專利名稱：一種二聚胺制備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種二聚胺制備的方法。屬油脂化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
二聚胺是含36個碳原子的脂肪族二元胺。它含有長鏈烷基和單環(huán)狀結(jié)構(gòu)，雙環(huán)狀結(jié)構(gòu)，鏈狀結(jié)構(gòu)，是高分子化學(xué)中一種重要中間體。它是由二聚酸經(jīng)氨氣和高溫條件下腈化，在催化劑及中壓條件下氫化，經(jīng)過濾分離得到二聚胺粗品，通過刮板薄膜蒸發(fā)脫低沸物，經(jīng)短程分子蒸餾得到的，二聚胺是要的二聚酸含氮衍生物，它具有低粘度和脂肪胺的屬性，由于它的特殊分子結(jié)構(gòu)，應(yīng)用它生產(chǎn)的高分子材料大多具有良好的柔韌性、耐沖擊性、防水性、耐化學(xué)性、生物相溶性、可降解性等許多優(yōu)異性能。在這類材料中以高端聚酰胺固化劑、熱熔膠、彩鋼涂料、電子材料、聚脲等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種操作容易，成本低，產(chǎn)品得率高，質(zhì)量穩(wěn)定的二聚胺制備的方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括以下步驟(I)以二聚酸原料，(2)氨氣和高溫條件下腈化，(3)催化劑及中壓條件下氫化，(4)經(jīng)過濾分離得到二聚胺粗品，(5)刮板薄膜蒸發(fā)脫低沸物，(6)短程分子蒸餾獲得高純二聚胺。步驟(I)中所述的以二聚酸可以為妥兒油二聚酸，棉油二聚酸，豆油二聚酸，玉米胚芽油二聚酸，葵花籽油二聚酸，菜籽油二聚酸，米糠油二聚酸等等植物油脂它們的單純或混合二聚酸和高純二聚酸。步驟⑵的反應(yīng)條件可以為(a)腈化反應(yīng)溫度控制在280 350°C，優(yōu)選控制在300 330°C，尤其是305 315°C ； (b)腈化反應(yīng)壓力控制在O. I O. 5MPa，優(yōu)選控制在O. 15 O. 4MPa，尤其是O. 2 O. 3MPa ； (c)腈化反應(yīng)時間，控制在3 9小時，優(yōu)選控制在4 7小時，尤其是5 6小時。較佳地，步驟(3)中，(a)催化劑為復(fù)合雷尼鎳粉末催化劑用量控制在0.3 3%，優(yōu)選控制在O. 5 I. 5%,尤其是O. 8 I. 2% ; (b)氫化用氫氣純度大于99. 9% ; (c)氫化反應(yīng)溫度控制在120 170°C，優(yōu)選控制在125 150°C，尤其是130 135°C ； (d)氫化反應(yīng)壓力一般控制在I. 5 5. OMPa，優(yōu)選控制在2. O 4. OMPa，尤其是2. 5 3. 5MPa。(e)氫化反應(yīng)時間控制在2 6小時，優(yōu)選控制在3 5小時，尤其是3. 5 4. 5小時。較佳地，步驟(4)過濾分離，采用過濾與精密過濾兩道過濾，除盡溶液中的廢催化劑。
較佳地，步驟(5)刮 板薄膜蒸發(fā)脫低沸物，(a)刮板薄膜蒸發(fā)夾套溫度控制在160 200°C，優(yōu)選控制在170 190°C，尤其是180 185°C ； (b)刮板薄膜蒸發(fā)真空度控制在500 2000Pa，優(yōu)選控制在800 1500Pa，尤其是1000 1200Pa。較佳地，步驟(6)短程分子蒸餾，(a)夾套導(dǎo)熱油溫度控制在260 290°C，優(yōu)選控制在270 285°C，尤其是280 282V ； (b)分子蒸餾真空度控制在O. I 5. OPa，優(yōu)選控制在O. 5 2. OPa,尤其是O. 8 I. OPa ； (c)內(nèi)置冷凝器循環(huán)水溫度控制在50 70°C，優(yōu)選控制在55 65°C，尤其是58 62°C; (d)冷井冷凍水溫度控制在零下5 20°C，優(yōu)選控制在零下10 18°C，尤其是零下15 16°C。本發(fā)明原料易得，實施容易。獲得的二聚胺含量高，色澤淺，用途廣。
具體實施例方式實例一腈化反應(yīng)是將IOOOg 二聚酸放入2L腈化反應(yīng)釜中，抽真空、氮氣置換、攪拌下徐徐升溫，溫度達到150°C時通入氨氣，維持糸統(tǒng)壓力O. 3MPa，達到300°C開始計時，并保持糸統(tǒng)溫度315°C左右，反應(yīng)5小時取樣分析，當(dāng)酸價小于O. 2為反應(yīng)終點，然后降溫出料。氫化反應(yīng)將IOOOg 二聚腈放入2L氫化高壓釜中，再加人IOg復(fù)合雷尼鎳催化劑和40g碳酸鉀助催化劑，分別抽真空、氮氣置換、氫氣置換。再充入氨氣和純度大于99. 9%的氫氣，調(diào)節(jié)釜內(nèi)混合氣體壓力，控制反應(yīng)混合物于130°C，維持反應(yīng)壓力3. 5MPa下攪拌約4. 0h，過程中不斷補充新鮮氫氣，直至氫氣吸收完全，取樣分析胺價，當(dāng)胺價大于195時說明加氫基本結(jié)束，停止攪拌，冷卻降溫到110°C。用氮氣壓濾出物料，催化劑留在過濾器中，濾液經(jīng)精密過濾，再將得到的反應(yīng)混合二聚胺在180°C，IlOOPa刮板薄膜蒸發(fā)脫除低沸物，然后在短程分子蒸餾器中，控制真空度lPa，280°C導(dǎo)熱油溫度，蒸餾得接近無色透明液體即為高純二聚胺產(chǎn)品。分析產(chǎn)品胺價為198，二聚胺含量(HPLC)96.6%，色澤(Pt-Co) 150。(胺價測定方法ASTM D2074-2007 ;二聚酸含量測定方法HPLC為高效液相色譜分析；色澤測定方法Pt-Co為鉬鈷比色。下同)實例二腈化反應(yīng)是將IOOOg 二聚酸放入2L腈化反應(yīng)釜中，抽真空、氮氣置換、攪拌下徐徐升溫，溫度達到150°C時通入氨氣，維持糸統(tǒng)壓力O. 25MPa，達到300°C開始計時，并保持糸統(tǒng)溫度330°C左右，反應(yīng)4. 5小時取樣分析，當(dāng)酸價小于O. 2為反應(yīng)終點，然后降溫出料。氫化反應(yīng)將IOOOg 二聚腈放入2L氫化高壓釜中，再加人8g復(fù)合雷尼鎳催化劑和35g碳酸鉀助催化劑，分別抽真空、氮氣置換、氫氣置換。再充入氨氣和純度大于99. 9%的氫氣，調(diào)節(jié)釜內(nèi)混合氣體壓力，控制反應(yīng)混合物于135°C，維持反應(yīng)壓力4. OMPa下攪拌約4. 5h，過程中不斷補充新鮮氫氣，直至氫氣吸收完全，取樣分析胺價，當(dāng)胺價大于195時說明加氫基本結(jié)束，停止攪拌，冷卻降溫到110°C。用氮氣壓濾出物料，催化劑留在過濾器中，濾液經(jīng)精密過濾，再將得到的反應(yīng)混合二聚胺在180°C，IlOOPa刮板薄膜蒸發(fā)脫除低沸物，然后在短程分子蒸餾器中，控制真空度O. 8Pa，280°C導(dǎo)熱油溫度，蒸餾得接近無色透明液體即為高純二聚胺產(chǎn)品。分析產(chǎn)品胺價為196，二聚胺含量(HPLC)95. 3%，色澤(Pt-Co) 170。實例三腈化反應(yīng)是將IOOOg高純二聚酸放入2L腈化反應(yīng)爸中,抽真空、氮氣置換、攪拌下徐徐升溫，溫度達到160°C時通入氨氣，維持糸統(tǒng)壓力O. 25MPa，達到310°C開始計時，并保持糸統(tǒng)溫度315°C左右，反應(yīng)5. O小時取樣分析，當(dāng)酸價小于O. 2為反應(yīng)終點，然后降溫出料。
氫化反應(yīng)將IOOOg 二聚腈放入2L氫化高壓釜中，再加人9g復(fù)合雷尼鎳催化劑和35g碳酸鉀助催化劑，分別抽真空、氮氣置換、氫氣置換。再充入氨氣和純度大于99. 9%的氫氣，調(diào)節(jié)釜內(nèi)混合氣體壓力，控制反應(yīng)混合物于135°C，維持反應(yīng)壓力4. 5MPa下攪拌約4. 0h，過程中不斷補充新鮮氫氣，直至氫氣吸收完全，取樣分析胺價，當(dāng)胺價大于195時說明加氫基本結(jié)束，停止攪拌，冷卻降溫到110°C。用氮氣壓濾出物料，催化劑留在過濾器中，濾液經(jīng)精密過濾，再將得到的反應(yīng)混合二聚胺在180°C，IlOOPa刮板薄膜蒸發(fā)脫除低沸物，然后在短程分子蒸餾器中，控制真空度O. 8Pa，280°C導(dǎo)熱油溫度，蒸餾得接近無色透明液體即為高純二聚胺產(chǎn)品。用ASTM D2074-2007分析產(chǎn)品胺價為199，二聚胺含量(HPLC)98. 6%,色澤(Pt-Co)80。
權(quán)利要求
1.一種二聚胺制備的方法，其特征在于包括以下步驟(1)以二聚酸為原料，(2)氨氣和高溫條件下腈化，(3)催化劑 及中壓條件下氫化，(4)經(jīng)過濾分離得到二聚胺粗品，(5)通過刮板薄膜蒸發(fā)脫低沸物，(6)短程分子蒸餾獲得高純二聚胺。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種二聚胺制備的方法，其特征在于步驟(I)中所述的二聚酸是指妥兒油二聚酸、棉油二聚酸、豆油二聚酸、玉米胚芽油二聚酸、葵花籽油二聚酸、菜籽油二聚酸和米糠油二聚酸中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種二聚胺制備的方法，其特征在于步驟(2)氨氣和高溫條件下腈化的反應(yīng)條件為(a)腈化反應(yīng)溫度控制在280 350°C ； (b)腈化反應(yīng)壓力控制在O.I O. 5MPa ； (c)腈化反應(yīng)時間，控制在3 9小時，步驟(3)催化劑及中壓條件下氫化的反應(yīng)條件為(a)催化劑為復(fù)合雷尼鎳粉末催化劑用量控制在O. 3 3%; (b)氫化用氫氣純度大于99. 9%; (c)氫化反應(yīng)溫度控制在120 1700C ； (d)氫化反應(yīng)壓力控制在I. 5 5. OMPa ； (e)氫化反應(yīng)時間控制在2 6小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種二聚胺制備的方法，其特征在于步驟(2)氨氣和高溫條件下腈化的反應(yīng)條件為(a)腈化反應(yīng)溫度控制在300 330°C ； (b)腈化反應(yīng)壓力控制在O.15 O. 4MPa ； (c)腈化反應(yīng)時間，控制在4 7小時，步驟(3)催化劑及中壓條件下氫化的反應(yīng)條件為(a)催化劑為復(fù)合雷尼鎳粉末催化劑用量控制在O. 5 1.5% ；(b)氫化用氫氣純度大于99. 9% ；(c)氫化反應(yīng)溫度控制在 125 150°C ； (d)氫化反應(yīng)壓力控制在2. O 4. OMPa ； (e)氫化反應(yīng)時間控制在3 5小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種二聚胺制備的方法，其特征在于步驟(2)氨氣和高溫條件下腈化的反應(yīng)條件為(a)腈化反應(yīng)溫度控制在305 315°C ； (b)腈化反應(yīng)壓力控制在O.2 O. 3MPa ； (c)腈化反應(yīng)時間控制在5 6小時，步驟(3)催化劑及中壓條件下氫化的反應(yīng)條件為(a)催化劑為復(fù)合雷尼鎳粉末催化劑用量控制在O. 8 1.2% ；(b)氫化用氫氣純度大于99. 9% ；(c)氫化反應(yīng)溫度控制在 130 135°C；(d)氫化反應(yīng)壓力控制在2. 5 3. 5MPa ； (e)氫化反應(yīng)時間控制在3. 5 4. 5 小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種二聚胺制備的方法，其特征在于步驟(4)過濾分離，采用過濾與精密過濾兩道過濾，除盡溶液中的廢催化劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的一種二聚胺制備的方法，其特征在于步驟(5)刮板薄膜蒸發(fā)脫低沸物的條件為(a)刮板薄膜蒸發(fā)夾套溫度控制在160 200°C ； (b)刮板薄膜蒸發(fā)真空度控制在500 2000Pa ；步驟(6)短程分子蒸餾的條件為(a)夾套導(dǎo)熱油溫度控制在260 290°C ； (b)分子蒸餾真空度控制在O. I 5. OPa ； (c)內(nèi)置冷凝器循環(huán)水溫度控制在50 70°C; (d)冷井冷凍水溫度控制在零下5 20°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的一種二聚胺制備的方法，其特征在于步驟(5)刮板薄膜蒸發(fā)脫低沸物的條件為(a)刮板薄膜蒸發(fā)夾套溫度控制在170 190°C ； (b)刮板薄膜蒸發(fā)真空度控制在800 1500Pa ；步驟(6)短程分子蒸餾的條件為(a)夾套導(dǎo)熱油溫度控制在270 285°C ； (b)分子蒸餾真空度控制在O. 5 2. OPa ； (c)內(nèi)置冷凝器循環(huán)水溫度控制在55 65°C; (d)冷井冷凍水溫度控制在零下10 18°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的一種二聚胺制備的方法，其特征在于步驟(5)刮板薄膜蒸發(fā)脫低沸物的條件為(a)刮板薄膜蒸發(fā)夾套溫度控制在180 185°C ； (b)刮板薄膜蒸發(fā)真空度控制在1000 1200Pa ；步驟(6)短程分子蒸餾的條件為(a)夾套導(dǎo)熱油溫度控制在280 282°C ； (b)分子蒸餾真空度控制在O. 8 I. OPa ; (c)內(nèi)置冷凝器循環(huán)水溫度控制在58 62°C; (d)冷井冷凍水溫度控制在零下15 16°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種二聚胺制備的方法，其是以二聚酸為原料，在氨氣和高溫條件下腈化，在催化劑及中壓條件下氫化，經(jīng)過濾分離得到二聚胺粗品，通過刮板薄膜蒸發(fā)脫低沸物，經(jīng)短程分子蒸餾獲得高純二聚胺的方法。本發(fā)明的方法其氨化和氫化的反應(yīng)時間短，催化劑用量少，操作平穩(wěn)，產(chǎn)品得率高，質(zhì)量穩(wěn)定，色澤淺，操作費用低的特點。是二聚胺或高純二聚胺制備的有效途徑。
文檔編號C07C209/48GK102617357SQ20121006470
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月13日
發(fā)明者徐建彬, 鐘民強 申請人:江蘇永林油脂化工有限公司