一种以丙二醇和液氨为原料制备丙二胺的方法及其装置的制造方法_2

文档序号:8374562阅读:来源:国知局
置,所述装置包括:
[0029] 进料泵,用于泵入作为原料的液氨和丙二醇混合液体;
[0030] 混合器,用于实现h2、液氨和丙二醇的混合;
[0031] 反应器,其与所述混合器的出口相连并且内部填装有多相催化剂,以实现所述丙 二醇和液氨的多相催化反应;
[0032] 产品收集罐,用于收集从所述反应器获得的反应产物。
[0033] 通过本发明的方法和装置,使丙二醇临氢胺化生产丙二胺产品可以在较低的反应 压力下实现,并且通过调变反应条件可以灵活调变产品的组成,提高目标产品的选择性,降 低了生产装置一次性投资和生产成本,反应产物与催化剂的分离简单,易于实现大规模连 续工业化生产。此外,本发明方法是一种工艺简单、低成本、高选择性的丙二醇临氢胺化生 产丙二胺的方法。
【附图说明】
[0034] 图1显示了根据本发明一个实施方案的方法的流程示意图。
[0035] 附图标记说明:
[0036] 1压力表;2净化罐;3截止阀;4压力调节阀;5截止阀;6质量流量计;7压力表;8 单向阀;9泵;10压力表;11截止阀;12混合器;13反应器;14收集罐;15放料阀;16背压 阀;17流量计。
【具体实施方式】
[0037] 本发明提供了一种以丙二醇和氨为原料制备丙二胺的方法,将丙二醇和液氨按一 定比例混合后,经泵打入反应器中,在多相催化剂和氢气的存在下进行反应,产物主要是丙 二胺,产物流中主要是丙二胺,副产物有异丙醇胺,氨基丙醇,2, 5-二甲基哌嗪和2,6二甲 基哌嗪,以及未反应完全的丙二醇和氨等。
[0038]更具体地,将丙二醇和液氨按一定比例混合后,经泵打入反应器中,在多相催化剂 的存在下,进行反应,反应条件:温度为120~230°C,压力为2. 0~25.OMPa,丙二醇的液体 体积空速为0. 1~5h'其中优选地,液氨和丙二醇的摩尔比为约1 :1~20 :1。优选地, 所述多相催化剂是一种负载型催化剂,其由主活性组分、助剂和载体组成,所述主活性组分 为Ni和/或Co,助剂为Fe、Cu、Ru、Re、K、Zn和B中的一种或几种金属单质或其氧化物;载 体可以是Si02和/或A1203。优选地,所述反应器可以是固定床、滴流床或浆态床。
[0039] 在本发明方法中使用的多相催化剂可以通过本领域熟知的方法制备。例如,对 于组成为15%Ni-1. 6%Re-1. 2%B/A1203的催化剂,其制备方法为如下:称取7. 432克 Ni(N03)2 ? 6H20,0. 231克NH4Re04和0. 686克H3B03溶解在12ml去离子水中。然后用此水 溶液的一半浸渍到10克Al203(20-40目)载体上,自然晾干,随后120°C干燥4小时,接着 500°C焙烧4小时。然后,用上述剩余的另一半水溶液第二次浸渍上述催化剂,接着自然晾 干,120°C干燥4小时,500°C焙烧4小时。其他组成的催化剂可以类似地制备。
[0040] 优选地,本发明的催化剂在使用前,可以经过氢化处理以进行活化,较佳的氢化活 化条件是在375°C的氢气流中(常压,体积空速为ZOOOtT1)还原4小时。
[0041] 本发明的反应过程可以采用固定床反应器,滴流床反应器,也可以采用浆态床反 应器,其中优选固定床反应器。并且装填在所述固定床反应器中的所述多相催化剂的粒度 为 0? 1 ~10mm〇
[0042] 本发明还涉及用于实施上述方法的装置,所述装置包括:进料泵,用于泵入作为原 料的液氨和丙二醇混合液体;混合器,用于实现H2、液氨和丙二醇的混合;反应器,其与所 述混合器的出口相连并且内部填装有多相催化剂,以实现所述丙二醇和液氨的多相催化反 应;产品收集罐,用于收集从所述反应器获得的反应产物。
[0043] 本发明的反应流程图,请见附图1。氢气经过压力表1、净化罐2、截止阀3、压力调 节阀4、截止阀5、质量流量计6、压力表7和单向阀8,进入混合器12 ;液氨和丙二醇经过泵 9、压力表10和截止阀11进入混合器12。液氨、丙二醇和氢气混合后进入反应器13进行反 应。液体产品进入收集罐14,并经过放料阀15放样。气体经过背压阀16和流量计17,可 选择排放吸收或循环使用。
[0044] 本发明的有益效果包括但不限于以下方面:
[0045] 本发明采用了绿色化工产品丙二醇为原料制取丙二胺,该方法克服了现有技术中 原料为非绿色化工产品或价格昂贵等问题;本合成方法中采用了新型多相催化剂,该催化 剂性能优异,易于长时间操作;本发明方法中丙二醇临氢胺化生产丙二胺产品可以在较低 的反应压力下实现,并且通过调变反应条件可以灵活调变产品的组成,提高了目标产品的 选择性,从而适应市场需求;本发明的方法可以采用各种反应器进行操作,反应流程简单, 降低了生产装置一次性投资和生产成本,反应产物与催化剂的分离简单,易于实现大规模 连续工业化生产。
[0046] 在本发明方法和装置中,获得的产物采用Agilent7890N进行分析,SE-30毛细管 色谱柱,FID检测器,N,N-二甲基甲酰胺为内标进行定量分析。
[0047] 下面通过具体实施例对本发明做进一步说明,但本发明并不局限于这些实施例。
[0048] 实施例1
[0049] 称取上述15%附-1.6%1^-1.2%8/4120 3催化剂3.2克(约41111),装入固定床 反应器中。催化剂在使用前,经过氢化处理活化,活化条件为:温度T=375°C;压力P=常压, 气体体积空速GHSVzZOOOtT1,还原时间为4小时。反应器内温度自然降温到140°C时,升压 至8MPa,系统稳定后,将液氨/ 1,2_丙二醇=10(摩尔比)的液体流经泵打入反应器中,调 节丙二醇的液体体积空速为〇. 51T1,反应体系内H2含量为2. 5mol%,进行反应,反应时间为 50小时,取样分析。SE-30毛细管色谱柱,FID检测器,N,N-二甲基甲酰胺为内标进行定量 分析,反应结果见表1。产物经过减压蒸馏可以得到纯度大于99%的丙二胺。
[0050] 实施例2
[0051] 称取上述15%Ni-1.6%Re-1.2%B/A1203催化剂3.2克(约4ml),装入固定床反 应器中。催化剂在使用前,经过氢化处理活化,活化条件为:T=375°C;P=常压,GHSVzZOOOtT1, 还原时间为4小时。反应器内温度自然降温到160°C时,升压至8MPa,系统稳定后,将液 氨/ 1,2_丙二醇=10(摩尔比)的液体流经泵打入反应器中,调节丙二醇的液体体积空速 为0. 51T1,反应体系内H2含量为2. 5mol%,进行反应,反应时间为50小时,取样分析。SE-30 毛细管色谱柱,FID检测器,N,N-二甲基甲酰胺为内标进行定量分析,反应结果见表1。
[0052] 实施例3
[0053] 称取上述15%Ni-1.6%Re-1.2%B/A1203催化剂3.2克(约4ml),装入固定床反 应器中。催化剂在使用前,经过氢化处理活化,活化条件为:T=375°C;P=常压,GHSVzZOOOtT1, 还原时间为4小时。反应器内温度自然降温到170°C时,升压至8MPa,系统稳定后,将液 氨/ 1,2_丙二醇=10(摩尔比)的液体流经泵打入反应器中,调节丙二醇的液体体积空速 为0. 51T1,反应体系内H2含量为2. 5mol%,进行反应,反应时间为50小时,取样分析。SE-30 毛细管色谱柱,FID检测器,N,N-二甲基甲酰胺为内标进行定量分析,反应结果见表1。
[0054] 实施例4
[0055] 称取上述15%Ni-1.6%Re-1.2%B/A1203催化剂3.2克(约4ml),装入固定床反 应器中。催化剂在使用前,经过氢化处理活化,活化条件为:T=375°C;P=常压,GHSVzZOOOtT1, 还原时
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