一种聚醚胺的连续化生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种聚醚胺的连续化生产工艺，属于有机化合物技术领域。
【背景技术】
[0002] 聚醚胺是由聚氧丙烯醇和液氨在高温高压的条件下，两端羟基胺化而得。市场上 经常将其作为固化剂使用，当聚醚胺作为柔性胺固化剂加入环氧树脂中时，其自身固有的 结构使树脂体系呈现刚性出固化网络与柔性固化网络结构，增加环氧树脂的柔韧性及断裂 伸长率，而且又能维持环氧树脂本身固有的耐热性能，大大地提高了环氧树脂的粘结性、力 学、电绝缘等性能，被广泛应用于国防领域。当作为RIM聚氨酯固化剂时，聚醚胺的加入能延 长其固化时间，使固化产品更加柔软而富有弹性，而且较一般的多胺类固化剂而言更为环 保，广泛被用于汽车内饰材料。作聚氨酯油漆涂料应用时，聚醚胺的加入能改善涂层的柔韧 性，使其表面更有光泽度，色泽更加牢固。在纺织印染方面，聚醚胺能改善尼龙纤维材料抗 静电、吸湿透气性能，但又不影响其力学强度，使其改良后的织物更具有平滑的手感。
[0003] 目前，国内报道的专利大都是采用间歇法制备聚醚胺，CN1546550A公开了在雷尼 镍合金属催化剂作用下，通过间歇式反应釜反应制备聚醚胺，其反应温度为180~280°C，反 应压力为13.0~21.OMPaXN101982482公开了在非晶态合金催化剂的作用下，通过间歇反 应釜，用聚醚多元醇合成聚醚胺，其催化剂主要成分为镍40~50%，铝40~50%，助催化剂 为此、1^、(>、]\111中的一种或几种，其含量不超过10%，聚醚多元醇的加入量为液氨加入量的 3~10倍。反应压力3~7MPa，反应温度200°C，反应条件苛刻。
[0004] 基于此，做出本申请。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有聚醚胺合成中存在的上述问题，本发明提供一种聚醚胺的连续化生 产工艺。
[0006] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
[0007] -种聚醚胺的连续化生产工艺，以聚氧丙烯醇、液氨、氢气为原料，原料通过物料 栗连续化送入装有催化剂并已经升温至150~190°C的管式反应器中进行反应，反应压力通 过不断循环的氢气保持在4~8.OMpa范围内，氢气在整个工艺过程中无需添加，循环利用； 反应完毕后，经两次精馏后收集得到聚醚胺，多余的氢气和液氨回收反复利用。
[0008] 进一步的，作为优选：
[0009] 所述的催化剂以γ -AI2O3为载体，其活性组分质量比为:镍5~15%、钴5~10%、铼 2~10%、钼1~5%、镧1~5%中的任意三种或三种以上的组合。
[0010] 所述的聚氧丙稀醇的进料速率(mol/min)与液氨的进料速率(mol/min)之比为1:3 ~10〇
[0011] 所述的催化剂活性组分质量比为:镍8.5%、钴6.5%、铼3.0%。
[0012] 本申请的工作原理及有益效果如下：
[0013] (1)本发明采用连续进料、出料，聚氧丙烯醇和液氨在管式反应器中停留的时间很 短，副反应少，产品稳定性高，生产效率提高，催化剂的磨损程度大大降低，提高催化剂的使 用寿命，整个生产工艺路线为连续化进行;与间歇釜式高压加氢工艺相比，具有操作安全性 高，过程控制简单，单位投资产能大收益高且工艺路线清洁合理符合绿色环保理念，符合绿 色环保的生产理念。
[0014] (2)本发明连续化制备聚醚胺的生产工艺，以分子量为200~3000的聚氧丙烯醇为 原料，在氢气、液氨以及催化剂的存在条件下加热反应:物料通过物料栗连续化送入装有催 化剂并已经升温至150~190°C的列管式反应器中，氢气在体系中不断循环使压力保持在4 ~8. OMpa范围内，产物经过两次精馏后收集得到聚醚胺，多余的液氨回收反复利用，工艺路 线清洁合理。
[0015] ⑶本申请中的催化剂是以γ-Al2O3为载体，活性组分质量比为:镍5~15%、钴5~ 10%、铼2~10%、钼1~5%、镧1~5%三种或三种以上，催化剂的制备工艺简单，成本低廉； 同时，本申请中，氢气和液氨均在体系中只需补充反应消耗的量，大部分可反复套用，生产 工艺清洁合理，符合绿色环保理念。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明中胺醚连续化合成工艺流程示意图；
[0017] 图2为本发明连续化生产胺醚产品工艺流程图。
[0018] 图中标号：1.液氨储罐;2.聚氧丙烯醇储罐;3.计量栗一;4.计量栗二;5.预热器； 6.管式反应器;7.精馏塔一;8.热交换器一;9.缓冲罐一 ；10.加热器;11.输送栗；12.缓冲罐 二；13.精馏塔二；14.热交换器二；15.缓冲罐三；16.冷凝设备；17.产品输送栗；18.产品储 罐。
【具体实施方式】
[0019] 实施例1
[0020] 采用连续化制备聚醚胺的生产工艺，结合图1和图2,液氨和聚氧丙烯醇分别通过 液氨储罐1、聚氧丙烯醇储罐2供应，经计量栗一 3、计量栗二4计量后，经预热器5的蒸汽预热 后，送入管式反应器6中，管式反应器6中填装有催化剂，控制聚氧丙烯醇储罐2和液氨储罐1 的进料速率摩尔比1:3~1:10，同时氢气不断循环维持体系压力在4.0~8. OMPa，反应温度 150~190°C，待催化反应完毕后，中间产物经产物在精馏塔一7、精馏塔二13处依次完成两 次精馏后，经冷凝设备16完成减压脱水和过滤后，经产品输送栗17将合成的聚醚胺送入产 品储罐18中，反应氛围中的氢气通过缓冲罐一9、加热器10、输送栗11、缓冲罐二12回收循环 再利用，液氨则通过交换二14、缓冲罐三15分离回收循环再利用。
[0021] 该催化剂以Y-Al2O3为载体，其活性成本主要包括:镍5~15%、钴5~10%、铼2~ 10%、钼1~5%、镧1~5%三种或三种以上;所用原料为分子量为200~3000的聚氧丙烯醇、 液氨、氢气，，具体工艺参数条件和效果见表1。
[0022] 表1不同催化体系对制备胺醚工艺的影响
[0025] 由表1可以看出，制备胺醚的工艺中，催化剂体系为镍8.5 %钴6.5 %铼3.0 %的聚 醚胺的胺化率最高，而其它体系的催化剂虽然效果略弱于镍8.5 %钴6.5%铼3.0 %的催化 剂体系，但均能实现90%胺化率的聚醚胺合成。
[0026] 实施例2
[0027] 本实施例与实施例1的设置和工作原理相同，区别在于:不同进料速率工艺条件下 制备聚醚胺1000效果见表2。
[0028] 表2不同进料速率对胺醚工艺的影响
[0031]由表2可以看出：随着液氨的进料速率的增加，胺化率也随至增加，但当速率之比 达到1:6后，胺化率基本维持在97%，故聚醚胺(M= 1000)的工艺中聚醚和液氨的进料速率 之比优选为1: 6。
[0032] 实施例3
[0033] 本实施例与实施例1的设置和工作原理相同，区别在于:不同反应温度工艺条件下 制备聚醚胺2000效果见表3。
[0034] 表3不同反应温度对胺醚工艺的影响
[0036] 由表3可以看出：随着温度的升高，胺化率也升高，温度升高至180°C后胺化率达到 最高值98%，故制备聚醚胺(M=2000)优选反应温度为180°C。
[0037] 实施例4
[0038] 本实施例与实施例1的设置和工作原理相同，区别在于:不同反应温度工艺条件下 制备聚醚胺(M=3000)效果见表四。
[0039] 表4不同反应压力对胺醚工艺的影响
[0040]
[0041]由表4可以看出：随着反应体系压力的升高，胺化率也升高，反应压力升高至6Mpa 后胺化率达到最高值95%，综合设备和能效考虑，选优选反应压力6Mpa制备聚醚胺(M = 3000)。以上内容是结合本发明创造的优选实施方式对所提供技术方案所作的进一步详细 说明，不能认定本发明创造具体实施只局限于上述这些说明，对于本发明创造所属技术领 域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干简单推演或 替换，都应当视为属于本发明创造的保护范围。
【主权项】
1. 一种聚醚胺的连续化生产工艺，其特征在于：以聚氧丙烯醇、液氨、氢气为原料，原料 通过物料栗连续送入装有催化剂的管式反应器中，该管式反应器内温度为150~190°C，反 应压力保持在4~8. OMpa范围内；反应完毕后，经两次精馏后得到聚醚胺，多余的氢气和液 氨回收反复利用。2. 如权利要求1所述的一种聚醚胺的连续化生产工艺，其特征在于:所述的催化剂由载 体和活性组分构成，其活性组分由质量比为:镍5~15%、钴5~10%、铼2~10%、钼1~5%、镧1 ~5%中的任意三种或三种以上的组合。3. 如权利要求2所述的一种聚醚胺的连续化生产工艺，其特征在于，所述的催化剂活性 组分质量比为:镍8.5%、钴6.5%、铼3.0%。4. 如权利要求1、2或3所述的一种聚醚胺的连续化生产工艺，其特征在于:所述的催化 剂载体为γ_Α12〇 3。5. 如权利要求1所述的一种聚醚胺的连续化生产工艺，其特征在于:所述的聚氧丙烯醇 的进料速度与液氨的进料速度之比为1:3~10。6. 如权利要求1所述的一种聚醚胺的连续化生产工艺，其特征在于:液氨和聚氧丙烯醇 分别通过液氨储罐、聚醚储罐供应，经计量栗一、计量栗二计量后，经预热器的蒸汽预热后， 送入管式反应器中，管式反应器中填装有催化剂，控制聚氧丙烯醇储罐和液氨储罐的进料 速率摩尔比为1:3~1:10,同时氢气不断循环维持体系压力在4.0~8.OMPa，反应温度150~ 190°C，待催化反应完毕后，中间产物经产物在精馏塔一、精馏塔二处依次完成两次精馏后， 经冷凝设备完成减压脱水和过滤后，经产品输送栗将合成的聚醚胺送入产品储罐中，反应 氛围中的氢气通过缓冲罐一、加热器、输送栗、缓冲罐二回收循环再利用，液氨则通过交换 二、缓冲罐三分离回收循环再利用。
【专利摘要】本发明涉及一种聚醚胺的连续化生产工艺，属于有机化合物技术领域。以聚氧丙烯醇、液氨、氢气为原料，原料通过物料泵连续化送入装有催化剂并已经升温至150～190℃的管式反应器中进行反应，反应压力保持在4～8.0Mpa范围内，反应完毕后，经两次精馏后收集得到聚醚胺，多余的氢气和液氨回收反复利用。将本发明应用于聚醚胺的连续化生产工艺，可实现连续进料、出料，聚醚和液氨在管式反应器中停留的时间很短，副反应少，产品稳定性高，生产效率提高。
【IPC分类】C07C213/02, C07C217/08, B01J23/889, C08G65/325
【公开号】CN105542146
【申请号】CN201510908445
【发明人】宋明贵, 颜吉校, 金一丰, 刘浩, 王洪娟
【申请人】浙江皇马科技股份有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月10日