[发明专利]肟水解反应与渗透汽化膜分离耦合技术一步法制备羟胺盐

说明书

技术领域：

本发明涉及羟胺盐的制备方法，具体涉及一种以肟为原料，利用渗透汽化膜分离技术高效定向脱除肟水解过程中生成的有机副产物，提高反应转化率及羟胺盐的收率，一步法合成羟胺盐的方法。

背景技术：

(1)羟胺盐及其生产方法

羟胺盐是用途非常广泛的化工产品，主要的羟胺盐类有硫酸羟胺、盐酸羟胺、硝酸羟胺、磷酸羟胺等。盐酸羟胺主要用作药品、香料、橡胶化学品、染料等合成工业的原料；硫酸羟胺和磷酸羟胺主要用于生产已内酰胺，以及农药、医药行业；硝酸羟胺主要用于放射性元素的提取、核原料的处理及液体发射剂。

目前，制备盐酸羟胺的方法主要有硝基甲烷水解法、天然气(甲烷)硝化法、丙酮肟法、一氧化氮还原法、二磺酸铵盐水解法等；制备硫酸羟胺的方法主要有一氧化氮还原法、丙酮肟法、氧化钙法、水解法等；制备硝酸羟胺的方法主要有催化还原法、离子交换法、电渗析法、沉淀法、中和法、电解法、复分解法等；制备磷酸羟胺的方法主要加氢催化还原法和水解法等。

上述这些方法普遍存在工艺路线复杂，工艺流程长，产品质量不稳定，后处理麻烦，收率低等弊端。当前，羟胺盐的市场需求量不断增大，而且人们对生产安全、节能降耗的要求也越来越高。因而，需要对现有工艺进行改进或者开发新的生产路线来满足当前的生产及市场需要。

(2)化学反应与渗透汽化膜分离耦合技术

渗透汽化是一种利用液体混合物中各组分在膜内溶解和扩散性能的差异而使之分离的新型膜分离技术，主要应用于液体混合物的分离。这种技术具有分离因子高，分离过程不受汽液平衡限制，过程简单，不引入其他试剂的特点。由于渗透汽化具有高效、定向脱除混合液中某种组分的特性，将其与化学反应耦合，可将反应体系中的某种产物定向脱除，从而打破化学平衡的限制，强化反应进程，提高反应转化率。目前，化学反应与渗透汽化膜分离耦合技术已经得到了众多研究者的关注，但研究的范围较窄，主要集中于酯化反应与渗透汽化膜分离技术的耦合，即利用渗透汽化膜分离技术脱除酯化反应过程中生成的水，提高反应的转化率。

文献1：刘庆林，朱玉山，陈洪钫.交联聚乙烯醇渗透蒸发膜用于酯化反应过程[J].高校化学工程学报，1997，11(2)：172-176，作者采用平板式聚乙烯醇渗透汽化膜，对渗透汽化与乙酸/正丁醇酯化反应耦合过程进行了研究。90℃，进料(乙酸/正丁醇)初始摩尔为1.599的条件下，不耦合渗透汽化的酯化反应在反应进行6hr时基本上达到平衡，其平衡转化率低于65％；而耦合渗透汽化的酯化反应最终转化率达到95％。此外，渗透蒸发不仅使反应转化率大大提高，也加快了酯化反应的反应速率，带渗透蒸发过程的反应转化率达到反应平衡转化率只用了2hr。

文献2：Okamoto K，Yamamoto M，Noda S，et al.Vapor-permeation aided esterificationof oleic acid[J].Industrial Engineering and Chemical Research，1994，33(4)：849-853.作者采用聚合物中空纤维膜的渗透汽化过程强化油酸与乙醇的酯化反应。85℃，反应原料乙醇和油酸的摩尔比为2的条件下，反应进行3hr后，油酸的转化率超过95％；而相同的反应条件下，没有渗透汽化装置的反应需4hr才基本达到平衡，转化率仅为75％。

上述文献结果表明，渗透汽化的分离作用对反应的强化作用非常明显。目前，渗透汽化与化学反应的耦合技术正处于快速的发展的时期，将这种技术应用于更广的范围内，改进现有的生产工艺是该领域的研究热点。

发明内容：

本发明的目的在于提供利肟在酸性溶液中水解反应并耦合渗透汽化膜分离技术，一步合成羟胺盐化合物的方法，本发明的另一目的是提供适合肟水解法制备羟胺盐所用的渗透汽化膜分离反应装置。

肟在酸性溶液中可发生水解反应生成羟胺盐和副产物酮，在不同的酸性环境中反应，可生成不同的羟胺盐。反应方程式如下：

nR₁(C＝NOH)R₂+M+nH₂O→(NH₂OH)_n·M+nR₁(C＝O)R₂

R₁、R₂表示碳原子数为1～10的烷基，M为盐酸、硝酸、硫酸、磷酸中的一种，n＝1～3。

技术方案及步骤如下：