本发明专利技术一种采用回路反应器合成1，8‑二氮杂二环十一碳‑7‑烯的方法中，采用回路反应器技术进行氰基加氢，传质传热效率更高，降低了反应压力和温度，配合含碳担载镍合金催化剂，减少仲胺和叔胺的生成，提高了收率；采用回路反应器技术进行环化脱水，实现了连续反应；三步反应采用同一种溶剂，提高了生产效率，减少溶剂损失和能耗；总收率达到82%以上。
【技术实现步骤摘要】
一种采用回路反应器合成1，8-二氮杂二环十一碳-7-烯的方法
：本专利技术属于合成化学工程
，特别涉及了一种采用回路反应器合成1，8-二氮杂二环十一碳-7-烯的方法。
技术介绍
：1，8-二氮杂二环十一碳-7-烯（以下简称DBU）是拥有超强碱性的有机胺，在医疗、医药行业，电子材料行业和建筑行业广泛应用。DBU自1966年由日本三洋化成工业公司美国阿伯特实验室共同开发研究之后，七十年代初已有工业产品出售于市场。采用的路线是以己内酰胺-丙烯腈为原料，第一步加成反应，以甲苯作溶剂，以无机碱（KOH或NaOH）作催化剂，己内酰胺和丙烯腈反应，产物CEC蒸馏回收溶剂后进入下一步；第二步加氢反应，CEC以甲醇和液氨为溶剂，雷尼镍作催化剂，釜式加氢，压力9~11Mpa，温度100~120℃，反应产物APC蒸馏回收溶剂后进入下一步；第三步环合反应，APC以二甲苯为溶剂，对甲苯磺酸作催化剂，环化脱水得到DBU粗品，再精馏得到最终产品。该工艺路线，每步采用不同溶剂，需多次回收溶剂，加氢采用雷尼镍催化剂和常规加氢釜，压力和温度高，安全性差，间歇反应，DBU总收率只有52~74%。气－液－固等多相反应技术广泛应用于化工行业的有机中间体生产。多相反应中反应物的充分混合，有利于强化传质和传热，加快反应进程，抑制副反应的产生，进而有效地降低生产成本。传统的搅拌反应器存在使用的搅拌桨转速有限、能量损失大、气液两相间接触不佳、传热传质效果差及密封不严等问题，制约了该类型反应器的进一步发展。
技术实现思路
：本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提出一种操作简便，成本低，安全性好、收率高的1，8-二氮杂二环十一碳-7-烯合成新方法。本专利技术的一种采用回路反应器合成1，8-二氮杂二环十一碳-7-烯的方法是通过如下技术方案实现的，一种采用回路反应器合成1，8-二氮杂二环十一碳-7-烯的方法，其特征在于它包括如下步骤：步骤一加成：以己内酰胺和丙烯腈为原料，在沸点130~160℃芳烃溶剂中，以KOH或NaOH为催化剂，反应生成加成产物N-(β-氰基乙基)-ε-己内酰胺(CEC)，即在己内酰胺中加入20wt~60wt%的芳烃溶剂，加入0.3wt%~0.8wt%的NaOH或KOH做催化剂，温度50~80℃下滴加丙烯腈，丙烯腈用量为己内酰胺的1~1.2倍，滴加完后反应2~10h，得到加成产物CEC；步骤二加氢：在环路反应器I中，加成产物和含碳单载镍合金催化剂在氢气气氛下，反应生成加氢产物N-(3-氨基丙基)-ε-己内酰胺(APC)，即将步骤一中制得的加成产物CEC连续定量泵入回路反应器釜中，启动物料循环泵使物料在系统内循环，将含碳单载镍合金催化剂和溶剂在催化剂配制釜中配制成浆料，通过压力送入主环路，开启NH3管线阀门，通入一定量的NH3后，通过热交换器对物料进行加热，当达到起始反应温度后，开启H2管线阀门并控制反应釜压力恒定，H2被文丘里喷射器所产生的负压所吸入，气固液充分混合、反应，未反应的气体通过气液平衡管回到反应器顶部入口和新鲜气体共同被文丘里喷射器再次吸入继续用于反应，反应液体则被循环泵吸走，通过换热器后回到文丘里喷射器入口，当反应产物APC检测合格后，控制循环量和出料比例，通过动态错流过滤器将清液送至缓冲罐，定期切换备用过滤器反冲去除失效催化剂并通过催化剂配置釜补充新的催化剂；步骤三环化：在环路反应器II中，加氢产物和催化剂在溶剂中环化脱水生成环化产物，精馏得到最终产物1，8-二氮杂二环十一碳-7-烯，即将步骤二中产物APC连续定量通过泵打入回路反应器II釜中，同时将配好的溶剂和催化剂按比例打入回路反应器II，启动物料循环泵使物料在系统内循环，通过文丘里喷射器高速喷射，在工作喷嘴处形成负压，将保护气N2气吸入整个系统保持微正压，通过热交换器对物料进行加热，反应液在系统主环路内循环，不凝气相在副环路内循环，经过冷凝器冷凝后，液相分层，水排除体系，有机相回到反应器，不凝气体继续通过文丘里喷射器回到反应器，过程中不断排除水分，直到检测合格后，控制循环量和出料比例，将物料采出去精馏，得到最终产品1，8-二氮杂二环十一碳-7-烯。上述步骤一中沸点130~160℃的芳香烃溶剂是乙苯、正丙苯、异丙苯、混合二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯中的一种。上述步骤二中加氢反应的催化剂为含碳担载镍合金催化剂，引入少量铬和铁作助催化剂，其通式为aNi/bAl2O3/c/Cr/dFe/eC,式中a、b、c、d和e为相应组成的质量含量分数，a=60~80，b=10~33，c=1~3，d=4~6，e=2~8。催化剂的添加量为加成产物的0.1~0.5%wt/wt。上述步骤二中回路反应器压力为1.5~3Mpa，温度为70~90℃。上述步骤二中循环量与出料比例为5~30：1。上述步骤三中环化反应的催化剂添加量为环化产物的0.1~0.3%wt/wt。上述步骤三中环化反应溶剂的添加量为环化产物的50~200%wt/wt。上述步骤三中回路反应器压力0.02~0.05Mpa，温度150~180℃。上述步骤三中循环量与采出比例为6~40：1。相比其他类型的反应器，回路反应器不使用传统反应器的夹套或者蛇形管传热方法。回路反应器设有外置的独立热交换器，换热面积不会受到限制，传热能效更大。同时，循环泵输入功率大，能够使单位体积的原料得到很高功率输入，并且没有机械传动，能量损失小，能源利用率高。另外高压搅拌釜内没有运动部件，密封性能良好，可以用于高压反应生产，且不设挡板和搅拌桨，长径比不受其限制。反应器中高速液体的剪切作用使气体破碎成非常小的气泡，产生了很大的气液接触比表面积，提高了单位功耗下的传质速率。本专利技术一种采用回路反应器合成1，8-二氮杂二环十一碳-7-烯的方法中，采用回路反应器技术进行氰基加氢，传质传热效率更高，降低了反应压力和温度，配合含碳担载镍合金催化剂，减少仲胺和叔胺的生成，提高了收率；采用回路反应器技术进行环化脱水，实现了连续反应；三步反应采用同一种溶剂，提高了生产效率，减少溶剂损失和能耗；总收率达到82%以上。本专利技术相比现有技术具有如下优点：（1）加氢用回路反应器替代传统釜式，催化剂用量大幅减少，催化剂寿命和使用次数大幅增加，同时采用动态错流过滤器分离催化剂和产品，实现了连续操作，传质效率高，安全可控性强；（2）环化用回路反应器替代传统釜式，利用伯努利原理，回路反应器产生的负压可吸入反应器上方的气体，N2的加入使得系统保持微正压，防止物料在高温下氧化，并形成一个大流量的循环气路，因而不需要另设压缩机、泵、或其他气体泵送设备。安装了冷凝器之后，可有效地连续地移除气相中的副产物（水），这个特征进一步增强了回路反应器的效率，在反应过程中移除副产物使得化学反应平衡向有利于生成产物方向移动；（3）加氢催化剂采用含碳担载镍合金催化剂替代传统雷尼镍催化剂，活性更高，成本更低，选择性更高；（4）加成、加氢和环化三步反应采用同一种溶剂，中间产物不需回本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种采用回路反应器合成1，8-二氮杂二环十一碳-7-烯的方法，其特征在于它包括如下步骤：/n
【技术特征摘要】
1.一种采用回路反应器合成1，8-二氮杂二环十一碳-7-烯的方法，其特征在于它包括如下步骤：
步骤一：以己内酰胺和丙烯腈为原料，在沸点130~160℃芳烃溶剂中，以KOH或NaOH为催化剂，反应生成加成产物N-(β-氰基乙基)-ε-己内酰胺(CEC)，即在己内酰胺中加入20wt~60wt%的芳烃溶剂，加入0.3wt%~0.8wt%的NaOH或KOH做催化剂，温度50~80℃下滴加丙烯腈，丙烯腈用量为己内酰胺的1~1.2倍，滴加完后反应2~10h，得到加成产物CEC；
步骤二：在环路反应器I中，加成产物和含碳单载镍合金催化剂在氢气气氛下，反应生成加氢产物N-(3-氨基丙基)-ε-己内酰胺(APC)，即将步骤一中制得的加成产物CEC连续定量泵入回路反应器釜中，启动物料循环泵使物料在系统内循环，将含碳单载镍合金催化剂和溶剂在催化剂配制釜中配制成浆料，通过压力送入主环路，开启NH3管线阀门，通入一定量的NH3后，通过热交换器对物料进行加热，当达到起始反应温度后，开启H2管线阀门并控制反应釜压力恒定，H2被文丘里喷射器所产生的负压所吸入，气固液充分混合、反应，未反应的气体通过气液平衡管回到反应器顶部入口和新鲜气体共同被文丘里喷射器再次吸入继续用于反应，反应液体则被循环泵吸走，通过换热器后回到文丘里喷射器入口，当反应产物APC检测合格后，控制循环量和出料比例，通过动态错流过滤器将清液送至缓冲罐，定期切换备用过滤器反冲去除失效催化剂并通过催化剂配置釜补充新的催化剂；
步骤三：在环路反应器II中，加氢产物和催化剂在溶剂中环化脱水生成环化产物，精馏得到最终产物1，8-二氮杂二环十一碳-7-烯，即将步骤二中产物APC连续定量通过泵打入回路反应器II釜中，同时将配好的溶剂和催化剂按比例打入回路反应器II，启动物料循环泵使物料在系统内循环，通过文丘里喷射器高速喷射，在工作喷嘴处形成负压，将保护气N2气吸入整个系统保持微正压，通过热交换器对物料进行加热，反应液在系统主环路内循环，不凝气相在副环路内循环，经过冷凝器冷凝后，液相分层，水排除体系，有机相回到反应器，不凝气体继续通过文丘里喷射器回到反应器，过程中不断排除水分，...
【专利技术属性】
技术研发人员：倪平，李沈巍，
申请(专利权)人：山东中科新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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