CN116082171A - 一种吸水分子筛在制备异丙醇胺中的应用和异丙醇胺的制备方法 - Google Patents

一种吸水分子筛在制备异丙醇胺中的应用和异丙醇胺的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种吸水分子筛在制备异丙醇胺中的应用和异丙醇胺的制备方法;所述吸水分子筛的吸水量为10mg/g至饱和;所述吸水分子筛中分子筛为X型分子筛和/或Y型分子筛。本发明将吸水的X型和/或Y型分子筛催化制备异丙醇胺,提高了反应效率及一异丙醇胺的选择性。本发明采用廉价易得的分子筛和水复合后作为催化剂,无需对分子筛进行复杂的改性处理,避免高能耗脱水处理的同时还能降低催化剂的成本。

Description

一种吸水分子筛在制备异丙醇胺中的应用和异丙醇胺的制备方法
技术领域
本发明属于异丙醇胺的制备技术领域,尤其涉及一种吸水分子筛在制备异丙醇胺中的应用和异丙醇胺的制备方法。
背景技术
异丙醇胺是一种具有氨基和羟基的化合物。根据其结构中羟基的个数可以分为一异丙醇胺(MIPA)、二异丙醇胺(DIPA)、三异丙醇胺(TIPA)。一异丙醇胺主要用于表面活性剂、合成洗涤剂,二异丙醇胺主要用于石油与天然气炼制脱硫剂,三异丙醇胺主要用于水泥外加剂领域。
异丙醇胺是由环氧丙烷和氨合成,根据反应条件可分为常压法、连续高压法、超临界法等,在合成异丙醇胺的过程中,一异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺大多是联产的。专利CN1410416A中,氨与环氧丙烷总投料摩尔比为6-10:1时,一异丙醇胺的选择性为60-62%,二异丙醇胺的选择性为30-32%,三异丙醇胺的选择性在3%左右。近年来,一异丙醇胺下游行业发展迅速,尤其是电子化学品、丙二胺、钛白粉等新领域的开拓带来市场需求的快速增长,一异丙醇胺的价格保持着增长趋势,已高于物料成本更高的二异丙醇胺与三异丙醇胺,因此,在三种产品中提高一异丙醇胺的选择性可提高产品的经济性,也是成为工艺优化的主流方向。
在异丙醇胺的合成中,因水是最廉价的催化剂,早期异丙醇胺的生产直接使用氨水,但反应结束后的脱水过程能耗过高,因此后续研究多通过在苛刻的反应条件下提高氨水的浓度或者开发新型的催化剂来降低脱水阶段的能耗或避免脱水的环节,但使用高浓度的氨水并不能从根本上解决脱水问题,新型的催化剂,如专利CN109748805A中的无粘结剂ZSM-5沸石分子筛(含磷与镧元素)、专利CN110193327A中的金属离子负载改性的钛硅分子筛、专利CN112076780A中的Pb/Au/La-ZSM催化剂等,催化剂的成分以及制备与改性工艺均较为复杂,应用于工业生产成本较高。因此仍需要开发一种低能耗、低成本、操作简单、能够提高一异丙醇胺选择性的适用于工业化生产的制备方法。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种吸水分子筛在制备异丙醇胺中的应用和异丙醇胺的制备方法,吸水分子筛能够高效催化合成异丙醇胺。
本发明提供了一种吸水分子筛在制备异丙醇胺中的应用;
所述吸水分子筛的吸水量为10mg/g至饱和;
所述吸水分子筛中分子筛为X型分子筛和/或Y型分子筛。
在本发明中,所述X型分子筛选自10X型分子筛和13X型分子筛中的至少一种;
所述Y型分子筛选自Ca-Y型分子筛和Na-Y型分子筛中的至少一种。
本发明提供了一种异丙醇胺的制备方法,包括以下步骤:
以吸水分子筛为催化剂,将环氧丙烷和液氨进行反应,得到异丙醇胺;
所述吸水分子筛中分子筛为X型分子筛和/或Y型分子筛。
在本发明中,所述X型分子筛选自10X型分子筛、13X型分子筛中至少一种;
所述Y型分子筛选自Ca-Y型分子筛和Na-Y型分子筛中的至少一种。
在本发明中,所述分子筛的孔径为8~10 Å;
所述吸水分子筛的吸水量为10mg/g至饱和。
在本发明中,所述吸水分子筛按照以下方法制得:
将干燥分子筛浸泡在水中;
或水淋至干燥分子筛的表面;
或将干燥分子筛装入固定床中,通水或蒸汽。
在本发明中,所述环氧丙烷和液氨的摩尔比为1:5~25;
所述反应的温度为90~150℃,反应的压力为6~16MPa。
在本发明中,具体包括:
环氧丙烷和液氨经混合及预热后连续通入固定床反应器中进行反应;
所述固定床反应器的管腔中设有吸水分子筛;
或将吸水分子筛置于反应釜中,氮气置换后,通入环氧丙烷和液氨进行反应。
在本发明中,环氧丙烷和液氨经混合及预热后连续通入固定床反应器中进行反应,具体包括:
环氧丙烷与液氨分别先预热,再混合,然后连续通入固定床反应器中进行反应;
或者环氧丙烷与液氨先混合均匀,再预热,然后连续通入固定床反应器中进行反应;
或者环氧丙烷与液氨经同时混合预热后再连续通入固定床反应器中进行反应。
在本发明中,环氧丙烷和液氨进行反应前,先采用液氨带走吸水分子筛中未稳定吸附的水分。
本发明提供了一种吸水分子筛在制备异丙醇胺中的应用;所述吸水分子筛的吸水量为10mg/g至饱和;所述吸水分子筛中分子筛为X型分子筛和/或Y型分子筛。本发明将吸水的X型和/或Y型分子筛催化制备异丙醇胺,提高了反应效率及一异丙醇胺的选择性。本发明采用廉价易得的分子筛和水复合后作为催化剂,无需对分子筛进行复杂的改性处理,避免高能耗脱水处理的同时还能降低催化剂的成本。
具体实施方式
本发明提供了一种吸水分子筛在制备异丙醇胺中的应用;
所述吸水分子筛的吸水量为10mg/g至饱和;
所述吸水分子筛中分子筛为X型分子筛和/或Y型分子筛。
在本发明中,所述吸水分子筛中分子筛优选选自X型分子筛和/或Y型分子筛;进一步优选地,所述X型分子筛选自10X型分子筛和13X型分子筛中的至少一种;所述Y型分子筛选自Ca-Y型分子筛和Na-Y型分子筛中的至少一种,为降低催化剂的成本,更为优选的,所述分子筛选自10X型分子筛、13X型分子筛中的至少一种。X型分子筛与Y型分子筛属于八面沸石型分子筛,主晶孔为十二元环结构,比表面积均为900~1000m2/g,硅铝比为1~6。上述分子筛为碱金属硅铝酸盐或碱土金属硅铝酸盐,均能商购获得,不含贵金属元素,无需进行复杂的改性处理,吸水后即可用于催化异丙醇胺的合成,廉价易得且使用方便。
在本发明中,干燥的X型与Y型分子筛有催化合成异丙醇胺的作用,且10X型分子筛、13X型分子筛、Ca-Y型分子筛以及Na-Y型分子筛的催化效果较为明显,X型分子筛或Y型分子筛与水结合后用于催化合成异丙醇胺时,反应速率明显提升且产品中一异丙醇胺的选择性有明显提高,说明吸水的X型与Y型分子筛不仅能够用于高效催化合成异丙醇胺,还能够用于提高一异丙醇胺的选择性。
吸水分子筛在异丙醇胺的制备中,分子筛和水共同起到催化的作用,分子筛的吸水量越大,催化效率越高。吸水分子筛的吸水量为10mg/g至饱和,为了进一步提高反应速率,更为优选地,吸水分子筛的吸水量达到饱和,即达到分子筛的最大吸水量。
在本发明中,为提高异丙醇胺产品中一异丙醇胺的选择性,从而提高产品的经济性,作为优选的方案,分子筛的孔径大小为8~10 Å。小孔径的分子筛在异丙醇胺的制备过程中不利于提高反应速率,分子筛的孔径过大或过小均不利于一异丙醇胺的选择性。
在本发明中,为保证分子筛含水量的稳定性,避免反应过程中有水分进入产品异丙醇胺中,作为优选的方案,在环氧丙烷与液氨连续通入装有吸水分子筛的固定床反应器中进行反应之前,先将液氨通入固定床反应器中,带走吸水分子筛中未被稳定吸附的水分。在本发明的一种实施方式中,装有吸水分子筛的固定床反应器,用氮气置换后通入液氨进行置换直至无水分带出。置换用的液氨经干燥或精馏后收集至液氨储罐中,可重复利用不会造成浪费。
本申请中吸水分子筛可用于催化异丙醇胺的合成,因分子筛的吸水能力较强,在其饱和吸水量范围内能够稳定吸附水分子,环氧丙烷与液氨以及经催化生成的异丙醇胺对水的结合能力要小于分子筛与水的结合能力,因此用吸水分子筛催化合成异丙醇胺,既能达到催化反应的目的,又能避免直接使用水做催化剂时异丙醇胺产品中含水而需要进行脱水的操作,避免了因脱水产生的能耗。
本发明提供了一种异丙醇胺的制备方法,包括以下步骤:
以吸水分子筛为催化剂,将环氧丙烷和液氨进行反应,得到异丙醇胺;
所述吸水分子筛中分子筛为X型分子筛和/或Y型分子筛。
在本发明中,所述X型分子筛选自10X型分子筛、13X型分子筛中的至少一种;所述Y型分子筛选自Ca-Y型分子筛和Na-Y型分子筛中的至少一种。所述分子筛的孔径为8~10 Å;所述吸水分子筛的吸水量为10mg/g至饱和。在本发明中,所述吸水分子筛具体为吸水饱和的孔径8Å的10X型分子筛;或吸水饱和的孔径9Å的13X型分子筛;或吸水饱和的孔径10Å的Ca-Y型分子筛;或吸水量1/100的孔径9Å的Na-Y型分子筛;或吸水量1/10的孔径8~9Å的质量比为1:1的10X型分子筛与13X型分子筛的混合物;或吸水量1/5的孔径9~10 Å的质量比为1:1的13X型分子筛与Na-Y型分子筛的混合物;或吸水量1/5的孔径9Å的13X型分子筛;或吸水量1/10的孔径9 Å的 13X型分子筛。
在本发明中,所述吸水分子筛按照以下方法制得:
将干燥分子筛浸泡在水中;
或水淋至干燥分子筛的表面;
或将干燥分子筛装入固定床中,通水或蒸汽。
为获得稳定的吸水分子筛,进一步优选将干燥的分子筛直接浸泡到水中进行吸水或先将干燥分子筛装入固定床中,然后向所述固定床中通入蒸汽令分子筛吸水;更为优选地方式为对干燥分子筛吸水处理的过程中进行换热,控制分子筛吸水过程中的温度为10~80℃,避免分子筛吸水过程中热量累积造成分子筛外层破裂,从而影响催化性能。
在本发明中,所述环氧丙烷和液氨的摩尔比为1:5~25,液氨的用量越大,一异丙醇胺的选择性越高,但回收液氨的能耗也就越高,为获得较高的一异丙醇胺的选择性同时降低回收液氨的能耗,进一步优选环氧丙烷与液氨的摩尔比为1:5~20,更为优选的,环氧丙烷与液氨的摩尔比为1:8~15;具体实施例中,所述环氧丙烷和液氨的摩尔比为1:10;或1:15;或1:8;或1:5;或1:20;或1:12;或1:25。
在本发明中,所述环氧丙烷和液氨反应的温度为90-150℃,升高反应温度有利于提高环氧丙烷与液氨的反应速率,但温度过高易造成高沸点杂质的生成,作为优选的方案,环氧丙烷与液氨在固定床中的反应温度为100~140℃,更为优选的,反应的温度为110~130℃;具体实施例中,环氧丙烷和液氨的反应温度为110℃、120℃、100℃、150℃、130℃、140℃或90℃。在本发明的一种实施方式中,通过在固定床反应器管体外侧的夹套通入换热介质,来控制反应所需的温度。
为保证环氧丙烷与液氨在固定床反应器中能够充分接触反应,固定床反应器的操作压力需要保证不低于反应温度下环氧丙烷与液氨的饱和蒸气压,在本发明中,固定床反应器的操作压力为6~16MPa,优选8~14MPa,更为优选9~13MPa;具体实施例中,固定床反应器的操作压力为9MPa、12MPa、8MPa、16MPa、13MPa、14MPa或6MPa。
本发明优选将环氧丙烷和液氨经混合及预热后连续通入固定床反应器中;具体包括:环氧丙烷与液氨分别先预热,再混合,然后进入固定床反应器中进行反应;或者环氧丙烷与液氨先混合均匀,再预热,然后进入固定床反应器中进行反应;或者环氧丙烷与液氨同时混合预热后再通入固定床反应器中进行反应。
在本发明的一种具体实施方式中,环氧丙烷和液氨分别由进料泵打入换热器中先预热后,再进入混合器中混合,然后进入固定床反应器中;在本发明的另一个具体实施方式中,环氧丙烷和液氨经进料泵打入混合器中先混合均匀,再进入换热器中预热,然后进入固定床反应器中。前述两种具体实施方式中,所述换热器为管式换热器或板式换热器,所述混合器为微混合器或静态混合器。在本发明优选的一种具体实施方式中,环氧丙烷与液氨经进料泵打入带换热的混合器中经同时混合预热后再通入固定反应器中,其中带换热的混合器为带有换热通道的微通道反应器。
本发明使用吸水分子筛催化合成异丙醇胺,可以在反应釜中进行;也可以在固定床反应器中进行;所述固定床反应器的管腔中设有吸水分子筛。具体实施例中,所述固定床反应器的管腔中依次设有塔簧或多孔板;锆珠或石英砂;吸水分子筛;锆珠或石英砂;及塔簧或多孔板。
在本发明的一种实施方式中,将吸水分子筛置于反应釜中,氮气置换后,通入环氧丙烷和液氨进行反应;更具体地,将吸水分子筛置于反应釜中,先用氮气进行置换,然后用液氨置换分子筛中未稳定吸附的水分,置换结束后通入环氧丙烷与液氨进行反应制备异丙醇胺。具体实施例中,反应釜中反应的压力为2MPa,反应的温度为120℃,加料结束后保温反应2h。
在本发明的另一种实施方式中,首先在固定床反应器的管腔中依次装入塔簧或多孔板与锆珠或石英砂垫底,然后装入预先浸润吸水的分子筛,再依次装入锆珠或石英砂与塔簧或多孔板封顶,管腔两端分别用法兰固定,分子筛装填结束先通入氮气进行置换,然后用液氨置换分子筛中未稳定吸附的水分,置换结束后通入环氧丙烷与液氨进行反应制备异丙醇胺。
在本发明的再一种实施方式中,固定床反应器为列管式固定床反应器,首先在固定床的管腔中依次装入塔簧或多孔板与锆珠或石英砂垫底,然后装入干燥的分子筛,再依次装入锆珠或石英砂与塔簧或多孔板封顶,管腔两端分别用法兰固定。分子筛装填结束先通入蒸汽令分子筛吸水,然后使用氮气进行置换,再用液氨置换分子筛中未稳定吸附的水分,置换结束后通入环氧丙烷与液氨进行反应制备异丙醇胺。
本发明将环氧丙烷与液氨连续通入装有吸水分子筛的固定床反应器中进行反应制备异丙醇胺的方式实现了连续反应,多种分子筛吸水方式以及环氧丙烷与液氨两种原料进固定床前的混合预热均操作简单,适用于工业化连续生产。
为了进一步说明本发明,下面结合实施例对本发明提供的一种吸水分子筛在制备异丙醇胺中的应用和异丙醇胺的制备方法进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将干燥的10X型分子筛(孔径8Å)浸泡到水中,搅拌至无气泡冒出,经检测达到饱和吸水量后,取出吸水分子筛,在固定床反应器的管腔中依次装入塔簧、锆珠、吸水分子筛、锆珠、塔簧,管腔两端分别用法兰固定,氮气置换后,通入预热的液氨置换分子筛中未稳定吸附的水分,同时对固定床反应器升温至110℃,并调节固定床的操作压力至9MPa,置换结束后,环氧丙烷与液氨分别由进料泵以3.5kg/h与10.2kg/h的流速(摩尔比1:10)打入换热器中预热,然后经静态混合器混合后进入固定床反应器中进行反应,环氧丙烷转化率100%,制备得到的异丙醇胺中一异丙醇胺的选择性为86.4%。
实施例2
将干燥的13X型分子筛(孔径9Å)浸泡到水中,搅拌至无气泡冒出,经检测达到饱和吸水量后,取出吸水分子筛,在固定床反应器的管腔中依次装入多孔板、锆珠、吸水分子筛、锆珠、多孔板,管腔两端分别用法兰固定,氮气置换后,通入预热的液氨置换分子筛中未稳定吸附的水分,同时对固定床反应器升温至120℃,并调节固定床的操作压力至12MPa,置换结束后,环氧丙烷与液氨分别由进料泵以7.6kg/h与33.4kg/h的流速(摩尔比1:15)打入微通道反应器中混合预热后进入固定床反应器中进行反应,制备得到的异丙醇胺(包括一异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺)的选择性为99.8%,环氧丙烷转化率100%,其中一异丙醇胺的选择性为90.3%。
实施例3
将干燥的Ca-Y型分子筛(孔径10Å)浸泡到水中,搅拌至无气泡冒出,经检测达到饱和吸水量后,取出吸水分子筛,在固定床反应器的管腔中依次装入多孔板、石英砂、吸水分子筛、石英砂、多孔板,管腔两端分别用法兰固定,氮气置换后,通入预热的液氨置换分子筛中未稳定吸附的水分,同时对固定床反应器升温至100℃,并调节固定床的操作压力至8MPa,置换结束后,环氧丙烷与液氨分别由进料泵以3.1kg/h与7.2kg/h的流速(摩尔比1:8)打入微混合器中混合,然后经换热器预热后进入固定床反应器中进行反应,环氧丙烷转化率100%,制备得到的异丙醇胺中一异丙醇胺的选择性为81.1%。
实施例4
取1/100分子筛质量的水均匀淋在Na-Y型分子筛(孔径9Å)上令分子筛充分吸收,在固定床反应器的管腔中依次装入塔簧、锆珠、吸水分子筛、锆珠、塔簧,管腔两端分别用法兰固定,氮气置换后,通入预热的液氨置换分子筛中未稳定吸附的水分,同时对固定床反应器升温至150℃,并调节固定床的操作压力至16MPa,置换结束后,环氧丙烷与液氨分别由进料泵以8.3kg/h与12.2kg/h的流速(摩尔比1:5)打入换热器中预热,然后经静态混合器混合后进入固定床反应器中进行反应,环氧丙烷转化率99.7%,制备得到的异丙醇胺中一异丙醇胺的选择性为75.6%。
实施例5
取1/10分子筛质量的水均匀淋在质量比为1:1的10X型分子筛与13X型分子筛混合的分子筛(孔径8-9Å)上令分子筛充分吸收,在固定床反应器的管腔中依次装入塔簧、锆珠、吸水分子筛、锆珠、塔簧,管腔两端分别用法兰固定,氮气置换后,通入预热的液氨置换分子筛中未稳定吸附的水分,同时对固定床反应器升温至130℃,并调节固定床的操作压力至13MPa,置换结束后,环氧丙烷与液氨分别由进料泵以3kg/h与17.5kg/h的流速(摩尔比1:20)打入换热器中预热,然后经静态混合器混合后进入固定床反应器中进行反应,环氧丙烷转化率100%,制备得到的异丙醇胺中一异丙醇胺的选择性为92.8%。
实施例6
在固定床反应器的管腔中依次装入塔簧、锆珠、质量比为1:1的13X型分子筛与Na-Y型分子筛混合后的分子筛(孔径9-10Å)、锆珠、塔簧,管腔两端分别用法兰固定,然后通入1/5分子筛质量的水,分子筛充分吸水后进行氮气置换,然后通入预热的液氨置换分子筛中未稳定吸附的水分,同时对固定床反应器升温至140℃,并调节固定床的操作压力至14MPa,置换结束后,环氧丙烷与液氨分别由进料泵以9.05kg/h与31.9kg/h的流速(摩尔比1:12)打入换热器中预热,然后经静态混合器混合后进入固定床反应器中进行反应,环氧丙烷转化率100%,制备得到的异丙醇胺中一异丙醇胺的选择性为88.1%。
实施例7
在固定床反应器的管腔中依次装入塔簧、锆珠、13X型分子筛(孔径9Å)、锆珠、塔簧,管腔两端分别用法兰固定,将1/5分子筛质量的水汽化后通入密闭的管腔内,分子筛充分吸水后进行氮气置换,然后通入预热的液氨置换分子筛中未稳定吸附的水分,同时对固定床反应器升温至90℃,并调节固定床的操作压力至6MPa,置换结束后,环氧丙烷与液氨分别由进料泵以2.45kg/h与18kg/h的流速(摩尔比1:25)打入换热器中预热,然后经静态混合器混合后进入固定床反应器中进行反应,环氧丙烷转化率99.8%,制备得到的异丙醇胺中一异丙醇胺的选择性为93.5%。
实施例8
取1/10分子筛质量的水均匀淋在13X型分子筛(孔径9Å)上令分子筛充分吸收,然后将吸水分子筛加入反应釜中,氮气置换后,将反应釜升温至120℃,用预热的液氨置换分子筛中未稳定吸附的水分,然后将环氧丙烷与液氨按摩尔比为1:15的比例经混合及预热后通入反应釜中,加料过程中保持反应釜的压力为2MPa,加料结束后继续搅拌保温反应2h,环氧丙烷转化率99.6%,制备得到的异丙醇胺中一异丙醇胺的选择性为88.2%。
对比例1
在固定床反应器中依次装入塔簧、锆珠、ZSM-5型分子筛(孔径5Å)、锆珠、塔簧,管腔两端分别用法兰固定,氮气置换后,将固定床反应器升温至150℃,并调节固定床的操作压力至16MPa,置换结束后分别以8.3kg/h与12.2kg/h的流速通入经混合及预热后的环氧丙烷与液氨(摩尔比1:5)进行反应,环氧丙烷转化率36.3%,制备得到的异丙醇胺中一异丙醇胺的选择性为41%。
对比例2
在固定床反应器中依次装入塔簧、锆珠、ZSM-5型分子筛(孔径5Å)、锆珠、塔簧,管腔两端分别用法兰固定,将1/5分子筛质量的水汽化后通入密闭的管腔内,分子筛充分吸水后进行氮气置换,然后通入预热的液氨置换分子筛中未稳定吸附的水分,同时对固定床反应器升温至150℃,并调节固定床的操作压力至16MPa,置换结束后,环氧丙烷与液氨分别由进料泵以8.3kg/h与12.2kg/h的流速(摩尔比1:5)打入换热器中预热,然后经静态混合器混合后进入固定床反应器中进行反应,环氧丙烷转化率86%,制备得到的异丙醇胺中一异丙醇胺的选择性为53.3%。
对比例3
在固定床反应器中依次装入塔簧、锆珠、干燥Na-Y型分子筛(孔径9Å)、锆珠、塔簧,管腔两端分别用法兰固定,氮气置换后将固定床反应器升温至150℃,并调节固定床的操作压力至16MPa,然后分别以8.3kg/h与12.2kg/h的流速通入经混合及预热后的环氧丙烷与液氨(摩尔比1:5)进行反应,环氧丙烷转化率62%,制备得到的异丙醇胺中一异丙醇胺的选择性为71.6%。
对比例4
在固定床反应器中依次装入塔簧、锆珠、塔簧,管腔两端分别用法兰固定,氮气置换后将固定床反应器升温至150℃,并调节固定床的操作压力至16MPa,然后分别以8kg/h与12.6kg/h的流速通入经混合及预热后的环氧丙烷与质量浓度为90%的氨水,环氧丙烷与氨水中氨的摩尔比为1:5,进行反应,环氧丙烷转化率82%,制备得到的异丙醇胺中一异丙醇胺的选择性为55%。
由以上实施例可知,本发明提供了一种吸水分子筛在制备异丙醇胺中的应用;所述吸水分子筛的吸水量为10mg/g至饱和;所述吸水分子筛中分子筛为X型分子筛和/或Y型分子筛。本发明将吸水的X型和/或Y型分子筛催化制备异丙醇胺,提高了反应效率及一异丙醇胺的选择性。本发明采用廉价易得的分子筛和水复合后作为催化剂,无需对分子筛进行复杂的改性处理,避免高能耗脱水处理的同时还能降低催化剂的成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种吸水分子筛在制备异丙醇胺中的应用;
所述吸水分子筛的吸水量为10mg/g至饱和;
所述吸水分子筛中分子筛为X型分子筛和/或Y型分子筛。
2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,所述X型分子筛选自10X型分子筛和13X型分子筛中的至少一种;
所述Y型分子筛选自Ca-Y型分子筛和Na-Y型分子筛中的至少一种。
3.一种异丙醇胺的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
以吸水分子筛为催化剂,将环氧丙烷和液氨进行反应,得到异丙醇胺;
所述吸水分子筛中分子筛为X型分子筛和/或Y型分子筛。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述X型分子筛选自10X型分子筛和13X型分子筛中的至少一种;
所述Y型分子筛选自Ca-Y型分子筛和Na-Y型分子筛中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述分子筛的孔径为8~10 Å;
所述吸水分子筛的吸水量为10mg/g至饱和。
6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述吸水分子筛按照以下方法制得:
将干燥分子筛浸泡在水中;
或水淋至干燥分子筛的表面;
或将干燥分子筛装入固定床中,通水或蒸汽。
7.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述环氧丙烷和液氨的摩尔比为1:5~25;
所述反应的温度为90~150℃,反应的压力为6~16MPa。
8.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,具体包括:
环氧丙烷和液氨经混合及预热后连续通入固定床反应器中进行反应;
所述固定床反应器的管腔中设有吸水分子筛;
或将吸水分子筛置于反应釜中,氮气置换后,通入环氧丙烷和液氨进行反应。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,环氧丙烷和液氨经混合及预热后连续通入固定床反应器中进行反应,具体包括:
环氧丙烷与液氨分别先预热,再混合,然后连续通入固定床反应器中进行反应;
或者环氧丙烷与液氨先混合均匀,再预热,然后连续通入固定床反应器中进行反应;
或者环氧丙烷与液氨同时混合预热后再连续通入固定床反应器中进行反应。
10.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,环氧丙烷和液氨进行反应前,先采用液氨带走吸水分子筛中未稳定吸附的水分。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105348118A (zh) * 2015-09-29 2016-02-24 浙江精功新材料技术有限公司 一种利用固定床管式反应器生产异丙醇胺的方法
CN112939792A (zh) * 2020-12-31 2021-06-11 江苏仁爱建材科技开发有限公司 一种高纯度三链烷醇胺的制备方法
CN114315612A (zh) * 2021-12-27 2022-04-12 万华化学集团股份有限公司 一种连续化生产异丙醇胺的工艺
US20220401933A1 (en) * 2019-11-20 2022-12-22 Basf Se Zeolite catalyzed process for the amination of propylene oxide

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105348118A (zh) * 2015-09-29 2016-02-24 浙江精功新材料技术有限公司 一种利用固定床管式反应器生产异丙醇胺的方法
US20220401933A1 (en) * 2019-11-20 2022-12-22 Basf Se Zeolite catalyzed process for the amination of propylene oxide
CN112939792A (zh) * 2020-12-31 2021-06-11 江苏仁爱建材科技开发有限公司 一种高纯度三链烷醇胺的制备方法
CN114315612A (zh) * 2021-12-27 2022-04-12 万华化学集团股份有限公司 一种连续化生产异丙醇胺的工艺

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
肖晓辉: "N-甲基乙醇胺系列产品的合成及工艺开发研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》, no. 05, pages 22 - 23 *
郭玉娟: "非均相催化合成异丙醇胺工艺研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》, no. 03, pages 3 *

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