一種聚醚胺的連續(xù)化生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚醚胺的連續(xù)化生產(chǎn)工藝，屬于有機化合物技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚醚胺是由聚氧丙烯醇和液氨在高溫高壓的條件下，兩端羥基胺化而得。市場上 經(jīng)常將其作為固化劑使用，當(dāng)聚醚胺作為柔性胺固化劑加入環(huán)氧樹脂中時，其自身固有的 結(jié)構(gòu)使樹脂體系呈現(xiàn)剛性出固化網(wǎng)絡(luò)與柔性固化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增加環(huán)氧樹脂的柔韌性及斷裂 伸長率，而且又能維持環(huán)氧樹脂本身固有的耐熱性能，大大地提高了環(huán)氧樹脂的粘結(jié)性、力 學(xué)、電絕緣等性能，被廣泛應(yīng)用于國防領(lǐng)域。當(dāng)作為RIM聚氨酯固化劑時，聚醚胺的加入能延 長其固化時間，使固化產(chǎn)品更加柔軟而富有彈性，而且較一般的多胺類固化劑而言更為環(huán) 保，廣泛被用于汽車內(nèi)飾材料。作聚氨酯油漆涂料應(yīng)用時，聚醚胺的加入能改善涂層的柔韌 性，使其表面更有光澤度，色澤更加牢固。在紡織印染方面，聚醚胺能改善尼龍纖維材料抗 靜電、吸濕透氣性能，但又不影響其力學(xué)強度，使其改良后的織物更具有平滑的手感。
[0003] 目前，國內(nèi)報道的專利大都是采用間歇法制備聚醚胺，CN1546550A公開了在雷尼 鎳合金屬催化劑作用下，通過間歇式反應(yīng)釜反應(yīng)制備聚醚胺，其反應(yīng)溫度為180~280°C，反 應(yīng)壓力為13.0~21.OMPaXN101982482公開了在非晶態(tài)合金催化劑的作用下，通過間歇反 應(yīng)釜，用聚醚多元醇合成聚醚胺，其催化劑主要成分為鎳40~50%，鋁40~50%，助催化劑 為此、1^、(>、]\111中的一種或幾種，其含量不超過10%，聚醚多元醇的加入量為液氨加入量的 3~10倍。反應(yīng)壓力3~7MPa，反應(yīng)溫度200°C，反應(yīng)條件苛刻。
[0004] 基于此，做出本申請。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服現(xiàn)有聚醚胺合成中存在的上述問題，本發(fā)明提供一種聚醚胺的連續(xù)化生 產(chǎn)工藝。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：
[0007] -種聚醚胺的連續(xù)化生產(chǎn)工藝，以聚氧丙烯醇、液氨、氫氣為原料，原料通過物料 栗連續(xù)化送入裝有催化劑并已經(jīng)升溫至150~190°C的管式反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)壓力通 過不斷循環(huán)的氫氣保持在4~8.OMpa范圍內(nèi)，氫氣在整個工藝過程中無需添加，循環(huán)利用； 反應(yīng)完畢后，經(jīng)兩次精餾后收集得到聚醚胺，多余的氫氣和液氨回收反復(fù)利用。
[0008] 進(jìn)一步的，作為優(yōu)選：
[0009] 所述的催化劑以γ -AI2O3為載體，其活性組分質(zhì)量比為:鎳5~15%、鈷5~10%、錸 2~10%、鉬1~5%、鑭1~5%中的任意三種或三種以上的組合。
[0010] 所述的聚氧丙稀醇的進(jìn)料速率(mol/min)與液氨的進(jìn)料速率(mol/min)之比為1:3 ~10〇
[0011] 所述的催化劑活性組分質(zhì)量比為:鎳8.5%、鈷6.5%、錸3.0%。
[0012] 本申請的工作原理及有益效果如下：
[0013] (1)本發(fā)明采用連續(xù)進(jìn)料、出料，聚氧丙烯醇和液氨在管式反應(yīng)器中停留的時間很 短，副反應(yīng)少，產(chǎn)品穩(wěn)定性高，生產(chǎn)效率提高，催化劑的磨損程度大大降低，提高催化劑的使 用壽命，整個生產(chǎn)工藝路線為連續(xù)化進(jìn)行;與間歇釜式高壓加氫工藝相比，具有操作安全性 高，過程控制簡單，單位投資產(chǎn)能大收益高且工藝路線清潔合理符合綠色環(huán)保理念，符合綠 色環(huán)保的生產(chǎn)理念。
[0014] (2)本發(fā)明連續(xù)化制備聚醚胺的生產(chǎn)工藝，以分子量為200~3000的聚氧丙烯醇為 原料，在氫氣、液氨以及催化劑的存在條件下加熱反應(yīng):物料通過物料栗連續(xù)化送入裝有催 化劑并已經(jīng)升溫至150~190°C的列管式反應(yīng)器中，氫氣在體系中不斷循環(huán)使壓力保持在4 ~8. OMpa范圍內(nèi)，產(chǎn)物經(jīng)過兩次精餾后收集得到聚醚胺，多余的液氨回收反復(fù)利用，工藝路 線清潔合理。
[0015] ⑶本申請中的催化劑是以γ-Al2O3為載體，活性組分質(zhì)量比為:鎳5~15%、鈷5~ 10%、錸2~10%、鉬1~5%、鑭1~5%三種或三種以上，催化劑的制備工藝簡單，成本低廉； 同時，本申請中，氫氣和液氨均在體系中只需補充反應(yīng)消耗的量，大部分可反復(fù)套用，生產(chǎn) 工藝清潔合理，符合綠色環(huán)保理念。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明中胺醚連續(xù)化合成工藝流程示意圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明連續(xù)化生產(chǎn)胺醚產(chǎn)品工藝流程圖。
[0018] 圖中標(biāo)號：1.液氨儲罐;2.聚氧丙烯醇儲罐;3.計量栗一;4.計量栗二;5.預(yù)熱器； 6.管式反應(yīng)器;7.精餾塔一;8.熱交換器一;9.緩沖罐一 ；10.加熱器;11.輸送栗；12.緩沖罐 二；13.精餾塔二；14.熱交換器二；15.緩沖罐三；16.冷凝設(shè)備；17.產(chǎn)品輸送栗；18.產(chǎn)品儲 罐。
【具體實施方式】
[0019] 實施例1
[0020] 采用連續(xù)化制備聚醚胺的生產(chǎn)工藝，結(jié)合圖1和圖2,液氨和聚氧丙烯醇分別通過 液氨儲罐1、聚氧丙烯醇儲罐2供應(yīng)，經(jīng)計量栗一 3、計量栗二4計量后，經(jīng)預(yù)熱器5的蒸汽預(yù)熱 后，送入管式反應(yīng)器6中，管式反應(yīng)器6中填裝有催化劑，控制聚氧丙烯醇儲罐2和液氨儲罐1 的進(jìn)料速率摩爾比1:3~1:10，同時氫氣不斷循環(huán)維持體系壓力在4.0~8. OMPa，反應(yīng)溫度 150~190°C，待催化反應(yīng)完畢后，中間產(chǎn)物經(jīng)產(chǎn)物在精餾塔一7、精餾塔二13處依次完成兩 次精餾后，經(jīng)冷凝設(shè)備16完成減壓脫水和過濾后，經(jīng)產(chǎn)品輸送栗17將合成的聚醚胺送入產(chǎn) 品儲罐18中，反應(yīng)氛圍中的氫氣通過緩沖罐一9、加熱器10、輸送栗11、緩沖罐二12回收循環(huán) 再利用，液氨則通過交換二14、緩沖罐三15分離回收循環(huán)再利用。
[0021] 該催化劑以Y-Al2O3為載體，其活性成本主要包括:鎳5~15%、鈷5~10%、錸2~ 10%、鉬1~5%、鑭1~5%三種或三種以上;所用原料為分子量為200~3000的聚氧丙烯醇、 液氨、氫氣，，具體工藝參數(shù)條件和效果見表1。
[0022] 表1不同催化體系對制備胺醚工藝的影響

[0025] 由表1可以看出，制備胺醚的工藝中，催化劑體系為鎳8.5 %鈷6.5 %錸3.0 %的聚 醚胺的胺化率最高，而其它體系的催化劑雖然效果略弱于鎳8.5 %鈷6.5%錸3.0 %的催化 劑體系，但均能實現(xiàn)90%胺化率的聚醚胺合成。
[0026] 實施例2
[0027] 本實施例與實施例1的設(shè)置和工作原理相同，區(qū)別在于:不同進(jìn)料速率工藝條件下 制備聚醚胺1000效果見表2。
[0028] 表2不同進(jìn)料速率對胺醚工藝的影響
[0031]由表2可以看出：隨著液氨的進(jìn)料速率的增加，胺化率也隨至增加，但當(dāng)速率之比 達(dá)到1:6后，胺化率基本維持在97%，故聚醚胺(M= 1000)的工藝中聚醚和液氨的進(jìn)料速率 之比優(yōu)選為1: 6。
[0032] 實施例3
[0033] 本實施例與實施例1的設(shè)置和工作原理相同，區(qū)別在于:不同反應(yīng)溫度工藝條件下 制備聚醚胺2000效果見表3。
[0034] 表3不同反應(yīng)溫度對胺醚工藝的影響
[0036] 由表3可以看出：隨著溫度的升高，胺化率也升高，溫度升高至180°C后胺化率達(dá)到 最高值98%，故制備聚醚胺(M=2000)優(yōu)選反應(yīng)溫度為180°C。
[0037] 實施例4
[0038] 本實施例與實施例1的設(shè)置和工作原理相同，區(qū)別在于:不同反應(yīng)溫度工藝條件下 制備聚醚胺(M=3000)效果見表四。
[0039] 表4不同反應(yīng)壓力對胺醚工藝的影響
[0040]
[0041]由表4可以看出：隨著反應(yīng)體系壓力的升高，胺化率也升高，反應(yīng)壓力升高至6Mpa 后胺化率達(dá)到最高值95%，綜合設(shè)備和能效考慮，選優(yōu)選反應(yīng)壓力6Mpa制備聚醚胺(M = 3000)。以上內(nèi)容是結(jié)合本發(fā)明創(chuàng)造的優(yōu)選實施方式對所提供技術(shù)方案所作的進(jìn)一步詳細(xì) 說明，不能認(rèn)定本發(fā)明創(chuàng)造具體實施只局限于上述這些說明，對于本發(fā)明創(chuàng)造所屬技術(shù)領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或 替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種聚醚胺的連續(xù)化生產(chǎn)工藝，其特征在于：以聚氧丙烯醇、液氨、氫氣為原料，原料 通過物料栗連續(xù)送入裝有催化劑的管式反應(yīng)器中，該管式反應(yīng)器內(nèi)溫度為150~190°C，反 應(yīng)壓力保持在4~8. OMpa范圍內(nèi)；反應(yīng)完畢后，經(jīng)兩次精餾后得到聚醚胺，多余的氫氣和液 氨回收反復(fù)利用。2. 如權(quán)利要求1所述的一種聚醚胺的連續(xù)化生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述的催化劑由載 體和活性組分構(gòu)成，其活性組分由質(zhì)量比為:鎳5~15%、鈷5~10%、錸2~10%、鉬1~5%、鑭1 ~5%中的任意三種或三種以上的組合。3. 如權(quán)利要求2所述的一種聚醚胺的連續(xù)化生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述的催化劑活性 組分質(zhì)量比為:鎳8.5%、鈷6.5%、錸3.0%。4. 如權(quán)利要求1、2或3所述的一種聚醚胺的連續(xù)化生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述的催化 劑載體為γ_Α12〇 3。5. 如權(quán)利要求1所述的一種聚醚胺的連續(xù)化生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述的聚氧丙烯醇 的進(jìn)料速度與液氨的進(jìn)料速度之比為1:3~10。6. 如權(quán)利要求1所述的一種聚醚胺的連續(xù)化生產(chǎn)工藝，其特征在于:液氨和聚氧丙烯醇 分別通過液氨儲罐、聚醚儲罐供應(yīng)，經(jīng)計量栗一、計量栗二計量后，經(jīng)預(yù)熱器的蒸汽預(yù)熱后， 送入管式反應(yīng)器中，管式反應(yīng)器中填裝有催化劑，控制聚氧丙烯醇儲罐和液氨儲罐的進(jìn)料 速率摩爾比為1:3~1:10,同時氫氣不斷循環(huán)維持體系壓力在4.0~8.OMPa，反應(yīng)溫度150~ 190°C，待催化反應(yīng)完畢后，中間產(chǎn)物經(jīng)產(chǎn)物在精餾塔一、精餾塔二處依次完成兩次精餾后， 經(jīng)冷凝設(shè)備完成減壓脫水和過濾后，經(jīng)產(chǎn)品輸送栗將合成的聚醚胺送入產(chǎn)品儲罐中，反應(yīng) 氛圍中的氫氣通過緩沖罐一、加熱器、輸送栗、緩沖罐二回收循環(huán)再利用，液氨則通過交換 二、緩沖罐三分離回收循環(huán)再利用。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種聚醚胺的連續(xù)化生產(chǎn)工藝，屬于有機化合物技術(shù)領(lǐng)域。以聚氧丙烯醇、液氨、氫氣為原料，原料通過物料泵連續(xù)化送入裝有催化劑并已經(jīng)升溫至150～190℃的管式反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)壓力保持在4～8.0Mpa范圍內(nèi)，反應(yīng)完畢后，經(jīng)兩次精餾后收集得到聚醚胺，多余的氫氣和液氨回收反復(fù)利用。將本發(fā)明應(yīng)用于聚醚胺的連續(xù)化生產(chǎn)工藝，可實現(xiàn)連續(xù)進(jìn)料、出料，聚醚和液氨在管式反應(yīng)器中停留的時間很短，副反應(yīng)少，產(chǎn)品穩(wěn)定性高，生產(chǎn)效率提高。
【IPC分類】C07C213/02, C07C217/08, B01J23/889, C08G65/325
【公開號】CN105542146
【申請?zhí)枴緾N201510908445
【發(fā)明人】宋明貴, 顏吉校, 金一豐, 劉浩, 王洪娟
【申請人】浙江皇馬科技股份有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月10日