《一種由二甘醇低壓法合成二甘醇胺的方法》是安徽昊源化工集團有限公司於2014年9月2日申請的發明專利，該專利申請號為2014104427398，公布號為CN104262173A，專利公布日為2015年1月7日，發明人是鄭高潮、凡殿才、吳珍漢、張浩、王衛峰、高明林，該發明涉及一種已知化合物的合成方法。
《一種由二甘醇低壓法合成二甘醇胺的方法》在反應投料前先用氮氣置換反應器內的空氣，然後將預熱的氫氣持續通入反應器內，使反應器內的催化劑溫度升至180-240℃、反應器內的壓力升至1.60-1.75兆帕；將液氨汽化後與氫氣混合得到混合氣並預熱；將二甘醇和軟水混合得到混合液並預熱；將預熱後的混合氣與預熱後的混合液送入反應器中，在催化劑的存在下於1.60-1.75兆帕、180-240℃下進行氣液相催化氨化反應，得到粗產物，製得的粗產物冷卻後經氣液分離器分離氣體和液體，液體即為粗二甘醇胺。該發明製得的粗二甘醇胺中的二甘醇胺含量高，二甘醇轉化率高達85％以上，二甘醇胺收率70％以上。
2017年6月22日，《一種由二甘醇低壓法合成二甘醇胺的方法》獲得安徽省第五屆專利獎金獎。
（概述圖為《一種由二甘醇低壓法合成二甘醇胺的方法》的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種由二甘醇低壓法合成二甘醇胺的方法
- 公布號：CN104262173A
- 公布日：2015年1月7日
- 申請號：2014104427398
- 申請日：2014年9月2日
- 申請人：安徽昊源化工集團有限公司
- 地址：安徽省阜陽市潁東區阜康路1號
- 發明人：鄭高潮、凡殿才、吳珍漢、張浩、王衛峰、高明林
- 代理機構：安徽省合肥新安專利代理有限責任公司
- 代理人：喬恆婷
- Int.Cl.：C07C213/02(2006.01)I、C07C217/08(2006.01)I
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
二甘醇胺，又稱2-（2-氨基乙氧基）乙醇，分子式C4H11NO2，為無色糖漿狀液體，是一種重要的溶劑和有機原料，能與水溶解，能溶解芳烴和吸收酸性氣體（H2S和CO2）。二甘醇胺主要用作酸性氣體的吸收劑、表面活性劑和潤濕劑、脫硫劑，也可用作聚合物的原料，在金屬、電子、醫藥等行業用途廣泛。
截至2014年9月，在中國已有技術下還沒有一種能用二甘醇、液氨、氫氣和軟水為原料合成二甘醇胺的工業化生產工藝方法，只有在實驗室製取二甘醇胺的報導，但其收率低，副產物多且難分離，不能用於工業化生產。
二甘醇胺可由二甘醇與氨在催化劑存在的條件下發生催化氨化反應得到，反應過程如下：
主反應：
副反應：
此外由於二甘醇的結構，在反應中能生產副產物N-甲基嗎啉、N-乙基嗎啉，以及甲烷等，總之在二甘醇催化氨化製備二甘醇胺過程中，反應條件的控制是非常關鍵的。
從以上副反應中不難發現：
1、二甘醇胺的合成過程中副產物生成的多，不易脫除；
2、以二甘醇和液氨為原料，低壓氨化法合成二甘醇胺的技術，反應涉及多步催化過程，原料配比和反應條件的變化，對反應過程影響較大。
發明內容
專利目的
《一種由二甘醇低壓法合成二甘醇胺的方法》旨在提供一種由二甘醇低壓法合成二甘醇胺的方法，使二甘醇胺產品在中國國內能夠工業化生產，填補中國國內空白，打破國外技術壟斷。
技術方案
《一種由二甘醇低壓法合成二甘醇胺的方法》具體過程如下：
1、在反應投料前，先用氮氣置換反應器內的空氣，然後將預熱的氫氣持續通入反應器內，使反應器內的催化劑溫度升至180-240℃、反應器內的壓力升至1.60-1.75兆帕；
2、將液氨汽化後與氫氣混合得到混合氣，將所述混合氣預熱至240-280℃；
3、將二甘醇和軟水混合得到混合液，將所述混合液預熱至230-280℃；
4、將步驟2預熱後的混合氣與步驟3預熱後的混合液送入步驟1的反應器中，在催化劑的存在下於1.60-1.75兆帕、180-240℃下進行氣液相催化氨化反應（反應為連續反應），得到粗產物，製得的粗產物冷卻後經氣液分離器分離氣體和液體，氣體主要成分為氫氣和氨，可以循環使用；液體為粗二甘醇胺，粗二甘醇胺中二甘醇胺的含量約35％，隨後送入分離精製系統。由於副反應少，精製後的二甘醇胺純度≥99％。
二甘醇、液氨與軟水的摩爾比為1:5:5。
所述催化劑為銅鎳催化劑，生產1噸二甘醇胺需要消耗催化劑0.003立方米。
在催化氨化過程中氫氣未參加反應，其作用為維持系統壓力。
改善效果
《一種由二甘醇低壓法合成二甘醇胺的方法》製得的粗二甘醇胺中的二甘醇胺含量高，二甘醇轉化率高達85％以上，二甘醇胺收率70％以上；設備及催化劑均為中國國產化，可實現工業化生產。由於副反應少，該發明方法製備得到的粗二甘醇胺經分離精製後可得到純度99％以上的二甘醇胺產品。
附圖說明
圖1是《一種由二甘醇低壓法合成二甘醇胺的方法》的工藝流程示意圖。
圖中，1液氨儲罐，2液氨緩衝罐，3液氨氣化器，4二甘醇儲罐，5二甘醇緩衝罐，6軟水儲罐，7軟水緩衝罐，8二甘醇和軟水混合器，9加熱器，10熱交換器，11蒸汽加熱器，12電加熱器，13反應器，14冷凝器，15冷卻器，16氣液分離器，17循環氣罐，18循環氣緩衝罐，19循環氣壓縮機，20循環氣副線閥門，21粗二甘醇胺儲罐，22壓力表，23是測溫儀，24流量計，25計量泵。
權利要求
《一種由二甘醇低壓法合成二甘醇胺的方法》其特徵在於包括以下步驟：
- 在反應投料前，先用氮氣置換反應器內的空氣，然後將預熱的氫氣持續通入反應器內，使反應器內的催化劑溫度升至180-240℃、反應器內的壓力升至1.60-1.75兆帕；
- 將液氨汽化後與氫氣混合得到混合氣，將所述混合氣預熱至240-280℃；
- 將二甘醇和軟水混合得到混合液，將所述混合液預熱至230-280℃；
- 將步驟2）預熱後的混合氣與步驟3）預熱後的混合液送入反應器中，在催化劑的存在下於1.60-1.75兆帕、180-240℃下進行氣液相催化氨化反應，得到粗產物，製得的粗產物冷卻後經氣液分離器分離氣體和液體，液體即為粗二甘醇胺，隨後送入分離精製系統；
所述催化劑為銅鎳催化劑；二甘醇、液氨與軟水的摩爾比為1:5:5。
實施方式
如圖1所示，在反應投料前，先用氮氣置換反應器13內的空氣，然後將預熱的氫氣持續通入反應器13內，使反應器13內的催化劑升溫至180-240℃、反應器13升壓至1.60-1.75兆帕，當催化劑溫度、塔內壓力升至反應溫度、壓力時，停止氫氣循環。
液氨儲罐1中的液氨經計量泵25泵入液氨緩衝罐2緩衝後，用流量計24精確計量後進入液氨氣化器3，氣化後出來的氣氨與用流量計24精確計量後的來自循環氣罐18的循環氫氣混合後，進入熱交換器10，與反應器13出來的粗產物進行熱交換，換熱預熱後的混合氣體進入蒸汽加熱器11加熱，再進入電加熱器12加熱至240-280℃，隨後進入反應器13參與反應。進入反應器13前的混合氣溫度由測溫儀23測定。
由二甘醇儲罐4中的二甘醇經計量泵25泵入二甘醇緩衝罐5，二甘醇緩衝罐5底部出來的二甘醇經流量計24精確計量後進入混合器8；軟水儲罐6中的軟水經計量泵25泵入軟水緩衝罐7，軟水緩衝罐7底部出來的軟水經流量計24精確計量後進入混合器8，軟水與二甘醇在混合器8中充分混合，混合器8底部出來的混合物料在加熱器9中用蒸汽加熱到230-280℃後，進入反應器13參與反應。進入反應器13前的混合物料溫度由測溫儀23測定，依據工藝需求進行調整。
原料摩爾比控制在二甘醇:液氨:軟水＝1:5:5，由流量計24精確計量控制。反應器13內物料的反應溫度由測溫儀23測定，反應器13內反應壓力由壓力表22測定，反應器13內的反應溫度控制在180-240℃之間，壓力控制在1.60-1.75兆帕之間，並根據工藝需要進行調節。來自電加熱器12的混合氣體與來自加熱器9的混合物料在反應器13中，在銅鎳催化劑的作用下進行氣液相催化氨化反應，生成粗二甘醇胺。從反應器13底部出來的粗二甘醇胺在熱交換器10內，與來自液氨氣化器3和循環氣罐18中的混合氣換熱降溫後，然後經冷凝器14、冷卻器15冷卻至40℃以下後進入氣液分離器16分離。氣液分離器16底部出來的粗二甘醇胺進入粗二甘醇胺儲罐20，之後送至分離精製系統。進入氣液分離器16前的粗二甘醇胺溫度由測溫儀23測定，依據工藝需求進行調整。氣液分離器16頂部出來的氣體，進入循環氣罐17，根據工藝需求，一部分循環氣放空至變壓吸附提氫回收利用，一部分經循環機19加壓後，進入循環氣緩衝罐18與補充的新鮮氫氣混合，循環利用。
在生產過程中，調節循環氣副線閥門20的開度，以滿足生產需求。
榮譽表彰
2017年6月22日，《一種由二甘醇低壓法合成二甘醇胺的方法》獲得安徽省第五屆專利獎金獎。
