一种乙二胺的制备方法及其产品技术

本发明专利技术公开了一种乙二胺的制备方法及其产品，其以工业乙二胺盐酸盐为原料，加热熔融后，以固体氢氧化钠作为中和剂，经过隔水反应，再通过常压蒸馏得到乙二胺；然后对得到的乙二胺产品经过分子筛、无水硫酸镁或氢氧化钠固体进行物理吸附脱水和/或间歇精馏脱水进行脱水纯化，最终制得的产品纯度可高达99％，本发明专利技术简化了乙二胺回收工艺的操作难度，提高了经济效益，在一定程度上解决了工厂对乙二胺的回收问题。

A Method for the Preparation of Ethylenediamine and Its Products

【技术实现步骤摘要】
一种乙二胺的制备方法及其产品
本专利技术属于化合物生产
，具体涉及一种乙二胺的制备方法及其产品。
技术介绍
乙二胺属于二元胺，它可以与盐酸形成乙二胺盐酸盐。乙二胺的作用很广泛，在国内的许多工业生产环节中，用作催化剂、稳定剂、固化剂等方向的乙二胺通常以乙二胺盐酸盐的形式回收，而工业回收的乙二胺盐酸盐常以低价出售，这与成品乙二胺有巨大的价格差距。乙二胺水溶性极强，沸点与水相近，蒸馏过程中水与乙二胺会产生共沸，所以通过蒸馏的手段无法分离乙二胺和水。关于乙二胺盐酸盐的再利用，目前已经有很多文献研究过，如甲醇钠被用作中和剂来去除HCl，生成的甲醇很容易从氯化钠中分离出来，得到纯度为98％的乙二胺，但是甲醇钠的成本太高；在温度80±10℃的条件下使用正丙醇为萃取剂，经过数次的萃取操作后再精馏产品，成功纯化含有氯化钠、氢氧化钠的乙二胺水溶液，得到纯度99％的乙二胺，该方法的主要缺点在于操作繁琐。田中社等以甲苯为共沸剂，通过共沸精馏分离乙二胺与水，形成的甲苯、H2O混合物再经相分回收甲苯，该工艺虽然可实现乙二胺与水的分离，但操作步骤多，溶剂毒性大，降低了技术的市场竞争力。王伟等使用双塔连续萃取精馏实现了乙二胺和水的分离，但耗能高，操作难度大。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种乙二胺的制备方法，该方法工艺简化，实现了乙二胺盐酸盐的有效回收，提高了产品的经济效益；本专利技术的目的之二在于提供一种乙二胺产品。为解决现有技术的缺陷，本专利技术采用的技术方案如下：技术方案一：一种乙二胺的制备方法，其以工业乙二胺盐酸盐为原料，加热熔融后，以固体氢氧化钠作为中和剂，经过隔水反应，再通过常压蒸馏得到粗品乙二胺。作为本专利技术的进一步改进，包括如下步骤：(1)向装有蒸馏收集器和冷凝管的三口烧瓶中加入乙二胺盐酸盐样品，置于油浴锅中，缓慢升温至62-68℃，加热使乙二胺盐酸盐固体全部变为黄色澄清液体；(2)取NaOH固体缓慢分批加入到烧瓶中，加料速度控制在1.5-2g/min，控制反应温度为60-68℃，搅拌使其充分反应待生成白色固体沉淀，液体变为深褐色时反应完全；其中NaOH固体与乙二胺盐酸盐的质量比为0.4-0.6：1；(3)将三口烧瓶转移至电加热套中，对反应后的生成物进行常压蒸馏处理，蒸馏温度控制在115-125℃之间，蒸馏过程中蒸馏收集器中逐渐得到无色液体，即为乙二胺粗产品。本专利技术的主要反应过程如下：H2NCH2CH2NH2HCl+NaOH→H2NCH2CH2NH2+NaCl+H2OHCl·H2NCH2CH2NH2HCl+2NaOH→H2NCH2CH2NH2+2NaCl+2H2O为了准确确定各物质的添加量，在制备过程开始之前，需要先测定和分析样品盐中盐酸和乙二胺的大致含量。其中盐酸含量采用铬酸钾为指示剂，然后用硝酸银标准溶液进行滴定。乙二胺含量测定过程中以溴甲酚绿为指示剂，以盐酸标准溶液进行滴定。作为本专利技术的进一步改进，步骤(1)中开始时油浴升温速率为5℃/min；当烧瓶中样品开始塌落，即有液相产生时，将升温速率调整为1℃/min；接近熔点时，升温速率速率调整到0.2℃/min，直至样品刚好全部变为黄色澄清液体。工业用乙二胺对其中水分含量要求很高，因此我们需要对粗产品进行脱水纯化处理。乙二胺水溶性极强，沸点与水相近，蒸馏过程中水与乙二胺会产生共沸，所以通过蒸馏的手段无法分离乙二胺和水，且须考虑脱水操作工艺成本，作为本专利技术的进一步改进，本专利技术步骤(3)后还包括脱水纯化步骤；所述纯化步骤为物理吸附脱水和/或间歇精馏脱水。作为本专利技术的进一步改进，所述物理吸附脱水过程采用3A、4A或5A分子筛、无水硫酸镁或氢氧化钠固体进行吸附脱水。作为本专利技术的进一步改进，所述3A、4A或5A分子筛与乙二胺产品的使用量比为10:1-1.25。作为本专利技术的进一步改进，脱水过程中所述无水硫酸镁与乙二胺的用量比为10:1-1.5。作为本专利技术的进一步改进，脱水过程中所述氢氧化钠与乙二胺的用量比为10:1.5-3。作为本专利技术的进一步改进，所述间歇精馏脱水步骤如下：向精馏塔塔釜中填加乙二胺产品，萃取剂1,4-丁二醇，回流比初始值为0.5，在真空泵下减压精馏操作；所述萃取剂1,4-丁二醇加入量与乙二胺产品的质量比为1：1.5-3.5。技术方案二：由以上制备方法制备得到的乙二胺产品。本专利技术具有如下技术效果：本专利技术首先对乙二胺盐酸盐进行了成分及性质分析，通过使用硝酸银标准液和盐酸标准液，滴定检测出乙二胺盐酸盐中盐酸含量和乙二胺的含量；通过熔点的检测发现乙二胺盐酸盐熔解成液态的条件。接着本专利技术采用固体氢氧化钠为中和剂与液态乙二胺盐酸盐反应生成乙二胺，代替传统的使用30％的氢氧化钠溶液，降低了后期脱水工艺难度，减少了工作量；并且与甲醇钠中和剂相比，氢氧化钠原料价格低，从而提高了乙二胺盐酸盐再回收的经济效益。然后通过简单蒸馏得到粗品乙二胺，利用质谱仪、微量水分测定仪、气相色谱仪检测分析出产物的含水量。本专利技术最后进行了产物乙二胺脱水纯化工艺研究，首先采用不同型号分子筛脱水、无水硫酸镁脱水、氢氧化钠固体脱水三种吸附脱水方案，得出使用不同型号分子筛脱水时，5A型分子筛脱水效率最佳，可以使含水量降低至5％，同时比较不同物质对脱水效率的影响时，得出固体氢氧化钠脱水效率最佳，可以使乙二胺纯度达到97％。为了达到更高纯度的乙二胺，本专利技术通过改进传统萃取精馏方法，加入1,4-丁二醇萃取剂破坏其共沸体系，使用单塔间歇精馏成功得到纯度为99％以上的乙二胺。与现有技术相比，本专利技术制备过程简化了乙二胺回收工艺的操作难度，提高了经济效益，在一定程度上解决了工厂对乙二胺的回收问题。附图说明附图1为实施例1中产品乙二胺的一级质谱图；附图2为实施例1中乙二胺水溶液气相色谱图；附图3为不同氢氧化钠用量下反应生成乙二胺的产率；附图4为不同型号分子筛脱水效果图；附图5为不同物理物质吸附脱水效果图。具体实施方式应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限值和下限值之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述的范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本专利技术内。这些较小范围的上限值和下限值可独立地包括或排除在范围内。另外，为了更好地说明本专利技术的内容，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本专利技术同样可以实施。在另外一些实施例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段未作详细描述，以便于凸显本专利技术的主旨。关于本专利技术的技术指标的测定方法均为本领域内使用标准方法，具体可参见最新的国家标准，除非另外说明。实施例1：1.1试剂与仪器本实施例中使用的试验药品和试验器材如表1和表2所示。表1实验药品表2实验器材1.2乙二胺盐酸盐成分及性质分析首先需要分析出该样品盐中乙二胺的大致含量，估算比较成品乙二胺和样品盐之间经济效益差异，为整个乙二胺盐酸盐再利用项目提供经济依据。同时需对该样品盐做一些性质分析，以找到其溶解的最适温度，使其能够与固体氢氧化钠直接反应。因为乙二胺为二元碱，所以该乙二胺盐酸盐样品中含有C2H8N2·HCl和C2H8N2·2HCl两种盐酸盐。首先用Ag本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种乙二胺的制备方法，其特征在于，其以工业乙二胺盐酸盐为原料，加热熔融后，以固体氢氧化钠作为中和剂，经过隔水反应，再通过常压蒸馏得到粗品乙二胺。

【技术特征摘要】
1.一种乙二胺的制备方法，其特征在于，其以工业乙二胺盐酸盐为原料，加热熔融后，以固体氢氧化钠作为中和剂，经过隔水反应，再通过常压蒸馏得到粗品乙二胺。2.根据权利要求1所述的一种乙二胺的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)向装有蒸馏收集器和冷凝管的三口烧瓶中加入乙二胺盐酸盐样品，置于油浴锅中，缓慢升温至62-68℃，加热使乙二胺盐酸盐固体全部变为黄色澄清液体；(2)取NaOH固体缓慢分批加入到烧瓶中，加料速度控制在1.5-2g/min，控制反应温度为60-68℃，搅拌使其充分反应待生成白色固体沉淀，液体变为深褐色时反应完全；其中NaOH固体与乙二胺盐酸盐的质量比为0.4-0.6：1；(3)将三口烧瓶转移至电加热套中，对反应后的生成物进行常压蒸馏处理，蒸馏温度控制在115-125℃之间，蒸馏过程中蒸馏收集器中逐渐得到无色液体，即为乙二胺粗产品。3.根据权利要求2所述的一种乙二胺的制备方法，其特征在于，步骤(1)中开始时油浴升温速率为5℃/min；当烧瓶中样品开始塌落，即液相产生时，将升温速率调整为1℃/min；接近熔点时，升温速率速率调整到0.2℃/min，直至样品刚好全...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶明富，夏国威，许立信，宋丰发，沈博文，万超，贾志刚，
申请(专利权)人：安徽工大化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34