专利名称：N，n-二甲基甲酰胺的纯化方法
技术领域：
本发明涉及含有甲酸杂质的N， N—二甲基甲酰胺溶液的纯化方法。更具体地说，是一 种通过贵金属催化法促使N, N—二甲基甲酰胺溶液中所含甲酸遭到分解破坏的纯化处理法。
背景技术：
N， N-二甲基甲酰胺(N， N-dimethylformamide，简称DMF)，结构式为HCON(CH3)2。 常温下它是一种无色、透明的粘性液体，熔点:-61'C，沸点153t:，相对密度0.9487,它极 性强，并有一定毒性。DMF具有很强的溶解能力，曾被誉为"万能溶剂"，作为重要的化工 原料以及性能优良的溶剂，主要应用于聚氨酯、腈纶、医药、农药、染料、电子等行业。在 聚氨酯行业中作为洗涤固化剂，主要用于湿法合成革生产；在农药行业中用于合成高效低毒 农药杀虫剂；在染料行业作为染料溶剂；在电子行业作为镀锡零部件的淬火剂及电路板的清 洗剂等。
在无酸、碱、水存在下，DMF即使加热到沸点也是比较稳定的，但是DMF在水存在的 条件下会发生水解，酸、碱以及有氧的条件都会对水解起催化作用，这对DMF的纯度及使 用会产生很大的影响。DMF水解生成甲酸和二甲胺，甲酸的生成将进一步促进水解的进行
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同时甲酸还能与DMF形成具有高沸点共沸物，使的DMF的精制更加困难。因此，寻找适 当的方法对DMF溶液中甲酸进行脱除具有一定的实际意义。
目前，国际上在DMF生产过程中，通常用于去除DMF溶液中甲酸的方法有蒸馏、中 和以及吸附等。但是这些方法都有可能导致DMF发生部分分解或引入新的杂质，不利于提 高DMF产品的品质，或由于使用高温高压，需要大量的能源和相关的设备，工业化生产投 资大，导致生产成本增加。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种反应条件温和、设备投资小、 生产成本低，行之有效的N， N—二甲基甲酰胺的纯化方法，本发明方法将甲酸催化分解成 C02和H2，使整个系统中不会引入新的杂质。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是
本发明N， N—二甲基甲酰胺的纯化方法的特点是在缺氧的条件下，含甲酸的DMF溶 液与负载型金属催化剂相接触，进行催化反应，DMF溶液中的甲酸在经过催化反应后转化 生成二氧化碳和氢气，完成DMF溶液的纯化处理。
本发明纯化方法的特点也在于 所述方法的工艺过程为
a、 首先用氢气还原法对所述负载型金属催化剂进行活化处理，然后将活化的负载型金 属催化剂放置于固定床反应器内，并保证催化剂不会流失，通入惰性气体以排除反应器中可 能存在的氧气，控制反应器的温度为80-150'C，压力为常压；
b、 在保持通入惰性气体的条件下，通入待处理的含甲酸的DMF溶液，使DMF溶液与催 化剂之间充分接触，经过10 — 60分钟的催化反应，获得纯化的DMF溶剂。
本发明纯化方法的特点还在于
所述负载型金属催化剂的催化剂载体为活性炭、A1203或MgO。
所述负载型金属催化剂的负载活性金属为钯(Pd)、铑(Rh)或铂(Pt)，所述负载活性 金属在催化剂中的质量百分比为0.1 10%; 所述的惰性气体为氮气或氩气。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在
1、 本发明方法中所包含的主要的化学反应为
ZfCOO/f "'— >co2个+//2个 显然，使用贵金属催化法可以将甲酸分解成C02和H2，不引入新的杂质，并且不会对DMF 产品产生任何影响。
2、 虽然，催化反应本身可在任何传统的常温常压催化氧化反应器中实施，但由于DMF 在有氧和较高的温度下易发生分解反应，本发明方法中设定反应温度在80—15(TC，可以显 著提高反应效率。
3、 本发明方法操作简便，既可间歇式进行也可连续处理，具有高效和反应条件温和的 特点，所需设备简单，消耗能量低，为处理含甲酸废水和脱除其他有机溶液中甲酸提供了一 种新途径。
4、 本发明方法合理使用惰性气体，可以有效地同时去除溶解在溶液中的C02、 ft和02。
图1为实施本发明催化分解DMF溶液中的甲酸所使用的固定床反应器结构示意图。 图中标号l气体入口、 2产品出口、 3气体出口、 4物料进口。 以下通过具体实施方式
，并结合附图对本发明作进一步描述。
具体实施例方式
实施例1:用铂碳催化剂用来脱除DMF溶液中的甲酸杂质，相应的反应步骤如下1、 催化剂预处理将50g铂碳催化剂，加入到固定床反应器内，铂在铂碳催化剂中的质量百分比为1%， 如图1所示。图中气体入口 1和产品出口 2处在反应器的下部，气体出口3和物料进口4处 在反应器的上部。在常压下，反应器加热到25(TC并用氮气置换出反应器内的空气。然后用 氢气置换出反应器内的氮气，将铂碳催化剂还原使催化剂处于活化状态，反应半小时后，用 氮气赶走反应器内的氢气。2、 DMF溶液中的甲酸脱除当反应器内保持温度为IO(TC时，从固定床顶部连续通入含甲酸杂质的DMF溶液，流 量保持为0.2mL/s，甲酸浓度为0.2mol/L，保持在反应器内的催化反应时间为30分钟，从 反应器底部可以得到纯化后的DMF产品，经分析甲酸的去除率达到了 100%。实施例2:选用的催化剂为钯碳催化剂粉末，钯在钯碳催化剂中的质量百分比为1%，其他内容与 实施例1相同，最后经过分析，甲酸的去除率达到了 96%。实施例3:催化反应所用的温度为150°C，其他内容与实施例l相同，最后经过分析，甲酸的去除 率达到了 95%。
权利要求
1、N，N-二甲基甲酰胺的纯化方法，其特征是在缺氧的条件下，含甲酸的DMF溶液与负载型金属催化剂相接触，进行催化反应，DMF溶液中的甲酸在经过催化反应后转化生成二氧化碳和氢气，完成DMF溶液的纯化处理。
2、 根据权利要求1所述的n， n—二甲基甲酰胺的纯化方法，其特征是所述方法的工 艺过程为a、 首先用氢气还原法对所述负载型金属催化剂进行活化处理，然后将活化的负载型金 属催化剂放置于固定床反应器内，并保证催化剂不会流失，通入惰性气体以排除反应器中可 能存在的氧气，控制反应器的温度为80-15(TC，压力为常压；b、 在保持通入惰性气体的条件下，通入待处理的含甲酸的DMF溶液，使DMF溶液与催 化剂之间充分接触，经过10 — 60分钟的催化反应，获得纯化的DMF溶剂。
3、 根据权利要求1或2所述的n， n—二甲基甲酰胺的纯化方法，其特征是 所述负载型金属催化剂的催化剂载体为活性炭、A1203或MgO。所述负载型金属催化剂的负载活性金属为钯(Pd)、铑(Rh)或铂(Pt)，所述负载活性 金属在催化剂中的质量百分比为0.1 10%; 所述的惰性气体为氮气或氩气。
全文摘要
N，N-二甲基甲酰胺的纯化方法，其特征是在缺氧的条件下，含甲酸的DMF溶液与负载型金属催化剂相接触，进行催化反应，DMF溶液中的甲酸在经过催化反应后转化生成二氧化碳和氢气，完成DMF溶液的纯化处理。本发明方法将甲酸催化分解成CO<sub>2</sub>和H<sub>2</sub>，反应条件温和、设备投资小、生产成本低，行之有效，整个系统中不会引入新的杂质。
文档编号C07C233/03GK101157626SQ20071013515
公开日2008年4月9日 申请日期2007年10月26日 优先权日2007年10月26日
发明者姚运金, 鹏 崔 申请人:合肥工业大学