2,5-二甲基哌嗪裂解生产异丙醇胺和1,2-丙二胺的方法技术

本发明专利技术属于有机合成技术领域，具体的涉及一种2,5

【技术实现步骤摘要】
2,5
‑
二甲基哌嗪裂解生产异丙醇胺和1,2
‑
丙二胺的方法


[0001]本专利技术属于有机合成
，具体的涉及一种2,5
‑
二甲基哌嗪裂解生产异丙醇胺和1,2
‑
丙二胺的方法。

技术介绍

[0002]1,2
‑
丙二胺是一种具有广泛用途的有机化工中间体和原料，在医药、农药、有机合成、润滑油防锈剂、环氧树脂固化促进剂、氨纶和改性虫胶涂料等领域有重要应用，其衍生物还能作为橡胶、涂料、原料、螯合剂和选矿剂等使用，以及生产1,2
‑
丙二胺四乙酸作为抗癌药丙亚胺的中间体。
[0003]由于异丙醇胺对环境及人体的危害较小，逐渐成为发达国家极力推崇和鼓励发展的一种绿色化工产品。异丙醇胺被用于合成纺织助剂(整理剂、防静电剂、染色助剂、渗透剂)、乳化剂(用于切削油、涂料、杀虫剂)、擦光剂、鞣革剂、增塑剂等；还用作溶剂型氯丁胶黏剂2402树脂与活性氧化镁预反应的非水催化剂。同时，异丙醇胺也是制备1,2
‑
丙二胺的重要原料之一。
[0004]专利CN 201110449743.3公开了一种1,2
‑
丙二胺的生产工艺，将异丙醇胺、催化剂加入到1升压力反应釜中，用氮气置换压力反应釜中空气三次；然后加入氨，异丙醇胺和氨的摩尔比为1:1.2
‑
1.3，搅拌下加热到150
‑
155℃；通入氢气使压力达到8
‑
12MPa，且用氢气保持该压力反应4
‑
5小时；反应结束后，冷却反应液至室温，放空、用氮气赶走反应釜中的氢气；过滤反应液回收催化剂、滤液经常压精馏得1,2
‑
丙二胺成品；所述催化剂为NiO、CoO和CuO的混合物，催化剂载体为Al2O3，催化剂的重量百分比为NiO10％、CoO10％、CuO5％，催化剂的用量为异丙醇胺重量的2
‑
3％。
[0005]而在上述反应过程中，作为原料的异丙醇胺会和产物1,2
‑
丙二胺结合，产生大量的副产物2,5
‑
二甲基哌嗪，影响收率，作为副产的2,5
‑
二甲基哌嗪，售价低，经济效益不足。
[0006]专利CN111925341A中公开了一种哌嗪的制备方法，是以二乙醇胺在Co
‑
Ni
‑
Mo/Al2O3催化剂的作用下，进行连续式气固相反应，制得哌嗪。然而此类催化剂在实验室被证明不能用于2,5
‑
二甲基哌嗪的裂解。
[0007]如何将作为副产的2,5
‑
二甲基哌嗪再利用，成为科研工作者们研究的热点和难点。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是：提供一种2,5
‑
二甲基哌嗪裂解生产异丙醇胺和1,2
‑
丙二胺的方法；该方法提高了2,5
‑
二甲基哌嗪的经济价值，且反应条件易于控制，制备得到的异丙醇胺和1,2
‑
丙二胺的纯度及收率高。
[0009]本专利技术所述的2,5
‑
二甲基哌嗪裂解生产异丙醇胺和1,2
‑
丙二胺的方法，2,5
‑
二甲基哌嗪在Co
‑
Ni
‑
Pd/Al2O3催化剂作用下，进行接触裂解反应，制得异丙醇胺和1,2
‑
丙二胺的混合物，再通过蒸馏分离得到纯净的异丙醇胺和1,2
‑
丙二胺。
[0010]所述的Co
‑
Ni
‑
Pd/Al2O3催化剂，按照金属氧化物重量计，CoO为催化剂重量的1
‑
3％，NiO为催化剂重量的1
‑
3％，PdO为催化剂重量的1
‑
4％。
[0011]所述的Co
‑
Ni
‑
Pd/Al2O3的孔容为0.4
‑
0.6ml/g，比表面积为250
‑
350m2/g。
[0012]优选的，本专利技术所述的2,5
‑
二甲基哌嗪裂解生产异丙醇胺和1,2
‑
丙二胺的方法，由以下步骤组成：
[0013](1)将2,5
‑
二甲基哌嗪通入反应系统的汽化器中，通过氨与水的混合气加热气化后，在反应器中与Co
‑
Ni
‑
Pd/Al2O3催化剂进行接触裂解反应；
[0014](2)将步骤(1)反应得到的产物冷凝后，进入蒸馏分离系统，得到纯净的异丙醇胺和1,2
‑
丙二胺。
[0015]其中：
[0016]步骤(1)中所述的氨与水的混合气的温度为300
‑
400℃。
[0017]步骤(1)中所述的氨气与水蒸汽的体积比是1:3～1:4。
[0018]步骤(1)中所述的接触裂解反应的压力为15
‑
20个大气压，反应时间为40
‑
70min。
[0019]所述的未反应的2,5
‑
二甲基哌嗪进入汽化器参与下一次循环。
[0020]步骤(2)中所述的蒸汽进冷凝器，冷凝到50
‑
70℃进入蒸馏分离系统，冷媒为水。
[0021]所述的Co
‑
Ni
‑
Pd/Al2O3催化剂的制备方法，由以下步骤组成：
[0022](1)向氢氧化铝中加入氢氧化钠溶液混合均匀，加入硝酸进行中和，然后进行老化、过滤、洗涤，经滚球成型、干燥、焙烧，制备得到直径3
‑
5mm的球形氧化铝载体；
[0023](2)将Co、Ni、Pd的硝酸盐溶液按特定比例混合制成催化剂浸渍液，对氧化铝载体进行预浸渍，得到湿球载体，干燥后进行焙烧；
[0024](3)将步骤(2)制备得到的催化剂前驱体进行冷却后，再次用步骤(2)中制备的催化剂浸渍液进行浸渍，取出后经干燥、焙烧制备得到Co
‑
Ni
‑
Pd/Al2O3催化剂。
[0025]其中：
[0026]步骤(1)中涉及的反应方程式为：
[0027]NaOH+Al(OH)3＝NaAlO2+H2O
[0028]NaAlO2+H2O+HNO3＝Al(OH)3↓
+NaNO3。
[0029]步骤(1)中所述的加入氢氧化钠溶液混合2
‑
4h，加入硝酸中和20
‑
50min。
[0030]步骤(1)中所述的老化温度为60
‑
90℃，老化时间为4
‑
6h；然后用水洗涤。
[0031]步骤(1)中所述的干燥温度为90
‑
130℃，干燥时间为4
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种2,5
‑
二甲基哌嗪裂解生产异丙醇胺和1,2
‑
丙二胺的方法，其特征在于：2,5
‑
二甲基哌嗪在Co
‑
Ni
‑
Pd/Al2O3催化剂作用下，进行接触裂解反应，制得异丙醇胺和1,2
‑
丙二胺的混合物，再通过蒸馏分离得到纯净的异丙醇胺和1,2
‑
丙二胺。2.根据权利要求1所述的2,5
‑
二甲基哌嗪裂解生产异丙醇胺和1,2
‑
丙二胺的方法，其特征在于：所述的Co
‑
Ni
‑
Pd/Al2O3催化剂，按照金属氧化物重量计，CoO为催化剂重量的1
‑
3％，NiO为催化剂重量的1
‑
3％，PdO为催化剂重量的1
‑
4％。3.根据权利要求1所述的2,5
‑
二甲基哌嗪裂解生产异丙醇胺和1,2
‑
丙二胺的方法，其特征在于：所述的Co
‑
Ni
‑
Pd/Al2O3的孔容为0.4
‑
0.6ml/g，比表面积为250
‑
350m2/g。4.根据权利要求1所述的2,5
‑
二甲基哌嗪裂解生产异丙醇胺和1,2
‑
丙二胺的方法，其特征在于：由以下步骤组成：(1)将2,5
‑
二甲基哌嗪通入反应系统的汽化器中，通过氨与水的混合气加热气化后，在反应器中与Co
‑
Ni
‑
Pd/Al2O3催化剂进行接触裂解反应；(2)将步骤(1)反应得到的产物冷凝后，进入蒸馏分离系统，得到纯净的异丙醇胺和1,2
‑
丙二胺。5.根据权利要求4所述的2,5
‑
二甲基哌嗪裂解生产异丙醇胺和1,2
‑
丙二胺的方法，其特征在于：步骤(1)中所述的氨与水的混合气的温度为300
‑
400℃；步骤(1)中所述的氨气与水蒸汽的体积比是1:3～1:4；步骤(1)中所述的接触裂解反应的压力为15
‑
20个大气压，反应时间为40
‑
70min。6.根据权利要求4所述的2,5
‑
二甲基哌嗪裂解生产异丙醇胺和1,2
‑
丙二胺的方法，其特征在于：所述的Co
‑
Ni
‑
Pd/A...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国华，郭文杰，曹振力，
申请(专利权)人：山东达民化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：