催化剂的制备方法及一异丙醇胺的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种催化剂的制备方法，其用于合成一异丙醇胺，该催化剂的制备方法包括以下步骤：(1)将水溶性钙盐溶于水中，配置成钙盐水溶液；(2)向钙盐水溶液中加入氢型丝光沸石(H

【技术实现步骤摘要】
催化剂的制备方法及一异丙醇胺的合成方法


[0001]本专利技术涉及一种催化剂的制备方法以及采用该催化剂进行一异丙醇胺的合成方法。

技术介绍

[0002]一异丙醇胺(简称MIPA)是具有氨基和醇性羟基的醇胺类化合物，具有胺和醇的综合性能。由于一异丙醇胺产品具有毒性小，安全无副作用及环保等优点，广泛应用于表面活性剂、医药农药中间体、金属加工液、纤维加工助剂、油漆、涂料、个人护理用品、钛白粉等领域，具有广阔的市场前景。
[0003]现在工业上生产异丙醇胺的方法大多是以液氨与环氧丙烷为原料，以水作催化剂合成异丙醇胺系列混合物，再逐级分离出一异丙醇胺(MIPA)、二异丙醇胺(DIPA)、三异丙醇胺(TIPA)三种产品。但该工艺的合成产物中一异丙醇胺比例较低，会生产大量的二异丙醇胺和三异丙醇胺，不仅增加生产成本，而且分离的三异丙醇胺品质较差，无法满足市场的要求。
[0004]专利CN110327967A则提供了一种新型催化剂，以硫酸铵对HZSM
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5分子筛进行改性，合成出的催化剂可用于合成异丙醇胺。采用该催化剂所生产的产品中，以一异丙醇胺为主，但仍含量一定量的三异丙醇胺。该工艺采用高氨烷比，液氨回收量大，设备要求高，且硫酸铵在催化剂焙烧过程中易分解气化，制备困难。
[0005]专利CN112076780A则以Pd/Au/La
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ZSM作催化剂，采用液氨和环氧丙烷合成异丙醇胺。该申请所生产的产品以三异丙醇胺为主，含有少量的一异丙醇胺，且由于采用了贵金属，使得催化剂的价格昂贵。
[0006]虽然现有技术中，已能够生产以一异丙醇胺为主要成分的异丙醇胺混合产物，但由于在进行分离获得一异丙醇胺产品时，仍会含有微量的二异丙醇胺和三异丙醇胺，要获得高纯度的一异丙醇胺产品，需要采用逐级分离的方法，将其中的二异丙醇胺和三异丙醇胺进行分离，生产成本极高，
[0007]由于异丙醇胺系列产品属于热敏性物质，温度过高容易导致产品色度升高，杂质增多。而三异丙醇胺的沸点305℃，精馏温度较高，精馏得到的三异丙醇胺产品色度高，纯度低，无法满足市场的要求。

技术实现思路

[0008]为解决上述问题，本专利技术首先提出了一种催化剂的制备方法，其用于合成一异丙醇胺，该催化剂的制备方法包括以下步骤：
[0009](1)将水溶性钙盐溶于水中，配置成钙盐水溶液；
[0010](2)向钙盐水溶液中加入氢型丝光沸石(H
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MOR)进行过量浸渍，在恒温搅拌后，过滤、洗涤、干燥；
[0011](3)重复步骤(2)若干次后，将完成干燥的样品进行焙烧，获得该催化剂。具体地，
该水溶性钙盐为硝酸钙或乙酸钙。
[0012]本催化剂中，通过离子交换，在氢型丝光沸石中引入活性组分Ca离子，以形成新的催化剂，在实验中发现，在氢型丝光沸石中仅仅引入Ca离子，即可有效地提高反应的选择性，使氨与环氧丙烷反应时，更趋向于生成一异丙醇胺，仅仅生成少量的二异丙醇胺，且不再生成三异丙醇胺，其原因可能是在催化剂制备过程中形成较小的孔结构尺寸，使得小分子结构的一异丙醇胺能够生成并通过，而二异丙醇胺较少通过，三异丙醇胺则无法通过，从而减少或避免二异丙醇胺和三异丙醇胺的生成。
[0013]本申请所制得的催化剂能够作为异丙醇胺合成的催化剂，在反应过程中，具有优异的活性和选择性，不仅可以有效提高合成产物中一异丙醇胺的比例，而且避免生成三异丙醇胺，减少二异丙醇胺的比例。由于没有三异丙醇胺，简化了产物中各组分的分离步骤，提高了生产效率，并降低了生产成本。且所生产的二异丙醇胺中没有三异丙醇胺，提高了二异丙醇胺产品的纯度。
[0014]另外，采用本申请所制备的催化剂在生产异丙醇胺时，无需补充水作为溶剂或催化剂，避免了水的回收，降低了产品的能耗，也同时降低了环氧丙烷与水的副反应，提高了原料利用率。
[0015]本专利技术采用低氨烷比和非水体系，减少液氨回收量，并避免了水的回收，降低了能耗和工时，也减少了环氧丙烷与水的副反应发生。
[0016]同时本反应中三种异丙醇胺产品的合成比例符合现有市场的需求量，减少了产品的库存量，降低了储存成本和要求。
[0017]具体地，钙盐水溶液的浓度为0.1～0.3mol/L。在该浓度下，钙盐水溶液中的钙离子能够顺利地负载在氢型丝光沸石上面。试验发现，当钙盐水溶液的浓度过低时，无法在氢型丝光沸石上均匀分布，溶液浓度过高，则造成原料浪费。
[0018]进一步，为了使钙盐顺利负载到氢型丝光沸石上，恒温搅拌时的温度为30～60℃，搅拌时间为4～8h。温度过高会导致钙盐在水中溶解度增加，导致负载量较少，钙盐无法均匀分布。温度过低则不利于钙盐有效负载在氢型丝光沸石上。
[0019]具体地，干燥时，干燥温度为100～120℃，每次干燥的时间为12～24h。
[0020]干燥的主要目的是烘干水分，100
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120℃有利于快速高效达到该目的。温度低则烘干时间过长，温度过高则导致能耗浪费。
[0021]具体地，焙烧的温度为400～500℃，焙烧时间为2～5h。
[0022]催化剂焙烧主要是将钙盐转化为氧化钙，并使催化剂具有合适孔结构，使得二异丙醇胺和三异丙醇胺较难或不能通过该孔结构。不在该温度和时间范围内，均无法得到该效果。
[0023]其次，本申请还公开了一异丙醇胺的合成方法，其步骤如下：
[0024](1)将催化剂加入高压釜内，用氮气置换，然后通入环氧丙烷和液氨，升温至设定温度后，保温，进行反应；该催化剂采用上述任意一项所述的制备方法所制备；
[0025](2)反应结束后，冷却降温，脱氮，然后过滤，回收催化剂，滤液通过减压精馏后获得一异丙醇胺。
[0026]该合成方法中不添加水。该合成方法中，包括催化剂以及环氧丙烷和液氨等反应物料中均不含水分。
[0027]该合成方法中，利用上述催化剂，具有优异的活性和选择性，不仅可以有效提高合成产物中一异丙醇胺的比例，而且避免生成三异丙醇胺，减少二异丙醇胺的比例。由于没有三异丙醇胺，简化了产物中各组分的分离步骤，提高了生产效率，并降低了生产成本。且所生产的二异丙醇胺中没有三异丙醇胺，提高了二异丙醇胺产品的纯度。本合成方法中，催化剂和所有的原料均不含水分，且无需添加水分，避免了水的回收，降低了产品的能耗，也同时降低了环氧丙烷与水的副反应，提高了原料利用率。该合成方法中，还有效降低了氨烷比，减少了液氨回收量。
[0028]具体地，为了保证反应顺利地进行，步骤(1)中，催化剂的加入量为环氧丙烷和液氨总质量的6
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10％，液氨与环氧丙烷的摩尔比为8～12:1。
[0029]将催化剂的用于控制上述比例，不但能够保证反应的顺利进行，还能够保证在低氨烷比的情况下，最大限度地生成一异丙醇胺。催化剂用量较小时催化效果较差，环氧丙烷的转化率较低；催化剂用量过大则影响搅拌效率并增加催化剂的回收处理量。
[0030]进一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.催化剂的制备方法，其特征在于，该催化剂用于合成一异丙醇胺，该催化剂的制备方法包括以下步骤：(1)将水溶性钙盐溶于水中，配置成钙盐水溶液；(2)向钙盐水溶液中加入氢型丝光沸石进行过量浸渍，在恒温搅拌后，过滤、洗涤、干燥；(3)重复步骤(2)若干次后，将完成干燥的样品进行焙烧，获得该催化剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，该水溶性钙盐为硝酸钙或乙酸钙。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，钙盐水溶液的浓度为0.1～0.3mol/L。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，恒温搅拌时的温度为30～60℃，搅拌时间为4～8h。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，干燥时，干燥温度为100～120℃，每次干燥的时间为12～24h。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，焙烧的温度为40...

【专利技术属性】
技术研发人员：张书，陈健，李凌宇，
申请(专利权)人：南京红宝丽醇胺化学有限公司，
类型：发明
国别省市：