二氯乙烷连续催化氨化合成乙二胺VIP免费

二氯乙烷连续催化氨化合成乙二胺邓信忠，裴世红，程怡，王晓冰，李磊，朱虹，戴玺，郭瓦力＊【摘要】摘要：以二氯乙烷为原料、氯化亚铜和2，2-联吡啶为催化剂，连续制备乙二胺。通过单因素实验考察了影响因素，通过响应面实验设计优化了工艺条件，适宜的工艺条件为：反应温度120℃，反应压力4MPa，氨烷比24.4，催化剂加入量0.48g，氨水质量分数60%，双催化剂质量比1∶1，反应停留时间7min，在该工艺条件下乙二胺的收率为64.24%。与间歇工艺相比，连续催化氨化法制备乙二胺明显提高了收率，缩短了反应周期，降低了物耗，减少了氯化氢、氨气在空气中的逸散引起的环境污染，反应条件温和、安全性高。【期刊名称】精细石油化工【年(卷),期】2013(030)001【总页数】5【关键词】二氯乙烷连续催化氨化乙二胺乙二胺是一种重要的化工原料，广泛应用于医药、染料、农药等行业。以二氯乙烷和氨水为原料的二氯乙烷（EDC）法是目前乙二胺工业生产主要方法，其产量约占世界总产量的60%；此外还有乙醇胺（MEA）法、环氧乙烷（EO）法等。二氯乙烷法的优点是原料易得、反应快速、副产物多乙烯多胺和哌嗪等是高附加值产品。目前工业生产方法均为间歇操作，存在反应条件苛刻、生产周期长、乙二胺收率较低、反应产物氯化氢对设备腐蚀严重、三废排放量大等缺点［1］。笔者研究了以二氯乙烷和氨水为原料的催化氨化连续合成乙二胺的新工艺，旨在解决目前间歇操作生产周期长、乙二胺收率低等问题，实现二氯乙烷的高效生产。1实验部分1.1原料和仪器1，2-二氯乙烷，化学纯，天津博迪化工股份有限公司；氨水，化学纯，天津市大茂化学试剂厂；液氨，工业级；氯化亚铜，化学纯，沈阳市新西试剂厂；2，2-联吡啶，化学纯，国药集团化学试剂有限公司。乙二胺连续制备实验装置，自制；Agilent6890N型气相色谱仪（全自动进样器，SE-54毛细柱，FID检测器），安捷伦科技有限公司。1.2反应原理二氯乙烷氨化合成乙二胺由二氯乙烷和氨水液相直接反应完成，工业上采用质量分数65%的氨水，n（氨水）∶n（二氯乙烷）＝30∶1，反应温度为90～160℃，压力4.9MPa，乙二胺的收率为50%左右［2］。主反应为：二氯乙烷氨化反应属于快速、放热反应，主产物乙二胺为连串反应的中间产品，反应生成的乙二胺碱性强于无机氨，所以会继续与二氯乙烷反应生成二乙烯三胺（DETA）、三乙烯四胺（TETA）以及其他多乙烯多胺［3-7］。1.3实验装置二氯乙烷为原料连续催化氨化制备乙二胺的工艺流程示意如图1。1.4催化剂的确定实验采用2，2-联吡啶和氯化亚铜双催化剂体系［8］，以提高二氯乙烷氨化生成乙二胺的选择性。其中的氯化亚铜起抗氧化作用和配位络合作用，2，2-联吡啶主要起配位络合作用。1.5连续操作步骤1）用纯氨气和质量分数为25%的稀氨水配制高浓度氨水。2）设置好平流泵流量、反应温度、反应压力等工艺条件。3）开启平流泵将原料氨水、二氯乙烷和催化剂连续输入反应器中进行实验。4）取样进行色谱分析。1.6单因素实验考察氨水质量分数、催化剂加入量、双催化剂质量比、氨烷比、反应温度、反应压力、反应时间的单因素实验，为响应面实验做准备。1.7响应面实验设计在单因素的基础上，采用Box-Benhnken实验设计对工艺条件进行4因素3水平响应面分析，以乙二胺的收率为响应值。2结果与讨论2.1连续催化氨化反应规律及影响因素2.1.1氨水质量分数的影响在催化剂加入量（以每62.65g二氯乙烷的加入量计）0.5g，双催化剂m（2，2-联吡啶）∶m（氯化亚铜）＝1∶1，氨烷比20.37，反应温度120℃，反应压力3MPa，反应时间6.93min的条件下考察氨水质量分数的影响，结果见图2。由图2可知：随着氨水质量分数的增大，乙二胺的收率先不断增大，当氨水质量分数到达60%后，乙二胺的收率变化不大。所以氨水质量分数确定为60%。2.1.2催化剂加入量的影响在氨水质量分数60%，m（2，2-联吡啶）∶m（氯化亚铜）＝1∶1，氨烷比20.37，反应温度120℃，反应压力3MPa，反应时间6.93min的条件下考察催化剂加入量的影响，结果见图3。由图3可知：乙二胺的收率随着催化剂加入量的增加而变大。当不加入催化剂时，在该工艺条件下乙二胺的收率为26%左右；加入催化剂后，乙二胺的收...