一種制備n，n-二甲基-1，3-丙二胺的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于精細化工領(lǐng)域，涉及一種制備N，N- 二甲基-1，3-丙二胺的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]二胺是一類重要的化學物質(zhì)，廣泛用作原料、中間體或產(chǎn)物，例如二胺是合成聚酰胺過程中以及其他縮聚反應中的重要結(jié)構(gòu)單元。
[0003]N，N- 二甲基-1，3-丙二胺(DMAPA)是一種重要的中間體，用于例如潤滑劑的工業(yè)制備，另外，DMAPA用作制備促凝劑的原料，本身應該具有防腐性能。
[0004]專利CN102617356A對DMAPA的合成方法進行了概括，但與國內(nèi)的生產(chǎn)合成方法有所不同。主要原因為國內(nèi)主要以生產(chǎn)DMAPA為目的，而該專利提供的合成方法以有效利用相應的腈類原料為目的。
[0005]目前，國內(nèi)主流的生產(chǎn)工藝為丙烯腈和二甲胺合成N，N-二甲基丙腈，再由N，N-二甲基丙腈為溶劑，也為原料，在核實的溫度和適量的液氨作為抑制劑下，在雷尼鎳催化劑的作用下高壓加氫制備粗丙二胺，而目前國內(nèi)丙腈制備丙二胺的選擇性在95-96%，其中有2-3%的重組分雜質(zhì)產(chǎn)生，使得國內(nèi)DMAPA裝置每年產(chǎn)生大量的重渣需要處理，對于專業(yè)生產(chǎn)丙二胺的裝置來講無疑是一個十分煩惱而有浪費原料和生產(chǎn)成本的問題，使得部分企業(yè)不得不對仲胺進行回收，然而由于仲胺的比例很低，重渣粘度較大，回收分離難度很大，需要額外增加技術(shù)投入和建立精餾設備進行回收，大大增加DMAPA裝置的投資和生產(chǎn)運作成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于為了解決現(xiàn)有DMAPA合成裝置每年產(chǎn)生大量的重渣需要處理，既浪費原料又增加生產(chǎn)經(jīng)營產(chǎn)本的缺陷而提供一種便于大規(guī)模工業(yè)制備，且制備過程中有效地提高丙腈制備DMAPA的選擇性，降低了合成原料，尤其是丙烯腈的消耗，也極大地降低產(chǎn)物中仲胺的含量，避免產(chǎn)物中含有過多的重渣，降低了 DMAPA和成裝置的投資和生產(chǎn)運作成本的制備N，N- 二甲基-1，3-丙二胺的方法。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種制備N，N- 二甲基-1，3-丙二胺的方法，所述方法包括以下步驟:
a)將丙烯腈加入到合成釜內(nèi)，控制溫度120-140°C，攪拌、冷卻水循環(huán)降溫的條件下加入二甲胺，經(jīng)過減壓精餾去除二甲胺制得N，N- 二甲氨基丙烯腈；
b)將步驟a)制得的N，N-二甲氨基丙烯腈加入高壓釜，加入加氫催化劑，向高壓釜內(nèi)通入液氨，升溫至80-95°C，壓力保持在2.5-3MPa，通入氫氣，攪拌同時保持溫度80_95°C，反應，沉降后初餾，精餾得到N，N-二甲基-1，3-丙二胺，然后貯罐包裝。在本技術(shù)方案中，制腈反應化學方程式:(CH3) 2NH + CH2=CHCN — (CH3) 2NCH2CH2CN
加氫反應化學方程式:(CH3) 2NCH2CH2CN + 2?-(CH 3) 2NCH2CH2CH2NH2 副反應:CH2=CHCN + 3? 一 CH3CH2CH2NH20
[0008]作為優(yōu)選，步驟a)中，丙烯腈與二甲胺的摩爾比為1:1。
[0009]作為優(yōu)選，加氫催化劑與N，N-二甲基丙腈的摩爾比為10:1。
[0010]作為優(yōu)選，初餾時將溫度大于134°C的餾分送入精餾。
[0011]作為優(yōu)選，加氫催化劑的制備方法如下:按重量份計稱取65-70份N1、55-60份Al與10-12份輔助添加劑，在3200-3300°C下熔融后冷卻，粉碎過300-400目篩得到合金粉末，將合金粉末在堿液中活化，活化的同時在外部施加1.5-1.8T的磁場，然后洗滌至pH值為10.2-11.3，所得產(chǎn)物即為加氫催化劑。
[0012]在本技術(shù)方案中，雷尼鎳的高催化活性來自于鎳本身的催化性質(zhì)和其多孔的結(jié)構(gòu)，而多孔結(jié)構(gòu)即源自于用濃氫氧化鈉溶液除去鎳鋁合金中的鋁，這一過程被稱為浸出，簡化之后的浸出反應如下:
2A1 + 2Na0H + 6H20 — 2Na[Al(0H)4] + 3H2
由于浸出反應帶來了催化劑的活性，同時產(chǎn)生的氫氣儲存進了催化劑中，故也稱之為活化。成品的表面積通常通過氣體(如氫氣)的吸附實驗來測量。實驗發(fā)現(xiàn)幾乎所有的接觸面積都存在著鎳。商業(yè)化的雷尼鎳的平均鎳接觸面積是100 Hf /g。
[0013]作為優(yōu)選，所述輔助添加劑為石墨烯、納米二氧化鈦、氧化鑭或納米二氧化硅。在本技術(shù)方案中，輔助添加劑的存在是為了給雷尼鎳提高活性，由于雷尼鎳活性高低與表面活性中心的數(shù)量有關(guān)，活性中心表面密度大者催化活性高，而輔助添加劑選擇比表面積大的物質(zhì)，使得表面活性中心數(shù)量增加，從而提高雷尼鎳的催化活性，并且在制備過程中增加了磁場，使得活性中心的排序更加順暢，從而進一步的增加其催化活性。
[0014]作為優(yōu)選，所述堿液是質(zhì)量分數(shù)38-40%的氫氧化鈉溶液。
[0015]作為優(yōu)選，合金粉末活化前與質(zhì)量濃度30-50%的二甲基甲酰胺溶液及酸溶液按照Ig:40-50mL:15-20mL的料液比混合，控制溫度95-100°C下攪拌混合60_75min，過濾，分別用水和無水乙醇洗滌，160-180°C下真空干燥15-20min得初級改性合金粉末；將初級改性合金粉末與化學剪切液按照Ig:45-55mL的料液比混合，加熱至280_320°C，水熱反應2-3h，冷卻，水洗，得次級改性合金粉末；次級改性合金粉末與質(zhì)量濃度50-60%的高氯酸按照Ig:35-45mL的料液比混合均勻，加熱至180-220°C保持10小時，冷卻，過濾，水洗，真空干燥后得改性合金粉末。在本技術(shù)方案中，將合金粉末與質(zhì)量濃度30-50%的二甲基甲酰胺溶液及酸溶液混合，同時輔以攪拌，以擴大合金粉末與液體的接觸面，使得合金粉末分散均勻，質(zhì)量濃度30-50%的二甲基甲酰胺溶液及酸溶液的特定溶劑組合體系，能夠使得合金粉末能在體系中分散更均勻，有效避免合金粉末團聚。
[0016]先將納米無機化合物顆粒分散均勻，這樣利于后續(xù)剪切，將分散均勻的納米無機化合物顆粒與本發(fā)明特定的化學剪切液水熱反應，能有效切斷合金粉末，獲得長度較均一(長度大約在100-150nm)左右的均一化合金粉末。
[0017]然后將均一化合金粉末在高氯酸中水熱反應，高氯酸分子能夠插層、溶脹合金粉末，使合金粉末彼此分開并將其表面高反應活性暴露出來，從而實現(xiàn)選擇性功能化。
[0018]作為優(yōu)選，酸溶液為質(zhì)量濃度70%的濃硝酸與質(zhì)量濃度98%的濃硫酸按照
2.5-3.2:1的體積比的混合物。
[0019]作為優(yōu)選，化學剪切液為濃度0.9-1.2moL/L的鉬酸鈉溶液與濃度0.6-0.8moL/L的硅鉬酸溶液按照1:1的體積比的混合物。
[0020]本發(fā)明的有益效果:
1)本發(fā)明提供了一種制備DMAPA的方法，工藝簡單，保證了選擇性的提高，大大減少了單位重渣的產(chǎn)量，節(jié)約了大量危廢的處理費用；
2)本發(fā)明的方法降低了原料丙烯腈和二甲胺的消耗，節(jié)約了DMAPA合成裝置的原料消耗成本，即節(jié)省了生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)利益；
3)本發(fā)明的方法便于大規(guī)模工業(yè)制備，且制備過程中有效地提高丙腈制備DMAPA的選擇性，降低了合成原料也極大地降低產(chǎn)物中仲胺的含量，避免產(chǎn)物中含有過多的重渣，降低了 DMAPA和成裝置的投資和生產(chǎn)運作成本。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明一種制備N，N- 二甲基-1，3-丙二胺的方法的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0022]下面通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步描述說明。
[0023]如果無特殊說明，本發(fā)明的實施例中所采用的原料均為本領(lǐng)域常用的原料，實施例中所采用的方法，均為本領(lǐng)域的常規(guī)方法。
[0024]實施例1
參照圖1，一種制備N，N- 二甲基-1，3-丙二胺的方法，所述方法包括以下步驟:
a)將丙烯腈加入到合成釜內(nèi)，控制溫度120°C，攪拌、冷卻水循環(huán)降溫的條件下加入二甲胺，經(jīng)過減壓精餾去除二甲胺，壓力0.03MPa，制得N，N-二甲氨基丙烯腈；丙烯腈與二甲胺的摩爾比為1:1 ;
b)將步驟a)制得的N，N-二甲氨基丙烯腈加入高壓釜，加入加氫催化劑，向高壓釜內(nèi)通入液氨，升溫至80°C，壓力保持在2.5MPa，通入氫氣，攪拌同時保持溫度80°C，反應，沉降后初餾，精餾得到N，N- 二甲基-1，3-丙二胺，然后貯罐包裝；加氫催化劑與N，N- 二甲基丙腈的摩爾比為10:1 ;初餾時將溫度大于134°C的餾分送入精餾.取高壓釜內(nèi)反應液檢測，DMAPA含量99.4%，丙腈殘余量0.01%，輕組分雜質(zhì)含量0.15%，重組分雜質(zhì)含量0.61%，其中仲胺0.37%。
[0025]加氫催化劑的制備方法如下:按重量份計稱取65份N1、55份Al與10份輔助添加劑納米二氧化硅，在3200°C下熔融后冷卻，粉碎過300目篩得到合金粉末，將合金粉末在堿液中活化，活化的同時在外部施加1.5T的磁場，然后洗滌至pH值為10.2，所得產(chǎn)物即為加氫催化劑。所述堿液是質(zhì)量分數(shù)38%的氫氧化鈉溶液。
[0026]合金粉末活化前與質(zhì)量濃度30%的二甲基甲酰胺溶液