一种己二胺的制备方法与流程

文档序号:13947072阅读:3446来源:国知局

本发明属于石油化工催化技术领域,尤其涉及一种己二胺的制备方法。



背景技术:

己二胺是一种重要的有机化工中间体,多用作合成聚酰胺的原料,如用于合成尼龙-66盐和尼龙610,同时还常用作尿素树脂和环氧树脂的固化剂和交联剂。目前,随着合成纤维工业的发展,世界范围内对己二胺类化合物的需求不断增加,市场需求较大。

目前工业上主要通过raneyni催化己二腈液相加氢法生产己二胺。国内己二胺生产装置和技术主要是从国外引进的,如河南神马集团从日本旭化成公司引进的的工艺技术路线和辽阳石化公司从法国的隆波利公司成套引进的己二胺生产工艺技术正是以raneyni为催化剂的己二腈液相加氢法。该法主要问题在于:raneyni性质十分活泼,暴露于空气中易发生自燃;反应后产物分离困难;生产过程中有大量的强碱性废液排出,造成环境污染。针对上述问题,国内外均开展了许多研究,给出了一些有意义的报道,研究表明,对于己二腈加氢合成己二胺,催化剂的种类和性能是决定这一反应工艺技术的决定性因素,因此,研究工作主要是开发新的催化剂及反应体系,并基于此开发新的工艺技术。

金属-有机骨架化合物是由无机金属离子和有机配体配位而成的一类新型晶体材料,近年来因其独特性质而受到广泛关注。金属-有机骨架化合物材料具有空隙率高、内比表面大、结构可调控以及金属离子和表面有机官能团多样等特点,在清洁能源、气体存储与分离、生物医学成像、薄层技术以及催化等方面具有巨大的潜在应用。均苯四甲酸铝金属有机化合物是金属-有机骨架化合物中的一种,具有热稳定性高,比表面积和孔隙率大,其空隙中可容纳大量纳米颗粒,拥有作为固体催化剂载体的良好特征。



技术实现要素:

为了克服现有技术的不足,本发明的目的是提供一种高效的以己二腈为原料,通过液相加氢制备己二胺的方法。

本发明采用己二腈液相加氢制备己二胺;采用等体积浸渍法制备负载型镍/氧化镁催化剂,并以新制备的材料为催化剂,进行己二腈液相加氢制备己二胺反应,最后进一步通过蒸馏(精馏)获得高纯目标产物。

本发明的技术方案具体介绍如下。

一种己二胺的制备方法,以己二腈为原料,以多孔载体负载的纳米镍和氧化镁为催化剂,通过液相加氢制备己二胺;其中:催化剂通过包括以下步骤的等体积浸渍方法制备得到:

将多孔载体加入到乙酸镍和硝酸镁水溶液中搅拌12~24h,然后干燥,所得固体在空气中焙烧,得到负载镍、镁氧化物的材料;最后将负载镍、镁氧化物的材料在320~340℃的温度下用15~25ml/min氢气流还原5~7h即得。

本发明中,多孔载体为hkust-1、mil-101、zif-8、mil-120晶体材料中的一种,镍的负载量在10~25wt%之间,氧化镁的负载量在4~6wt%之间。

本发明中,液相加氢反应中,溶剂为乙醇,己二腈、溶剂与催化剂的质量比为1:(2~4):(0.04~0.07)。

本发明中,液相加氢反应温度为70~80℃,反应时间为2~4h。

本发明中,液相加氢反应的产物通过蒸馏进行纯化;具体如下:

将滤除催化剂的产品混合液装入蒸馏釜,先常压蒸馏回收溶剂乙醇(塔顶温度78.3℃);待乙醇回收完毕后继续加热,并开启真空泵,使塔内真空度维持在740mmhg-745mmhg(残压20mmhg),收集100±5℃的馏分,即获得目标产品己二胺。

本发明中,焙烧程序如下:以4~6℃/min从室温升温至190~210℃,之后保温1~2h,接着再以同样的升温速率升温至320~340℃,并在该温度下保温3~5h,再自然冷却至室温。

和现有技术相比,本发明的有益效果在于:本发明催化剂使用量少(催化剂用量是已二腈的质量的2%)目标产物的产率高(70-80%),纯度高(95.5-99.5%),催化剂和溶剂易回收和循环利用

具体实施方式

本发明是采用以下方式实现的,下面结合实施例详细说明,但下述实施例并不是对本发明的限定。

实施例1

催化剂的制备:

将10.2g4m的氢氧化钠水溶液、9.6g九水硝酸铝、1.5g均苯四甲酸和60g去离子水混合,并将混合物倒入不锈钢反应釜中,在210℃反应24小时,再将反应混合物冷却至室温,过滤并将固体滤渣粉末产品置于去离子水中,在100℃下回流10小时,冷却后过滤,室温下干燥,即制得晶体金属有机骨架化合物均苯四甲酸铝。

将1.07g、0.94g和1.29g醋酸镍分别溶于5ml去离子水中,然后分别加入0.35g、0.3g和0.4g硝酸镍,再分别加入0.8g上述新制得的晶体金属有机化合物,室温下搅拌12~24h,干燥、过滤,然后100℃干燥24h。所得固体在空气中焙烧,焙烧方法如下:以5℃/min从室温升值至200℃,并在200℃保温1.5h,接着再以同样的升温速率升温至330℃,并在该温度下保温4h,自然冷却至室温,得到三种负载镍、镁氧化物的材料。将三种材料分别置于石英玻璃管中,在330℃下用20ml/min氢气流还原6h,即得三种负载镍和氧化镁的催化剂,分别记为ni-mgo-mil-1、ni-mgo-mil-2和ni-mgo-mil-3。

实施例2

将10g己二腈、20g无水乙醇与0.2g催化剂ni-mgo-mil-1加入到100ml高压反应釜中,密封反应釜,用氢气(0.2-0.4mpa)置换釜内空气3-5次,放入加热套内。待釜内温度升至75℃,将氢气加到2mpa,开启磁力搅拌器,反应开始计时。反应3h后,冷却,过滤分离催化剂和混合液,上清液装入蒸馏釜,先常压蒸馏回收溶剂乙醇(塔顶温度78.3℃);待乙醇回收完毕后继续加热,并开启真空泵,使塔内真空度维持在740mmhg-745mmhg(残压20mmhg),收集100±5℃的馏分,并用气相色谱分析,收获己二胺7.5g,收率70%,纯度99%。

实施例3

将10g己二腈、20g无水乙醇与0.35g催化剂ni-mgo-mil-2加入到100ml高压反应釜中,密封反应釜,用氢气(0.2-0.4mpa)置换釜内空气3-5次,放入加热套内。待釜内温度升至75℃,将氢气加到2mpa,开启磁力搅拌器,反应开始计时。反应3h后,冷却,过滤分离催化剂和混合液,上清液装入蒸馏釜,先常压蒸馏回收溶剂乙醇(塔顶温度78.3℃);待乙醇回收完毕后继续加热,并开启真空泵,使塔内真空度维持在740mmhg-745mmhg(残压20mmhg),收集100±5℃的馏分,并用气相色谱分析,收获己二胺7.2g,收率72.63%,纯度99%。

实施例4

将10g己二腈、20g无水乙醇与0.2g催化剂ni-mgo-mil-3加入到100ml高压反应釜中,密封反应釜,用氢气(0.2-0.4mpa)置换釜内空气3-5次,放入加热套内。待釜内温度升至75℃,将氢气加到2mpa,开启磁力搅拌器,反应开始计时。反应3h后,冷却,过滤分离催化剂和混合液,上清液装入蒸馏釜,先常压蒸馏回收溶剂乙醇(塔顶温度78.3℃);待乙醇回收完毕后继续加热,并开启真空泵,使塔内真空度维持在740mmhg-745mmhg(残压20mmhg),收集100±5℃的馏分,并用气相色谱分析,收获己二胺8.6g。收率80%,纯度99%。

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