一种多元醇胺的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种多元醇胺的制备方法，属于有机化工技术领域，包括如下步骤：在设计设备上，连续流动的二氯丙烷与分步加入的醇胺在固体催化剂上进行反应，合成多元醇胺。本发明专利技术提供了一种二氯丙烷深加工方法，解决了二氯丙烷其它应用途径污染环境的难题，所使用催化剂可以再生及重复使用，属于绿色化工工艺；本发明专利技术提供一种多元醇胺制备方法，条件温和，运行成本低，生产效率高，多元醇胺官能度调节灵活，适合工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种多元醇胺的制备方法
本专利技术涉及一种多元醇胺的制备方法，属于有机化工

技术介绍
氯醇法生产环氧氯丙烷过程中副产大量二氯丙烷。二氯丙烷进行氨化反应，经过中和、浓缩、脱盐、精馏等过程获得产品丙二胺；氨化反应压力高，危险性大，后处理过程产生大量废水污染环境。在催化剂作用下，二氯丙烷在490℃空气流中进行氯化反应生成四氯化碳与四氯乙烯；二氯丙烷还可以高温分解制取3-氯丙烯和1-氯丙烯；该氯化和分解反应条件苛刻，设备要求高。二氯丙烷水解制取丙二醇，该过程产品收率低，副产大量工业盐，同时产生大量工业废水。目前，国内各环氧丙烷生产厂家都还没有找到二氯丙烷这种副产物有效的利用途径，为了更进一步的提高氯醇法生产环氧丙烷的综合效益，降低环氧丙烷产品的原料消耗，合理处理利用副产二氯丙烷，是一项急待开发的技术研究课题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种多元醇胺的制备方法，采用二氯丙烷连续进料，醇胺分步加入反应操作，在三段催化作用后，真空抽提低沸点组分后获得纯净产品。本专利技术以二氯丙烷与醇胺为原料，在催化作用下，进行取代反应。反应式如下：式中R1，R2为CH3-，CH3CH2-，CH3CH2CH2-，CH3CH2CH2CH2-，中的一种或者几种；R1与R2相同或不同。产物的羟基数量可以调节。本专利技术提供的多元醇胺合成方法反应条件温和，操作成本低，产品收率高，为综合利用二氯丙烷开辟了新途径，本专利技术工艺环保，催化剂可以再生循环使用，适合工业化生产。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种多元醇胺的制备方法，包括如下步骤：步骤一：催化剂制备将颗粒椰壳活性炭焙烧、碱洗、酸洗，然后干燥，之后将颗粒椰壳活性炭，碱或碱性氧化物，以及稀土元素混合均匀放在坩埚内，置于氮气氛围马沸炉中，使得碱、稀土元素熔融渗透进入活性炭孔道与碳层间，与颗粒椰壳活性炭表面基团相互作用，形成均一固相，过筛后装入催化剂填充柱，备用；步骤二：工艺路径二氯丙烷与醇胺计量后加入1#高位槽，二氯丙烷与醇胺形成的均一溶液从1#催化柱底部进入1#催化柱，在催化剂作用下进行反应后，从1#催化柱顶部离开1#催化柱进入2#高位槽，在2#高位槽中与计量加入的醇胺充分混合；再从2#催化柱底部进入2#催化柱，在催化剂催化作用后，从2#催化柱顶部离开2#催化柱进入3#高位槽，在3#高位槽中再与加入的醇胺混合；再从3#催化柱底部进入3#催化柱，在催化剂作用下进行催化反应后，从3#催化柱顶部离开3#催化柱进入产物槽；产物槽在真空系统带动下，脱出低沸点组分后获得最终产物。在步骤一中，椰壳活性炭在氮气氛围250～350℃中焙烧3～6h，冷却后用1～10mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液浸渍1～10h，过滤后蒸馏水洗涤2～6次，110～150℃干燥3～12h后，再用1～10mol/L的硝酸水溶液浸渍1～12h，然后将过滤后的椰壳活性炭用蒸馏水洗涤2～6次，110～150℃干燥3～12h。在步骤一中，将焙烧、碱洗、酸洗、干燥处理后椰壳活性炭，氢氧化钠或者氢氧化钾，以及硝酸镧或者硝酸铯，置于马沸炉，在氮气氛围中250～550℃焙烧，使得碱、稀土元素与椰壳活性炭表面的基团通过化学键结合，获得固体碱催化剂，装入催化柱中，备用。在步骤二中，还设有如下步骤：醇胺与二氯丙烷按照摩尔比1:1～10计量后加入1#高位槽，在1#高位槽中混合形成均一溶液后，从1#a或1#b催化柱底部进入1#a或1#b催化柱，或者同时进入1#a与1#b催化柱，在催化剂作用下进行催化反应后，从1#催化柱顶部离开进入2#高位槽，在2#高位槽中从1#催化柱顶部离开的物料与计量加入的醇胺充分混合，醇胺与1#高位槽原始加入的二氯丙烷摩尔比为1:1～10；在重力作用下，2#高位槽中混合均匀的溶液从2#催化柱底部进入2#a或2#b催化柱，或者2#a与2#b催化柱，在催化剂催化作用后，从2#催化柱顶部离开进入3#高位槽；在3#高位槽中从2#催化柱顶部离开的物料与计量加入的醇胺充分混合，醇胺与1#高位槽初始加入的二氯丙烷摩尔比为1:1～10；在重力作用下，3#高位槽中混合均匀的溶液从3#催化柱底部进入3#a或3#b催化柱，或者3#a与3#b催化柱，在催化剂催化反应后，从3#催化柱顶部离开3#催化柱进入产物槽；产物槽液位在三分之二至四分之三时，液位触发启动真空系统，脱出低沸点组分后获得产物；其中，1#催化柱包括并联设置的1#a、1#b催化柱；2#催化柱包括并联设置的2#a、2#b催化柱；3#催化柱包括并联设置的3#a、3#b催化柱。所述二氯丙烷为1,2-二氯丙烷，或者1,3-二氯丙烷，或者1,2-二氯丙烷与1,3-二氯丙烷混合溶液。所述醇胺为或者其中R1，R2为CH3-，CH3CH2-，CH3CH2CH2-，CH3CH2CH2CH2-，R1与R2相同或不同。所制备催化剂在使用后可再生，再生后循环使用。在步骤二中，1#高位槽，醇胺与二氯丙烷按照摩尔比1:1～10计量后加入，优选摩尔比1:2～6，混合形成均一溶液后，按照流量500～1500mL/min流速，在重力作用下从催化柱底部进入1#a或1#b催化柱，或者1#a与1#b催化柱，优选进入1#a或1#b催化柱，在45～80℃催化柱内进行催化反应；反应体系从催化柱顶部离开反应柱进入2#高位槽，与计量加入的醇胺充分混合，醇胺与1#高位槽加入二氯丙烷摩尔比为1:1～10，优选摩尔比1:2～6；在重力作用下，混合均匀的溶液从2#催化柱底部进入2#a或2#b催化柱，或者2#a与2#b催化柱，优选进入1#a或1#b催化柱，在2#催化柱内55～90℃完成催化作用后，反应体系从催化柱顶部离开反应柱进入3#高位槽。在3#高位槽计量加入的醇胺充分混合，醇胺与1#高位槽加入二氯丙烷摩尔比为1:1～10，优选摩尔比1:2～6，；混合均匀的溶液在重力作用下，从3#催化柱底部进入3#a或3#b催化柱，或者3#a与3#b催化柱，优选进入3#a或3#b催化柱，在3#催化柱内65～100℃催化反应，反应体系从催化柱顶部离开反应柱进入产物槽；产物槽液位到达四分之三时，液位触发启动真空系统，自动关闭产品槽进料阀与产品出口阀，脱出低沸点组分后，关闭真空系统，打开出口阀获得产物。在步骤二中，催化剂a柱与b柱并联，可以任意切换；在a柱催化剂再生的时候，打开b柱连接管路阀门后，关闭a柱连接管路阀门，对a柱催化剂进行再生处理以恢复催化剂活性；整个体系可以实现连续化生产；反之，亦然。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果是：成功制备了具有低温催化功能的固体超强碱，催化剂兼具布朗斯特碱与路易斯碱中心，通过微量水分的调节，实现催化剂表面布朗斯特碱与路易斯碱的转换，不同碱中心协同作用下，使得催化剂具有低温高活性。二氯丙烷与醇胺在催化剂碱中心温和进行反应制备多元醇胺，产品收率高；催化剂可以再生以及循环使用，反应体系对环境没有污染，反应工艺绿色环保。附图说明图1为本专利技术的多元醇胺制备路径示意图；图2为多元醇胺制备装置图；图3为多元醇胺发泡性能示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明。根据图2，醇胺与二氯丙烷按照比例计量后加入1#高位槽，混合形成均一溶液后，在液体的重力作用下，从1#催化柱底部进入1#催化柱，在催化剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多元醇胺的制备方法，包括如下步骤：步骤一：催化剂制备将颗粒椰壳活性炭焙烧、碱洗、酸洗，然后干燥，之后将颗粒椰壳活性炭，碱或碱性氧化物，以及稀土元素混合均匀放在坩埚内，置于氮气氛围马沸炉中，使得碱、稀土元素熔融渗透进入活性炭孔道与碳层间，与颗粒椰壳活性炭表面基团相互作用，形成均一固相，过筛后装入催化剂填充柱，备用；步骤二：工艺路径二氯丙烷与醇胺计量后加入1#高位槽，二氯丙烷与醇胺形成的均一溶液在重力作用下从1#催化柱底部进入1#催化柱，在催化剂作用下进行反应后，从1#催化柱顶部离开1#催化柱进入2#高位槽，在2#高位槽中与计量加入的醇胺充分混合；再从2#催化柱底部进入2#催化柱，在催化剂催化作用后，从2#催化柱顶部离开2#催化柱进入3#高位槽，在3#高位槽中再与加入的醇胺混合；再从3#催化柱底部进入3#催化柱，在催化剂作用下进行催化反应后，从3#催化柱顶部离开3#催化柱进入产物槽；产物槽在真空系统带动下，脱出低沸点组分后获得最终产物。

【技术特征摘要】
1.一种多元醇胺的制备方法，包括如下步骤：步骤一：催化剂制备将颗粒椰壳活性炭焙烧、碱洗、酸洗，然后干燥，之后将颗粒椰壳活性炭，碱或碱性氧化物，以及稀土元素混合均匀放在坩埚内，置于氮气氛围马沸炉中，使得碱、稀土元素熔融渗透进入活性炭孔道与碳层间，与颗粒椰壳活性炭表面基团相互作用，形成均一固相，过筛后装入催化剂填充柱，备用；步骤二：工艺路径二氯丙烷与醇胺计量后加入1#高位槽，二氯丙烷与醇胺形成的均一溶液在重力作用下从1#催化柱底部进入1#催化柱，在催化剂作用下进行反应后，从1#催化柱顶部离开1#催化柱进入2#高位槽，在2#高位槽中与计量加入的醇胺充分混合；再从2#催化柱底部进入2#催化柱，在催化剂催化作用后，从2#催化柱顶部离开2#催化柱进入3#高位槽，在3#高位槽中再与加入的醇胺混合；再从3#催化柱底部进入3#催化柱，在催化剂作用下进行催化反应后，从3#催化柱顶部离开3#催化柱进入产物槽；产物槽在真空系统带动下，脱出低沸点组分后获得最终产物。2.根据权利要求1所述的一种多元醇胺的制备方法，其特征在于，在步骤一中，椰壳活性炭在氮气氛围250～350℃中焙烧3～6h，冷却后用1～10mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液浸渍1～10h，过滤后蒸馏水洗涤2～6次，110～150℃干燥3～12h后，再用1～10mol/L的硝酸水溶液浸渍1～12h，然后将过滤后的椰壳活性炭用蒸馏水洗涤2～6次，110～150℃干燥3～12h。3.根据权利要求2所述的一种多元醇胺的制备方法，其特征在于，在步骤一中，将焙烧、碱洗、酸洗、干燥处理后椰壳活性炭，氢氧化钠或者氢氧化钾，以及硝酸镧或者硝酸铯，置于马沸炉，在氮气氛围中250～550℃焙烧，使得碱、稀土元素与椰壳活性炭表面的基团通过化学键结合，获得固体碱催化剂，装入催化柱中，备用。4.根据权利要求1所述的一种多元醇胺的制备方法，其特征在于，在步骤二中，还设有如下步骤：醇胺与二氯丙烷按照摩尔比...

【专利技术属性】
技术研发人员：于清跃，朱新宝，黎松，于荟，孙飞，
申请(专利权)人：南京科技职业学院，南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32