硬脂酸熔化罐，所述硬脂酸输送计量装置6与每个硬脂酸熔化罐依次切换连接，因为硬脂酸熔化需要时间，所以为了满足连续化生产，需要设置多个硬脂酸熔化罐。
进一步地，所述硬脂酸熔化装置包括硬脂酸第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2，所述硬脂酸输送计量装置6与硬脂酸第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2中的一个切换连接。一个用来进料，一个用来熔料，交替操作，保证在持续生产的时候硬脂酸熔化装置能够持续供应熔化后的硬脂酸。
乙二胺输送计量装置5与乙二胺储罐3相连。硬脂酸第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2切换循环使用，以保证微反应连续进料。两个硬脂酸熔化罐即第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2切换使用，以保证中和成盐微反应装置7及整个反应系统连续进料。
所述中和成盐微反应装置7为连续化微通道反应器。所述中和成盐微通道反应装置7的内部通道水力学直径为0.1mm～5.0mm。
所述催化脱水装置8由一个或一个以上数量的搅拌釜式反应器连接而成，当所述搅拌釜式反应器的数量大于一个时，搅拌釜式反应器之间依次连接，也就是当所述搅拌釜式反应器的数量大于一个时搅拌釜式反应器之间串联，通过串联的搅拌釜式反应器将中和成盐微反应装置7和喷雾造粒装置9连接。
每个所述釜式反应器内设置有强化搅拌结构件，所述搅拌釜式反应器设置有用于加热的夹套加热装置，所述搅拌釜式反应器的釜顶部设置有用于收集催化脱水反应生成的水的蒸汽冷凝回收装置。
本发明使用时，硬脂酸第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2切换和硬脂酸输送计量装置6连接，硬脂酸输送计量装置6对两个融化罐输送过来的硬脂酸进行精确计量，乙二胺输送计量装置5将乙二胺储罐3输送来的乙二胺进行精确计量，所述硬脂酸输送计量装置6和乙二胺输送计量装置5精确计量后的硬脂酸和乙二胺一同进入到中和成盐微反应装置7，进行反应，反应完成后进入催化脱水装置8进行催化脱水，所述催化脱水装置8通过搅拌釜式反应器的边搅拌边加热，实现脱水，催化脱水装置8中搅拌釜式反应器可以有多个，所以可以进行多次脱水。当催化脱水装置8有一个搅拌釜式反应器时，为进行一级脱水，当催化脱水装置8有依次连接的3个搅拌釜式反应器时，则中和成盐微反应装置7的反应后的产物依次进入每个搅拌釜式反应器进行一级脱水、二级脱水和三级脱水，这样脱水效果更好，反应效率更高。优选地，所述催化脱水装置8有三个依次首尾连接的搅拌釜式反应器，使中和成盐微反应装置7的反应后的产物依次进行三次脱水反应。脱水之后的产物进行在喷雾造粒装置9中进行喷雾造粒。
本发明还提供了使用上述系统制备N,N’-乙撑双硬脂酰胺的方法。
实施例1
本发明提供了使用上述系统制备N,N’-乙撑双硬脂酰胺的方法，其特征在于：其包括以下步骤，
（a）将整个系统中用氮气置换，在硬脂酸熔化罐内通入氮气，氮气经乙二胺储罐3、硬脂酸输送计量装置6、乙二胺输送计量装置5、中和成盐微反应装置7、催化脱水装置8和喷雾造粒装置9，上述装置均用氮气进行了置换直至检测合格，检测方法为从喷雾造粒装置9的进料口取样化验氮气氧含量，氮气氧含量≤1×10-6时为合格。
氮气置换合格后，在每个硬脂酸熔化罐中加入硬脂酸，开始加热，并将其熔化，加热温度为110℃。在乙二胺储罐3内储存乙二胺。将硬脂酸熔化罐与硬脂酸输送计量装置6切换连接使熔化后的硬脂酸输送至硬脂酸输送计量装置6；所述硬脂酸熔化装置包括硬脂酸第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2，所述硬脂酸输送计量装置6与硬脂酸第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2中的一个切换连接。一个用来进料，一个用来熔料，交替操作，保证在持续生产的时候硬脂酸熔化装置能够持续供应熔化后的硬脂酸。
两个硬脂酸熔化罐即第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2切换使用，以保证中和成盐微反应装置7及整个反应系统连续进料。具体地，硬脂酸第一熔化罐硬脂酸熔化后开始进料操作后，硬脂酸第二熔化罐开始投入硬脂酸，升温熔化。待硬脂酸第一熔化罐内硬脂酸接近用完时，切换至硬脂酸第二熔化罐，继续向中和成盐装置7进料，如此循环实现连续进料。所述硬脂酸第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2公用一套硬脂酸输送计量装6。硬脂酸输送计量装置6通过DCS控制系统实现和硬脂酸第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2连接切换使用。当硬脂酸第一熔化罐1内硬脂酸输送到规定投料量后，DCS控制系统自动开启硬脂酸第二熔化罐放料阀门，切断硬脂酸第一熔化罐1放料阀门，硬脂酸第二熔化罐2开始向硬脂酸输送计量装置6进料，硬脂酸第一熔化罐1再次进行投料、熔化操作，如此循环，实现连续进料。
（b）将步骤（a）熔化后的硬脂酸和乙二胺储罐3内储存的乙二胺分别经过硬脂酸输送计量装置6和乙二胺输送计量装置5精确计量后同时进入中和成盐微反应装置7，中和成盐时间反应时间为3分钟。
分别通过硬脂酸输送计量装置6和乙二胺输送计量装置5对硬脂酸和乙二胺进行精确计量，硬脂酸和乙二胺摩尔比为1:0.57，反应温度130℃。反应热通过成盐微反应装置7中的换热系统及时移出。催化剂抗氧剂储罐4内设置有催化剂和抗氧剂，所述催化剂为硫酸；催化剂用量为步骤（a）硬脂酸质量的0.5%。
抗氧剂为硼氢化钠。抗氧剂硼氢化钠用量是硬脂酸质量的0.4%。
（c）经过步骤（b）成盐后物料通过催化脱水装置8脱水生成EBS；催化剂抗氧剂储罐（4）内储存有用于脱水反应的催化剂和抗氧化剂，脱水反应时，所述催化剂和抗氧化剂与催化脱水装置8内物料混合进行脱水反应，在催化脱水装置（8）中进行脱水反应时的反应温度180℃，脱水时的搅拌转速400r/min，脱水反应时间为1min。所述催化脱水装置8由一个或一个以上数量的搅拌釜式反应器连接而成，本实施例中搅拌釜式反应器的数量为三个。
（d）经过步骤（c）脱水后，制得液体EBS。EBS物料在喷雾造粒装置9内冷凝冷却为细微粉末，即得EBS成品。所述喷雾造粒装置9为喷雾造粒塔。
本实施例得到的EBS成品的色度3；EBS酸值5.0mgKOH/g；熔点145℃；胺值2.0mgKOH/g；加热减量0.1%。达到HG/T4784-2014 N，N´-乙撑双硬脂酰胺（EBS）技术要求优等品的质量标准。
实施例2
本发明提供了使用上述系统制备N,N’-乙撑双硬脂酰胺的方法，其特征在于：其包括以下步骤，
（a）将整个系统中用氮气置换，在硬脂酸熔化罐内通入氮气，氮气经乙二胺储罐3、硬脂酸输送计量装置6、乙二胺输送计量装置5、中和成盐微反应装置7、催化脱水装置8和喷雾造粒装置9，上述装置均用氮气进行了置换直至检测合格，检测方法为从喷雾造粒装置9的进料口取样化验氮气氧含量，氮气氧含量≤1×10-6时为合格。
氮气置换合格后，在每个硬脂酸熔化罐中加入硬脂酸，开始加热，并将其熔化，加热温度为70℃。在乙二胺储罐3内储存乙二胺。将硬脂酸熔化罐与硬脂酸输送计量装置6切换连接使熔化后的硬脂酸输送至硬脂酸输送计量装置6；所述硬脂酸熔化装置包括硬脂酸第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2，所述硬脂酸输送计量装置6与硬脂酸第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2中的一个切换连接。一个用来进料，一个用来熔料，交替操作，保证在持续生产的时候硬脂酸熔化装置能够持续供应熔化后的硬脂酸。
两个硬脂酸熔化罐即第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2切换使用，以保证中和成盐微反应装置7及整个反应系统连续进料。具体地，硬脂酸第一熔化罐硬脂酸熔化后开始进料操作后，硬脂酸第二熔化罐开始投入硬脂酸，升温熔化。待硬脂酸第一熔化罐内硬脂酸接近用完时，切换至硬脂酸第二熔化罐，继续向中和成盐装置7进料，如此循环实现连续进料。所述硬脂酸输送计量装置（6）通过控制器分别和第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2连接。
（b）将步骤（a）熔化后的硬脂酸和乙二胺储罐3内储存的乙二胺分别经过硬脂酸输送计量装置6和乙二胺输送计量装置5精确计量后同时进入中和成盐微反应装置7，中和成盐反应时间为0.1分钟。
分别通过硬脂酸输送计量装置6和乙二胺输送计量装置5对硬脂酸和乙二胺进行精确计量，硬脂酸和乙二胺摩尔比为1:0.4，反应温度145℃。反应热通过成盐微反应装置7中的换热系统及时移出。催化剂抗氧剂储罐4内设置有催化剂和抗氧剂，所述催化剂为磷酸；催化剂用量为步骤（a）硬脂酸质量的5%。
抗氧剂为硼氢化钾。抗氧剂硼氢化钾用量是硬脂酸质量的1.0%。
（c）经过步骤（b）成盐后物料通过催化脱水装置8脱水生成EBS；催化剂抗氧剂储罐（4）内储存有用于脱水反应的催化剂和抗氧化剂，脱水反应时，所述催化剂和抗氧化剂与催化脱水装置8内物料混合进行脱水反应，在催化脱水装置（8）中进行脱水反应时的反应温度150℃，脱水时的搅拌转速800r/min，脱水反应时间为30min。所述催化脱水装置8由一个或一个以上数量的搅拌釜式反应器连接而成，本实施例中搅拌釜式反应器的数量为两个，即经过步骤（b）成盐后物料依次经过了两个搅拌釜式反应器进行了两次脱水反应。
（d）经过步骤（c）脱水后，制得液体EBS。EBS物料在喷雾造粒装置9内冷凝冷却为细微粉末，即得EBS成品。所述喷雾造粒装置9为喷雾造粒塔。
本实施例得到的EBS成品的色度3；EBS酸值5.5mgKOH/g；熔点143℃；胺值1.8mgKOH/g；加热减量0.15%。达到HG/T4784-2014 N，N´-乙撑双硬脂酰胺（EBS）技术要求优等品的质量标准。
实施例3
本发明提供了使用上述系统制备N,N’-乙撑双硬脂酰胺的方法，其特征在于：其包括以下步骤，
（a）将整个系统中用氮气置换，在硬脂酸熔化罐内通入氮气，氮气经乙二胺储罐3、硬脂酸输送计量装置6、乙二胺输送计量装置5、中和成盐微反应装置7、催化脱水装置8和喷雾造粒装置9，上述装置均用氮气进行了置换直至检测合格，检测方法为从喷雾造粒装置9的进料口取样化验氮气氧含量，氮气氧含量≤1×10-6时为合格。
氮气置换合格后，在每个硬脂酸熔化罐中加入硬脂酸，开始加热，并将其熔化，加热温度为130℃。在乙二胺储罐3内储存乙二胺。将硬脂酸熔化罐与硬脂酸输送计量装置6切换连接使熔化后的硬脂酸输送至硬脂酸输送计量装置6；所述硬脂酸熔化装置包括硬脂酸第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2，所述硬脂酸输送计量装置6与硬脂酸第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2中的一个切换连接。一个用来进料，一个用来熔料，交替操作，保证在持续生产的时候硬脂酸熔化装置能够持续供应熔化后的硬脂酸。
两个硬脂酸熔化罐即第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2切换使用，以保证中和成盐微反应装置7及整个反应系统连续进料。具体地，硬脂酸第一熔化罐硬脂酸熔化后开始进料操作后，硬脂酸第二熔化罐开始投入硬脂酸，升温熔化。待硬脂酸第一熔化罐内硬脂酸接近用完时，切换至硬脂酸第二熔化罐，继续向中和成盐装置7进料，如此循环实现连续进料。所述硬脂酸输送计量装置6通过控制器分别和第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2连接。
（b）将步骤（a）熔化后的硬脂酸和乙二胺储罐3内储存的乙二胺分别经过硬脂酸输送计量装置6和乙二胺输送计量装置5精确计量后同时进入中和成盐微反应装置7，反应时间为5min。
分别通过硬脂酸输送计量装置6和乙二胺输送计量装置5对硬脂酸和乙二胺进行精确计量，硬脂酸和乙二胺摩尔比为1:0.7，反应温度100℃。反应热通过成盐微反应装置7中的换热系统及时移出。催化剂抗氧剂储罐4内设置有催化剂和抗氧剂，所述催化剂为硫酸和醋酸酐的混合物；催化剂用量为步骤（a）硬脂酸质量的0.45%。
抗氧剂为次磷酸钠和亚硫酸氢钠的混合物。抗氧剂用量是硬脂酸质量的0.1%。
（c）经过步骤（b）成盐后物料通过催化脱水装置8脱水生成EBS；催化剂抗氧剂储罐（4）内储存有用于脱水反应的催化剂和抗氧化剂，脱水反应时，所述催化剂和抗氧化剂与催化脱水装置8内物料混合进行脱水反应，在催化脱水装置（8）中进行脱水反应时的反应温度210℃，脱水时的搅拌转速100r/min，脱水反应时间为50min。所述催化脱水装置8由一个或一个以上数量的搅拌釜式反应器连接而成，本实施例中搅拌釜式反应器的数量为一个。
（d）经过步骤（c）脱水后，制得液体EBS。EBS物料在喷雾造粒装置9内冷凝冷却为细微粉末，即得EBS成品。所述喷雾造粒装置9为喷雾造粒塔。
本实施例得到的EBS成品的色度3；EBS酸值4.0mgKOH/g；熔点143℃；胺值2.3mgKOH/g；加热减量0.15%。达到HG/T4784-2014 N，N´-乙撑双硬脂酰胺（EBS）技术要求优等品的质量标准。
实施例4
本发明提供了使用上述系统制备N,N’-乙撑双硬脂酰胺的方法，其特征在于：其包括以下步骤，
（a）将整个系统中用氮气置换，在硬脂酸熔化罐内通入氮气，氮气经乙二胺储罐3、硬脂酸输送计量装置6、乙二胺输送计量装置5、中和成盐微反应装置7、催化脱水装置8和喷雾造粒装置9，上述装置均用氮气进行了置换直至检测合格，检测方法为从喷雾造粒装置9的进料口取样化验氮气氧含量，氮气氧含量≤1×10-6时为合格。
氮气置换合格后，在每个硬脂酸熔化罐中加入硬脂酸，开始加热，并将其熔化，加热温度为100℃。在乙二胺储罐3内储存乙二胺。将硬脂酸熔化罐与硬脂酸输送计量装置6切换连接使熔化后的硬脂酸输送至硬脂酸输送计量装置6；所述硬脂酸熔化装置包括硬脂酸第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2，所述硬脂酸输送计量装置6与硬脂酸第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2中的一个切换连接。一个用来进料，一个用来熔料，交替操作，保证在持续生产的时候硬脂酸熔化装置能够持续供应熔化后的硬脂酸。
两个硬脂酸熔化罐即第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2切换使用，以保证中和成盐微反应装置7及整个反应系统连续进料。具体地，硬脂酸第一熔化罐硬脂酸熔化后开始进料操作后，硬脂酸第二熔化罐开始投入硬脂酸，升温熔化。待硬脂酸第一熔化罐内硬脂酸接近用完时，切换至硬脂酸第二熔化罐，继续向中和成盐装置7进料，如此循环实现连续进料。所述硬脂酸输送计量装置6通过控制器分别和第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2连接。
（b）将步骤（a）熔化后的硬脂酸和乙二胺储罐3内储存的乙二胺分别经过硬脂酸输送计量装置6和乙二胺输送计量装置5精确计量后同时进入中和成盐微反应装置7，反应时间为3min。
分别通过硬脂酸输送计量装置6和乙二胺输送计量装置5对硬脂酸和乙二胺进行精确计量，硬脂酸和乙二胺摩尔比为1:0.7，反应温度100℃。反应热通过成盐微反应装置7中的换热系统及时移出。催化剂抗氧剂储罐4内设置有催化剂和抗氧剂，所述催化剂为杂多酸；催化剂用量为步骤（a）硬脂酸质量的0.4%。
抗氧剂为抗氧剂1010。抗氧剂用量是硬脂酸质量的0.8%。
（c）经过步骤（b）成盐后物料通过催化脱水装置8脱水生成EB；催化剂抗氧剂储罐4内储存有用于脱水反应的催化剂和抗氧化剂，脱水反应时，所述催化剂和抗氧化剂与催化脱水装置8内物料混合进行脱水反应，在催化脱水装置8中进行脱水反应时的反应温度200℃，脱水时的搅拌转速300r/min，脱水时间为30min。所述催化脱水装置（8）由一个或一个以上数量的搅拌釜式反应器连接而成，本实施例中搅拌釜式反应器的数量为三个。
（d）经过步骤（c）脱水后，制得液体EBS。EBS物料在喷雾造粒装置9内冷凝冷却为细微粉末，即得EBS成品。所述喷雾造粒装置9为喷雾造粒塔。
实施例5
本发明提供了使用上述系统制备N,N’-乙撑双硬脂酰胺的方法，其特征在于：其包括以下步骤，
（a）将整个系统中用氮气置换，在硬脂酸熔化罐内通入氮气，氮气经乙二胺储罐3、硬脂酸输送计量装置6、乙二胺输送计量装置5、中和成盐微反应装置7、催化脱水装置8和喷雾造粒装置9，上述装置均用氮气进行了置换直至检测合格，检测方法为从喷雾造粒装置9的进料口取样化验氮气氧含量，氮气氧含量≤1×10-6时为合格。
氮气置换合格后，在每个硬脂酸熔化罐中加入硬脂酸，开始加热，并将其熔化，加热温度为80℃。在乙二胺储罐3内储存乙二胺。将硬脂酸熔化罐与硬脂酸输送计量装置6切换连接使熔化后的硬脂酸输送至硬脂酸输送计量装置6；所述硬脂酸熔化装置包括硬脂酸第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2，所述硬脂酸输送计量装置6与硬脂酸第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2中的一个切换连接。一个用来进料，一个用来熔料，交替操作，保证在持续生产的时候硬脂酸熔化装置能够持续供应熔化后的硬脂酸。
两个硬脂酸熔化罐即第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2切换使用，以保证中和成盐微反应装置7及整个反应系统连续进料。具体地，硬脂酸第一熔化罐硬脂酸熔化后开始进料操作后，硬脂酸第二熔化罐开始投入硬脂酸，升温熔化。待硬脂酸第一熔化罐内硬脂酸接近用完时，切换至硬脂酸第二熔化罐，继续向中和成盐装置7进料，如此循环实现连续进料。所述硬脂酸输送计量装置6通过控制器分别和第一熔化罐1和硬脂酸第二熔化罐2连接。
（b）将步骤（a）熔化后的硬脂酸和乙二胺储罐3内储存的乙二胺分别经过硬脂酸输送计量装置6和乙二胺输送计量装置5精确计量后同时进入中和成盐微反应装置7，反应时间为1min。
分别通过硬脂酸输送计量装置6和乙二胺输送计量装置5对硬脂酸和乙二胺进行精确计量，硬脂酸和乙二胺摩尔比为1:0.6，反应温度130℃。反应热通过成盐微反应装置7中的换热系统及时移出。催化剂抗氧剂储罐4内设置有催化剂和抗氧剂，所述催化剂为磷酸和硫酸的混合物；催化剂用量为步骤（a）硬脂酸质量的0.2%。
抗氧剂为抗氧剂1076。抗氧剂用量是硬脂酸质量的0.8%。
（c）经过步骤（b）成盐后物料通过催化脱水装置8脱水生成EBS；催化剂抗氧剂储罐4内储存有用于脱水反应的催化剂和抗氧化剂，脱水反应时，所述催化剂和抗氧化剂与催化脱水装置8内物料混合进行脱水反应，在催化脱水装置8中进行脱水反应时的反应温度160℃，脱水时的搅拌转速700r/min，脱水时间为8min。
本实施例中搅拌釜式反应器的数量为二个。
（d）经过步骤（c）脱水后，制得液体EBS。EBS物料在喷雾造粒装置9内冷凝冷却为细微粉末，即得EBS成品。所述喷雾造粒装置9为喷雾造粒塔。
对比例
硬脂酸加入硬脂酸熔化釜，氮气置换合格后，开始加热。乙二胺加入乙二胺计量罐。中和成盐釜用氮气置换合格后预热到130℃。硬脂酸融化温度达110℃后，用氮气压入中和成盐釜，加入催化剂磷酸和抗氧剂次磷酸钠。开始升温。硬脂酸和乙二胺的摩尔比为1:0.57，磷酸添加量是硬脂酸质量的0.5%，次磷酸钠添加量是硬脂酸质量的0.4%。硬脂酸温度达到130℃后开始滴加乙二胺，滴加速度230-240L/h。乙二胺滴加完毕，中和成盐釜温度150℃，保温1.5h，化验酸值合格后用氮气压送到催化脱水釜进行脱水反应。脱水反应温度升温到185℃，保温3.5h。经喷雾造粒得到成品EBS。
本对比例得到的EBS成品的色度3；EBS酸值7.2mgKOH/g；熔点142℃；胺值2.5mgKOH/g；加热减量0.10%。
本发明实施例1-3得到的EBS和对比例得到的EBS的性能如附表1所示，从表
中可以看出，本发明制得的产品质量高且生产周期短。
表1实施例与对比例产品质量、反应时间对照表
Claims (4)
1.一种微通道连续制备N ,N’-乙撑双硬脂酰胺的系统，其特征在于：其包括硬脂酸熔化装置、乙二胺储罐（3）、硬脂酸输送计量装置（6）和乙二胺输送计量装置（5），所述硬脂酸熔化装置包括两个以上数量的硬脂酸熔化罐，每个硬脂酸熔化罐依次与所述硬脂酸输送计量装置（6）切换连接，所述乙二胺储罐（3）和乙二胺输送计量装置（5）连接，所述硬脂酸输送计量装置（6）和乙二胺输送计量装置（5）均与中和成盐微反应装置（7）连接的，所述中和成盐微反应装置（7）依次和催化脱水装置（8）和喷雾造粒装置（9）连接；所述催化脱水装置（8）与催化剂抗氧剂储罐（4）连接；
所述硬脂酸熔化装置包括硬脂酸第一熔化罐（1）和硬脂酸第二熔化罐（2），所述硬脂酸输送计量装置（6）与硬脂酸第一熔化罐（1）和硬脂酸第二熔化罐（2）中的一个切换连接；
所述中和成盐微通道反应装置（7）为连续化微通道反应器；所述中和成盐微通道反应装置（7）的内部通道水力学直径为0.1mm～5.0mm；
所述催化剂抗氧剂储罐（4）内储存有用于脱水反应的催化剂和抗氧化剂，所述抗氧剂为硼氢化钠，所述催化剂为硫酸。
2.根据权利要求1所述的一种微通道连续制备N ,N’-乙撑双硬脂酰胺的系统，其特征在于：所述催化脱水装置（8）由一个以上数量的搅拌釜式反应器连接而成，当所述搅拌釜式反应器的数量大于一个时，搅拌釜式反应器之间依次连接。
3.根据权利要求2所述的一种微通道连续制备N ,N’-乙撑双硬脂酰胺的系统，其特征在于：每个所述搅拌釜式反应器内设置有强化搅拌结构件，所述搅拌釜式反应器内部有盘管、外周设置有夹套加热装置，所述搅拌釜式反应器的顶部设置有用于收集催化脱水反应生成的水的蒸汽冷凝回收装置。
4.使用权利要求1-3任一一种系统制备N ,N’-乙撑双硬脂酰胺的方法，其特征在于：其包括以下步骤，
（a）将整个系统用氮气置换后，在每个硬脂酸熔化罐中加入硬脂酸并将其熔化，将硬脂酸熔化罐与硬脂酸输送计量装置（6）切换连接使熔化后的硬脂酸输送至硬脂酸输送计量装置（6）；
（b）将步骤（a）熔化后的硬脂酸和乙二胺储罐（3）内储存的乙二胺分别经过硬脂酸输送计量装置（6）和乙二胺输送计量装置（5）精确计量后同时进入中和成盐微反应装置（7），反应时间为1分钟；硬脂酸和乙二胺摩尔比为1:0.57，反应温度130℃；
（c）经过步骤（b）成盐后物料通过催化脱水装置（8）脱水生成EBS，脱水时间为1.0分钟～50分钟；
（d）经过步骤（c）脱水后的物料在中喷雾造粒装置（9）喷雾造粒得到成品N ,N’-乙撑双硬脂酰胺EBS；
催化剂抗氧剂储罐（4）内储存有用于脱水反应的催化剂和抗氧化剂，所述催化剂为硫酸；催化剂用量为步骤（a）硬脂酸质量的0.5%，抗氧剂为硼氢化钠，抗氧剂硼氢化钠用量是硬脂酸质量的0.4%；脱水反应时，所述催化剂和抗氧化剂与催化脱水装置（8）内物料混合进行脱水反应，在催化脱水装置（8）中进行脱水反应时的反应温度180℃，脱水时的搅拌转速400r/min，脱水反应时间为1min。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
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| CN107840805A (zh) * | 2017-10-25 | 2018-03-27 | 常州大学 | 一种连续合成n,n‑二乙基间甲基苯甲酰胺的方法 |
| CN108295782A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-07-20 | 青岛科技大学 | 一种微通道反应器及在该微通道反应器内三种乙酰化反应的方法 |
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