一種二乙醇單異丙醇胺的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種二乙醇單異丙醇胺的制備方法，包括如下步驟：（1）往反應(yīng)釜內(nèi)通入惰性氣體置換反應(yīng)釜內(nèi)的空氣；（2）將環(huán)氧丙烷與二乙醇胺進(jìn)行預(yù)混合，然后加入到反應(yīng)釜內(nèi)，通入惰性氣體維持反應(yīng)釜內(nèi)的壓力為0.1~0.5Mpa，對物料進(jìn)行攪拌混合，然后升溫，保溫反應(yīng)，得到二乙醇單異丙醇胺產(chǎn)品。本發(fā)明利用二乙醇胺及環(huán)氧丙烷為原料，摒棄常規(guī)的以水為溶劑，經(jīng)過物料的預(yù)混合，降低了反應(yīng)物料的粘度及凝固點，同時兩種物料在反應(yīng)器中分散均勻，有利于反應(yīng)的快速進(jìn)行；另外在低烷胺比的條件下，有利于提高環(huán)氧丙烷的利用率，降低副反應(yīng)發(fā)生的概率，整個生產(chǎn)流程具有能耗低、物料轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)品純度高，品質(zhì)穩(wěn)定，無廢棄物產(chǎn)生的優(yōu)點。
【專利說明】一種二乙醇單異丙醇胺的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體涉及一種高純度二乙醇單異丙醇胺的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]二乙醇胺單異丙醇胺是一種低毒、對環(huán)境友好的醇胺類精細(xì)化工產(chǎn)品，主要用于表面活性劑，廣泛應(yīng)用于化工原料，顏料、醫(yī)藥、建筑材料等各領(lǐng)域，在水泥添加劑、護(hù)膚類產(chǎn)品及紡織物柔順劑中應(yīng)用較多。
[0003]目前在水泥助磨劑領(lǐng)域，其配方大都是醇類、醇胺類、醋酸鹽類等化工原料單一或復(fù)合的產(chǎn)品，水泥助磨劑的應(yīng)用重點已不僅僅關(guān)注其助磨作用，更關(guān)注其對水泥的增強(qiáng)作用，因此高助磨性及高強(qiáng)度增強(qiáng)性能的水泥助磨劑的開發(fā)與應(yīng)用越來越受到重視，與其他同類水泥添加劑產(chǎn)品相比，二乙醇單異丙醇胺(DEIPA)在提高粉磨效率，節(jié)能降耗及改善水泥強(qiáng)度方面對比對比其他醇胺類產(chǎn)品有較大優(yōu)勢。US7160384及US6048393公開的水泥助磨劑專利表明，二乙醇單異丙醇胺在助磨性能方面能大幅提高水泥的比表面積，能同時增強(qiáng)水泥的早期及晚期強(qiáng)度。在柔順劑應(yīng)用領(lǐng)域文獻(xiàn)Journal of Sur-factants andDetergents, Vol.4, (October, 2001)表明，由二乙醇單異丙醇胺制備的二酯季銨鹽類柔順劑在生物降解性、柔順性及制造成本方面有很大優(yōu)勢。
[0004]目前二乙醇單異丙醇胺有多種制備方法，如US2649483A采用二乙醇胺與環(huán)氧丙烷反應(yīng)制備二乙醇單異丙醇胺，該方法采用在Imm汞柱的絕對壓力下進(jìn)行減壓蒸餾的方式分離反應(yīng)產(chǎn)物，真空度高對設(shè)備要求較高。
[0005]專利CN10292403A公布了一種采用水做為溶劑，以DEA及環(huán)氧丙烷為原料在阻聚劑存在的條件下制備二乙醇單異丙醇胺的方法，該方法的缺陷在于，蒸餾過程真空度高，對生產(chǎn)設(shè)備的的要求較高；同時阻聚劑的加入使得反應(yīng)體系更加復(fù)雜，蒸餾后有釜底物殘留，難以處理。
[0006]專利CN103224453A采用水做為溶劑，以環(huán)氧丙烷及二乙醇胺為原料制備二乙醇單異丙醇胺，該方法的缺陷在于，烷胺比較高，過量的環(huán)氧丙烷難以回收，同時過量的環(huán)氧丙烷會加速副產(chǎn)物的生成，另外溶劑水的存在使得環(huán)氧丙烷部分水解，降低了環(huán)氧丙烷的利用率。
[0007]以上所述專利文獻(xiàn)，其物料均采用滴加環(huán)氧丙烷的進(jìn)料方式，該進(jìn)料方式的缺陷在于在進(jìn)料的中后期，反應(yīng)體系中二乙醇胺含量逐漸減少，而二乙醇單異丙醇胺含量不斷增加，發(fā)生副反應(yīng)的概率也逐漸增大，因此副產(chǎn)物也較多。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在提供一種能耗低，物料轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)品純度適用不同的應(yīng)用需求，色度穩(wěn)定，生產(chǎn)過程綠色環(huán)保的二乙醇單異丙醇胺的制備方法。
[0009]為解決上述問題，本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下:
一種二乙醇單異丙醇胺的制備方法，包括如下步驟: (1)往反應(yīng)釜內(nèi)通入惰性氣體置換反應(yīng)釜內(nèi)的空氣；
(2)將環(huán)氧丙烷與二乙醇胺進(jìn)行預(yù)混合，然后加入到反應(yīng)釜內(nèi)，通入惰性氣體維持反應(yīng)釜內(nèi)的壓力為0.Γ0.5Mpa，對物料進(jìn)行攪拌混合，然后升溫至4(Tl00°C，保溫反應(yīng)2飛小時，得到二乙醇單異丙醇胺產(chǎn)品。
[0010]步驟(2)中環(huán)氧丙烷與二乙醇胺的摩爾比為0.4?1:1。
[0011]本發(fā)明中，二乙醇胺采用環(huán)氧丙烷替代水作為溶劑，其目的在于排除環(huán)氧丙烷發(fā)生水解的可能性，提聞環(huán)氧丙燒的利用率，從而提聞物料的轉(zhuǎn)化率。
[0012]環(huán)氧丙烷與二乙醇胺反應(yīng)時，反應(yīng)壓力低的話環(huán)氧丙烷部分揮發(fā)，不利反應(yīng)充分進(jìn)行；因此控制反應(yīng)釜內(nèi)的壓力為0.Γ0.5Mpa。
[0013]步驟(2)中環(huán)氧丙烷預(yù)混合前的溫度為-8?8°C，優(yōu)選5°C;二乙醇胺預(yù)混合前的溫度為3(Γ40，優(yōu)選為35°C。將環(huán)氧丙烷與二乙醇胺進(jìn)行預(yù)混合，其目的在于利用兩種物質(zhì)的相溶特性降低混合物料的粘度及凝固點，同時反應(yīng)物料在反應(yīng)體系中均勻分散有利于合成反應(yīng)的快速進(jìn)行，降低副反應(yīng)發(fā)生的可能性。
[0014]步驟(2)中對物料進(jìn)行攪拌時控制物料溫度為1(T20°C，攪拌混合0.5^1小時。
[0015]當(dāng)烷胺比過高時，有利于醇醚副產(chǎn)物的生成，同時過高烷胺比也可能造成二乙醇單異丙醇胺產(chǎn)品色度加深；當(dāng)烷胺比較低時，副反應(yīng)較少。本發(fā)明根據(jù)不同應(yīng)用需求采用不同的投料比。在日化應(yīng)用領(lǐng)域采用環(huán)氧丙烷與二乙醇胺的摩爾比為0.41.7:1，優(yōu)選為
0.5:1 ;在建材應(yīng)用領(lǐng)域采用環(huán)氧丙烷與二乙醇胺的摩爾比為0.93?1:1，優(yōu)選為0.98:1。可生產(chǎn)不同純度的二乙醇單異丙醇胺產(chǎn)品，以滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求。
[0016]當(dāng)環(huán)氧丙烷與二乙醇胺的摩爾比為0.93?1:1時，可以將制得的二乙醇單異丙醇胺產(chǎn)品直接出料灌裝。
[0017]當(dāng)環(huán)氧丙烷與二乙醇胺的摩爾比為0.Γ0.7:1時，可以將得到的二乙醇單異丙醇胺產(chǎn)品送入到精餾塔進(jìn)行減壓精餾處理。
[0018]減壓精餾真空度為-0.097?-0.099Mpa，在真空度-0.099MPa下分離出粗產(chǎn)品中的二乙醇胺原料，分離出的二乙醇胺可做為反應(yīng)物循環(huán)利用。精餾后的塔釜液即為二乙醇胺單異丙醇胺。所述惰性氣體采用本領(lǐng)域內(nèi)的常規(guī)惰性氣體均可，優(yōu)選為氮氣；本發(fā)明通過往反應(yīng)釜內(nèi)通入惰性氣體置換反應(yīng)釜內(nèi)的空氣，其目的是排除反應(yīng)器內(nèi)的空氣，防止環(huán)氧丙烷在高溫下爆炸。
[0019]步驟(2)中升溫至4(T10(TC采用如下方法進(jìn)行升溫:先將混合后的物料加熱至3(T40°C，然后停止加熱，由反應(yīng)放熱進(jìn)行升溫，并通過冷凝水控制釜內(nèi)反應(yīng)溫度為4(T10(TC。所述反應(yīng)溫度的控制，充分利用反應(yīng)的放熱，生產(chǎn)過程中基本上無需加熱。反應(yīng)溫度過低，反應(yīng)速度慢；反應(yīng)溫度高，反應(yīng)副產(chǎn)物較多；反應(yīng)溫度的控制范圍為4(T10(TC，優(yōu)選為6(T80°C。
[0020]本發(fā)明利用二乙醇胺及環(huán)氧丙烷為原料，摒棄常規(guī)的以水為溶劑的方法，創(chuàng)新性的采用環(huán)氧丙烷原料為溶劑，經(jīng)過物料的預(yù)混合，降低了反應(yīng)物料的粘度及凝固點，同時兩種物料在反應(yīng)器中分散均勻，有利于反應(yīng)的快速進(jìn)行；另外在低烷胺比的條件下，有利于提高環(huán)氧丙烷的利用率，降低副反應(yīng)發(fā)生的概率，整個生產(chǎn)流程具有能耗低、物料轉(zhuǎn)化率高，廣品純度聞，品質(zhì)穩(wěn)定，無廢棄物廣生的優(yōu)點。

【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合具體實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
[0022]實施例1
高壓反應(yīng)釜預(yù)先用氮氣置換反應(yīng)釜內(nèi)的空氣，將2.1噸二乙醇胺，1.14噸環(huán)氧丙烷經(jīng)預(yù)混合器送入高壓反應(yīng)釜，并將反應(yīng)釜升壓至0.4MPa，開啟攪拌裝置，開啟冷凝水控制釜內(nèi)溫度10-20°C，攪拌混合I小時后，停冷凝水，將物料加熱至30°C，停止加熱，利用反應(yīng)熱進(jìn)行升溫，控制反應(yīng)溫度為80°C，攪拌反應(yīng)6小時，得到二乙醇單異丙醇胺產(chǎn)品，經(jīng)氣相色譜分析產(chǎn)品純度為96.51%。
[0023]實施例2
高壓反應(yīng)釜預(yù)先用氮氣置換反應(yīng)釜內(nèi)的空氣，將2.1噸二乙醇胺，1.16噸環(huán)氧丙烷經(jīng)預(yù)混合器送入高壓反應(yīng)釜，并將反應(yīng)釜升壓至0.4MPa，開啟攪拌裝置，開啟冷凝水控制釜內(nèi)溫度10-20°C，攪拌混合0.8小時后，停冷凝水，將物料加熱至35°C，停止加熱，利用反應(yīng)熱進(jìn)行升溫，控制反應(yīng)溫度為90°C，攪拌反應(yīng)6小時，得到二乙醇單異丙醇胺產(chǎn)品，經(jīng)氣相色譜分析產(chǎn)品純度為95.63%。
[0024]實施例3
高壓反應(yīng)釜預(yù)先用氮氣置換反應(yīng)釜內(nèi)的空氣，將2.1噸二乙醇胺，0.464噸環(huán)氧丙烷經(jīng)預(yù)混合器送入高壓反應(yīng)釜，并將反應(yīng)釜升壓至0.2MPa，開啟攪拌裝置，開啟冷凝水控制釜內(nèi)溫度10-20°C，攪拌混合0.5小時后，停冷凝水，將物料加熱至40°C，停止加熱，利用反應(yīng)熱進(jìn)行升溫，控制反應(yīng)溫度為100°C，攪拌反應(yīng)4小時，得到二乙醇單異丙醇胺粗產(chǎn)品，將粗產(chǎn)品升溫后通入連續(xù)精餾裝置，在-0.099MPa真空度條件下，分離出粗產(chǎn)品中的二乙醇胺原料，塔釜物料即為所需的二乙醇單異丙醇胺產(chǎn)品，經(jīng)氣相色譜分析產(chǎn)品純度為98.31%。
[0025]實施例4
高壓反應(yīng)釜預(yù)先用氮氣置換反應(yīng)釜內(nèi)的空氣，將2.1噸二乙醇胺，0.58噸環(huán)氧丙烷經(jīng)預(yù)混合器送入高壓反應(yīng)釜，并將反應(yīng)釜升壓至0.2MPa，開啟攪拌裝置，開啟冷凝水控制釜內(nèi)溫度10-20°C，攪拌混合I小時后，停冷凝水，將物料加熱至35°C，停止加熱，利用反應(yīng)熱進(jìn)行升溫，控制反應(yīng)溫度為60°C，攪拌反應(yīng)6小時，得二乙醇單異丙醇胺粗產(chǎn)品，將粗產(chǎn)品升溫后通入連續(xù)精餾裝置，在-0.097MPa真空度條件下，分離出粗產(chǎn)品中的二乙醇胺原料，塔釜物料即為所需的二乙醇單異丙醇胺產(chǎn)品，經(jīng)氣相色譜分析產(chǎn)品純度為99.42%。
[0026]實施例5
高壓反應(yīng)釜預(yù)先用氮氣置換反應(yīng)釜內(nèi)的空氣，將2.1噸二乙醇胺，0.464噸環(huán)氧丙烷經(jīng)預(yù)混合器送入高壓反應(yīng)釜，并將反應(yīng)釜升壓至0.4MPa，開啟攪拌裝置，開啟冷凝水控制釜內(nèi)溫度10-20°C，攪拌混合I小時后，停冷凝水，將物料加熱至40°C，停止加熱，利用反應(yīng)熱進(jìn)行升溫，控制反應(yīng)溫度為90°C，攪拌反應(yīng)6小時，得二乙醇單異丙醇胺粗產(chǎn)品，將粗產(chǎn)品升溫后通入連續(xù)精餾裝置，在-0.099MPa真空度條件下，分離出粗產(chǎn)品中的二乙醇胺原料，塔釜物料即為所需的二乙醇單異丙醇胺產(chǎn)品，經(jīng)氣相色譜分析產(chǎn)品純度為98.13%。
[0027]對比例I
高壓反應(yīng)釜預(yù)先用氮氣置換反應(yīng)釜內(nèi)的空氣，將2.1噸二乙醇胺，1.14噸環(huán)氧丙烷及
0.4噸水經(jīng)預(yù)混合器送入高壓反應(yīng)釜，并將反應(yīng)釜升壓至0.4MPa，開啟攪拌裝置，開啟冷凝水控制釜內(nèi)溫度10-20°C，攪拌混合I小時后，停冷凝水，將物料加熱至30°C，停止加熱，利用反應(yīng)熱進(jìn)行升溫，控制反應(yīng)溫度為80°C，攪拌反應(yīng)6小時，得二乙醇單異丙醇胺產(chǎn)品，經(jīng)氣相色譜分析產(chǎn)品純度為93.70%。
[0028] 對比例2
高壓反應(yīng)釜預(yù)先用氮氣置換反應(yīng)釜內(nèi)的空氣，將2.1噸二乙醇胺送入高壓反應(yīng)釜，二乙醇胺物料溫度為50°C，開啟環(huán)丙泵將1.14噸環(huán)氧丙烷緩慢通入反應(yīng)釜內(nèi)，同時開啟冷凝控制釜內(nèi)反應(yīng)溫度80°C，環(huán)氧丙烷進(jìn)料時間控制在I小時以內(nèi)，進(jìn)料完畢，將釜內(nèi)壓力升至
0.4MPa，反應(yīng)過程中以I小時為間隔取樣進(jìn)行氣相色譜分析，攪拌反應(yīng)6小時，得二乙醇單異丙醇胺產(chǎn)品，經(jīng)氣相色譜分析產(chǎn)品純度為94.43%。
【權(quán)利要求】
1.一種二乙醇單異丙醇胺的制備方法，其特征在于包括如下步驟: (1)往反應(yīng)釜內(nèi)通入惰性氣體置換反應(yīng)釜內(nèi)的空氣； (2)將環(huán)氧丙烷與二乙醇胺進(jìn)行預(yù)混合，然后加入到反應(yīng)釜內(nèi)，通入惰性氣體維持反應(yīng)釜內(nèi)的壓力為0.Γ0.5Mpa，對物料進(jìn)行攪拌混合，然后升溫至4(Tl00°C，保溫反應(yīng)2飛小時，得到二乙醇單異丙醇胺產(chǎn)品； 步驟(2)中環(huán)氧丙烷與二乙醇胺的摩爾比為0.Π:10
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(2)中環(huán)氧丙烷預(yù)混合前的溫度為-8?8°C，二乙醇胺預(yù)混合前的溫度為3(T40°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(2)中對物料進(jìn)行攪拌時控制物料溫度為1(T20°C，攪拌混合0.5?I小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(2)中環(huán)氧丙烷與二乙醇胺的摩爾比為 0.4^0.7:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于將步驟(2)得到的二乙醇單異丙醇胺產(chǎn)品進(jìn)行減壓精餾，得到高純度的二乙醇單異丙醇胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于步驟(3)中減壓精餾時的真空度為-0.097?-0.099Mpa。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(2)中環(huán)氧丙烷與二乙醇胺的摩爾比為0.93?1:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述惰性氣體為氮氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟(2)中升溫至4(T10(TC采用如下方法進(jìn)行升溫:先將混合后的物料加熱至3(T40°C，然后停止加熱，由反應(yīng)放熱進(jìn)行升溫，并通過冷凝水控制釜內(nèi)反應(yīng)溫度為4(T10(TC。
【文檔編號】C07C215/12GK104230724SQ201410441218
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】汪少平, 張書, 杭建榮, 李國華 申請人:南京紅寶麗醇胺化學(xué)有限公司