本发明属于化学合成领域,涉及一种癸二腈的制备方法。
背景技术:
1、癸二腈,英文名sebaconitrile;结构式如下所示,是一种药物、染料等有机合成的中间体,也是合成癸二胺的化工中间体,还是生产新型纤维、薄膜、塑料单体的重要中间产品,同时还可以用来作为溶剂、增塑剂。
2、
3、目前对癸二腈合成方法的文献报道较少,主要有如下几种:(1)利用乙腈与1,6一二溴己烷的缩合反应制备癸二腈,但该方法收率低,仅为50%~70),且1,6-二溴己烷价格昂贵,不适合工业化生产;(2)由癸二酰胺加入三氟醋酸酐脱水剂制备,但脱水剂存在易挥发、易水解、具有刺激性等问题,应用条件比较苛刻,只适合实验室制备癸二腈,不适用工业化生产;(3)利用强化温度法由癸二酸氨解脱水制备癸二腈,反应温度一般超过300℃,反应时间较长。
4、中国专利cn109206341a公开了一种癸二腈的制备方法,反应步骤具体如下:(1)乙基甲基咪唑磷酸二氢盐离子液体的制备;(2)乙基甲基咪唑磷酸二氢盐离子液体作为溶剂和催化剂,在一定程度上降低反应的时间和温度,使反应的副反应减少,收率提高。
5、中国专利cn107266335a公开了一种一锅法合成癸二腈的方法,该方法将癸二酸加热融化,然后分批加入尿素进行缩合反应,待反应结束后,加入高沸点溶剂分散底物;将底物分散均匀后于反应温度下加入脱水剂进行脱水反应;脱水反应完成后加水淬灭终止反应,然后经过萃取、分液得到油相i;将油相i加入饱和碳酸氢钠溶液搅拌反应,然后萃取、分液得到油相ii,然后经常压脱除溶剂、减压精馏即得到高含量产品,但收率较低。
6、因此,我们仍需对癸二腈的制备工艺进行研究,开发一种收率高,含量高的制备方法。
技术实现思路
1、本发明的发明人在研究癸二腈制备过程中出乎意料地发现,使用特定的粒径的特定的复合催化剂及优化反应温度,大大的改善反应的速率及反应转化率,即大大提高了收率和终产品癸二腈的的含量。
2、本发明提供了一种癸二腈的制备方法,包括如下步骤:
3、(1)制备特定粒径范围的zno、cuo、al2o3复合催化剂;
4、(2)将步骤(1)制得的复合催化剂和氯化亚砜装填到固定床反应器上;
5、(3)向反应器中通入预热的癸二酸、氨气;控制反应器的温度,反应8-10小时,得到癸二腈;
6、任选的,(4)步骤(3)得到的癸二腈经精馏纯化,得到高含量的癸二腈。
7、进一步的,所述的步骤(1)中复合催化剂的制备方法为:
8、将锌盐、铜盐、铝盐溶于去离子水中配制成混合溶液,然后加入强碱溶液,控制ph为10~11;老化,洗涤,研磨打浆,得到催化剂浆料;通过喷雾干燥,高温煅烧,得到复合催化剂。
9、进一步的,其中锌盐、铜盐、铝盐中锌离子、铜离子、铝离子的摩尔比为1:(0.3-0.5):(3.0-3.6),优选1:0.4:3.2。
10、进一步的,所述的锌盐优选氯化锌、硫酸锌;铜盐优选氯化铜、硫酸铜;铝盐优选氯化铝、硫酸铝等。
11、进一步的,所述的步骤(1)中,zno、cuo、al2o3的粒径为d90为40-70μm,d50为10-30μm。
12、进一步的,所述的步骤(2)中,所述的氯化亚砜与步骤(1)中复合催化剂的重量比为2-3:1,优选2.6:1。
13、进一步的,所述的步骤(3)中,癸二酸与氨气的摩尔比为1:2.5-3.5,优选1:3.2。
14、进一步的,所述的步骤(3)中,控制反应器的温度为190-230℃,优选按照下表控制反应器温度。
15、
16、本发明的有益效果:采用本发明方法制备得到的癸二腈,摩尔收率高,达到95%以上,含量达到98.0%-99.8%。
1.一种癸二腈的制备方法,包括如下步骤:
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤(1)中复合催化剂的制备方法为:将锌盐、铜盐、铝盐溶于去离子水中配制成混合溶液,然后加入强碱溶液,控制ph为10~11;老化,洗涤,研磨打浆,得到催化剂浆料;通过喷雾干燥,高温煅烧,得到复合催化剂。
3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,锌盐、铜盐、铝盐中锌离子、铜离子、铝离子的摩尔比为1:(0.3-0.5):(3.0-3.6)。
4.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,锌盐、铜盐、铝盐中锌离子、铜离子、铝离子的摩尔比为1:0.4:3.2。
5.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述的锌盐优选氯化锌、硫酸锌;铜盐优选氯化铜、硫酸铜;铝盐优选氯化铝、硫酸铝。
6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤(1)中,zno、cuo、al2o3的粒径为d90为40-70μm,d50为10-30μm。
7.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤(2)中,所述的氯化亚砜与步骤(1)中复合催化剂的重量比为2-3:1。
8.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤(2)中,所述的氯化亚砜与步骤(1)中复合催化剂的重量比为2.6:1。
9.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤(3)中,癸二酸与氨气的摩尔比为1:2.5-3.5。
10.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的步骤(3)中,控制反应器的温度为190-230℃,优选按照下表控制反应器温度: