專利名稱：一種十二烷基嗎啉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及十二烷基嗎啉的生產(chǎn)方法。
十二烷基嗎啉，是一種重要的化學(xué)工業(yè)原料，其結(jié)構(gòu)式為 十二烷基嗎啉在工業(yè)上具有十分廣泛的用途，尤其可以作為以光鹵石為原料，采用反浮選-冷結(jié)晶法生產(chǎn)氯化鉀工藝過程中的反浮選劑。
反浮選-冷結(jié)晶法工藝是目前世界上以光鹵石原料生產(chǎn)氯化鉀的一條先進(jìn)工藝，生產(chǎn)的氯化鉀產(chǎn)品含量高(90％左右)，該工藝需要較高品位的低鈉光鹵石為原料，而制備低鈉光鹵石的關(guān)鍵是提供高效合格的氯化鈉浮選劑。高效的氯化鈉浮選劑是實(shí)現(xiàn)該工藝的關(guān)鍵所在。
目前，十二烷基嗎啉的生產(chǎn)方法，以溴代十二烷、嗎啉、碳酸氫鈉和水為原料，其合成反應(yīng)方程式為 在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，上述的制備方法存在諸多缺陷，主要表現(xiàn)在1．反應(yīng)過程中生成極難除去的白色固體副產(chǎn)物，降低了產(chǎn)品得率；2．白色固體粘附于反應(yīng)器壁和管道內(nèi)，給生產(chǎn)帶來不便并嚴(yán)重影響傳熱；
3．反應(yīng)過程中產(chǎn)生大量的CO2氣體，攜帶出反應(yīng)物料，物料損失嚴(yán)重；4．反應(yīng)時間過長，一般為12小時，得率較低，一般為84％。
因此，提供一種新的制備十二烷基嗎啉的生產(chǎn)方法以解決以上這些問題，無論是對十二烷基嗎啉生產(chǎn)本身的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，還是對氯化鉀的生產(chǎn)，都具有十分重大的意義。
本發(fā)明的目的在于提供一種新的生產(chǎn)十二烷基嗎啉的生產(chǎn)方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，滿足產(chǎn)業(yè)部門的需要。
本發(fā)明的構(gòu)思是這樣的1選用堿金屬的氫氧化物和/或氧化物，以抑制副反應(yīng)的發(fā)生，反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)器內(nèi)沒有白色固體物的生成，這因此就消除了反應(yīng)器及管道的內(nèi)部結(jié)垢問題；反應(yīng)不產(chǎn)生CO2氣體，減少了反應(yīng)物料的夾帶損失；替代堿的堿性比碳酸氫鈉強(qiáng)，其中和反應(yīng)生成的氫溴酸的能力也強(qiáng)，從化學(xué)平衡的角度來看，必然對合成反應(yīng)有利。
2改變系統(tǒng)的加料方式，現(xiàn)有技術(shù)采用的生產(chǎn)方法是以嗎啉為連續(xù)相，溴代十二烷為滴加相。因此，整個反應(yīng)過程的溫度由嗎啉所在的液相控制。嗎啉的沸點(diǎn)為128.9℃，當(dāng)反應(yīng)溫度為110℃時，已經(jīng)有大量揮發(fā)，升高溫度將使嗎啉的揮發(fā)進(jìn)一步加劇，若在系統(tǒng)中增加嗎啉的回流冷凝裝置又將增加系統(tǒng)的能耗。本發(fā)明改變了加料方式，即以溴代十二烷為連續(xù)相，嗎啉為滴加相，以解決上述問題。因?yàn)殇宕榈姆悬c(diǎn)為278℃，當(dāng)反應(yīng)溫度為110℃時，溴代十二烷的揮發(fā)量與原工藝的嗎啉相比是極小的。經(jīng)過這種加料方式的調(diào)整，系統(tǒng)的反應(yīng)溫度可以在一個較大的范圍內(nèi)有可調(diào)節(jié)的余地，反應(yīng)溫度可以在110～180℃范圍內(nèi)靈活調(diào)節(jié)。
3物料系統(tǒng)外預(yù)升溫，將作為滴加相的嗎啉和水在進(jìn)入反應(yīng)器之前，預(yù)熱到一合適的溫度，可以使物料一進(jìn)入反應(yīng)器即激活反應(yīng)的進(jìn)行，從而可以縮短反應(yīng)時間，從原來的10小時縮短為現(xiàn)在的6小時。
4適宜的物料配比，本發(fā)明對反應(yīng)體系中的溶劑的配比進(jìn)行了優(yōu)化，因?yàn)槿軇┑淖饔貌粌H體現(xiàn)在其作為反應(yīng)物料嗎啉參與反應(yīng)的載體，還體現(xiàn)在其作為反應(yīng)生成物溴化鈉有效的溶劑。經(jīng)過優(yōu)化的適宜的物料配比，可以使產(chǎn)品的得率進(jìn)一步提高，總得率從原來的84％提高到95％以上。
具體的技術(shù)方案如下將溴代十二烷置于反應(yīng)釜中，同時加入堿金屬的氫氧化物或/和氧化物，攪拌加熱到120～180℃；在另一混合槽中將嗎啉和水混合均勻，并經(jīng)換熱器預(yù)熱至60～90℃，經(jīng)預(yù)熱后的物料滴加入反應(yīng)釜中，反應(yīng)溫度為120～180℃，攪拌反應(yīng)4～6小時，采用常規(guī)的分離方法對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分離，即可獲得產(chǎn)品十二烷基嗎啉，溴代十二烷的收率95％。
所說的堿金屬的氫氧化物的化學(xué)式為Mx(OH)y；所說的堿金屬的氫氧化物的化學(xué)式為MxOy；其中M為鉀、鈉、鈣、鎂或鋁中的一種；x=1～3；y=1～3；反應(yīng)物料的摩爾比為溴代十二烷∶嗎啉∶堿金屬氫氧化物或/和氧化物∶水=1∶(1～1.5)∶(1.0～2.5)∶(4～10)

圖1為該生產(chǎn)過程的流程圖。
由圖1可見，在混合槽1中將嗎啉和水混合均勻，并經(jīng)換熱器2預(yù)熱至60～90℃，然后以滴加方式加入預(yù)置了溴代十二烷、堿金屬的氫氧化物和/或氧化物的、溫度為120～180℃的反應(yīng)器3中，反應(yīng)溫度保持在120～180℃，攪拌反應(yīng)4～6小時，然后在油水分離器4中進(jìn)行油水分離，油層即為產(chǎn)品十二烷基嗎啉，溴代十二烷的收率93％。
優(yōu)選的反應(yīng)溫度為130～150℃；優(yōu)選的反應(yīng)物料的摩爾比為溴代十二烷∶嗎啉∶堿金屬氫氧化物或/和氧化物∶水=1∶(1～1.2)∶(1.0～1.5)∶(4～8)由上述公開的技術(shù)方案可見，本發(fā)明所提供的方法，具有十分顯著的優(yōu)點(diǎn)1由于溴代十二烷的收率提高，因此，生產(chǎn)成本大幅度降低，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)異；2．操作彈性較大，操作簡便。
通過以下實(shí)例，進(jìn)一步說明該工藝的實(shí)施過程。
實(shí)施例1在反應(yīng)釜中投加249kg的溴代十二烷，同時投加60kg的氫氧化鎂固體，攪拌加熱到150℃，在混合槽中將100kg的嗎啉和80kg的水混合均勻，并經(jīng)換熱器預(yù)熱至70℃，經(jīng)預(yù)熱后的物料作為滴加相加入反應(yīng)器中，反應(yīng)器的反應(yīng)溫度為150℃，反應(yīng)時間為5小時，得到產(chǎn)品，溴代十二烷的收率93％。
實(shí)施例2其它條件同實(shí)例1，選用的堿為氫氧化鎂和氫氧化鋁的混合物(摩爾比為1∶1)，得到產(chǎn)品，溴代十二烷的收率95％。
實(shí)施例3其它條件同實(shí)施例1，反應(yīng)器的反應(yīng)溫度為130℃，得到產(chǎn)品，溴代十二烷的收率95％。
權(quán)利要求
1一種十二烷基嗎啉的制備方法，其特征在于，以溴代十二烷、氫堿金屬的氫氧化物和/或氧化物、嗎啉和水為原料，在120～180℃下反應(yīng)4～6小時，反應(yīng)產(chǎn)物采用常規(guī)的方法進(jìn)行分離，即獲得十二烷基嗎啉，反應(yīng)物料的摩爾比為溴代十二烷∶嗎啉∶堿金屬的氫氧化物和/或氧化物∶水=1∶(1～1.5)∶(1.0～2.5)∶(4～10)；所說的堿金屬的氫氧化物的化學(xué)式為Mx(OH)y；所說的堿金屬的氫氧化物的化學(xué)式為MxOy；其中M為鉀、鈉、鈣、鎂或鋁中的一種；x=1～3；y=1～3。
2如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，先將溴代十二烷、堿金屬的氫氧化物和/或氧化物置于反應(yīng)釜中，加熱至120～180℃，然后將嗎啉和水的混合物滴加入反應(yīng)釜中。
3．如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于反應(yīng)溫度為130～150℃。
4．如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于反應(yīng)物料的摩爾比為溴代十二烷∶嗎啉∶堿金屬的氫氧化物和/或氧化物∶水=1∶(1～1.2)∶(1.0～1.5)∶(4～8)。
5．如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于反應(yīng)物料的摩爾比為溴代十二烷∶嗎啉∶堿金屬的氫氧化物和/或氧化物∶水=1∶(1～1.2)∶(1.0～1.5)∶(4～8)。
6．如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，先將嗎啉和水的混合物預(yù)熱至60～90℃，然后滴加入反應(yīng)釜中。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種新的十二烷基嗎啉的生產(chǎn)方法。本發(fā)明選用堿金屬的氫氧化物和/或氧化物替代碳酸氫鈉,同時以溴代十二烷為連續(xù)相,嗎啉為滴加相,并對反應(yīng)體系中的溶劑的配比進(jìn)行了優(yōu)化,使總得率提高到95%以上。因此,生產(chǎn)成本大幅度降低,產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)異,操作彈性較大,操作簡便。
文檔編號C07D295/023GK1312247SQ01105220
公開日2001年9月12日 申請日期2001年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月16日
發(fā)明者于建國, 宋興福, 劉夠生, 張生順, 謝康民, 單志坤 申請人:華東理工大學(xué), 青海鹽湖科技開發(fā)有限公司