[发明专利]脂肪醇无氢条件下胺化制备脂肪胺的方法及所用装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种由脂肪醇无氢条件下胺化制备脂肪胺的方法及装置。

背景技术

在化学工业中，胺类化合物包括伯胺、仲胺、叔胺，在农药、医药等领域有广泛的应 用。醇在催化剂存在下的胺化是合成有机胺的常用方法，其反应机理分为三步：(1)原料 醇脱氢生成醛或酮；(2)醛或酮与氨加成生成亚胺，又称Schiff碱；(3)亚胺在催化剂作 用下加氢生成胺。从总反应式上看：

ROH+NH₃——→RNH₂+H₂O

合成有机胺只是一个脱水反应，但目前几乎所有的相关研究和生产中，脂肪醇的胺化 过程，均采用临氢的反应条件，即醇的临氢胺化。

脂肪醇临氢胺化的相关研究很多，相关的研究者也报道了各种适用于脂肪醇临氢胺化 的催化剂，如中国专利CN1151884提供了一种氨化反应催化剂，由载体负载Ni，Zn，Fe 等活性组分；中国专利CN1436596提供了一种制备C₂-C₄低级脂肪醇的催化剂，该催化剂 由二氧化硅、氧化铝、硅藻土等作载体，负载Co、Ca、Fe等活性组分等。虽然脂肪醇的 胺化本身并不消耗氢，但是目前此类反应都必须在氢气存在的条件下进行，氢气的主要作 用是减少产物中的亚胺比例，同时也可以保护催化剂，避免催化剂烧结。由于大多数有机 胺的生产厂家没有配套的氢气生产装置，所以临氢胺化所需的氢必须外购，氢气的运输和 回收均增加了生产成本和安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、收率高、安全性好和环境友好的脂肪醇 无氢条件下胺化制备脂肪胺的方法及所用装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种制备脂肪胺的装置，包括提供高压氢气的高 压储气罐、减压阀、提供脂肪醇和氨的混和液的计量罐、进料用的柱塞计量泵、设有加热 装置的汽化室、设有加热装置的固定床反应器；汽化室与固定床反应器的进口端相连；高 压储气罐与减压阀的进口端相连；减压阀的出口端通过管路I与汇总管相连，管路I上设有 流量计；汇总管与汽化室的进口端相连；在固定床反应器的进口端、出口端分别设置惰性 填料，在固定床反应器的中间段放置活化的负载型催化剂；固定床反应器的出口端依次与 冷凝器和收集装置相连。

作为本发明的制备脂肪胺的装置的改进：固定床反应器的加热装置为套在固定床反应 器外表面的加热夹套，加热夹套上设有温度计；汽化室上设有与汽化室内腔相通的压力表。

作为本发明的制备脂肪胺的装置的进一步改进：计量罐的出口通过管路II连接汇总管， 管路II上分别设有柱塞计量泵、针型阀、压力表和流量计。

作为本发明的制备脂肪胺的装置的进一步改进：管路I上设有截止阀，位于冷凝器和 收集装置之间的管路上设有截止阀；

提供氮气的储气罐通过管路III与汇总管相连；管路III上设有截止阀和流量计。

本发明还同时提供了利用上述装置进行的脂肪醇无氢条件下胺化制备脂肪胺的方法， 包括以下步骤：

1)、先将低级脂肪醇和氨在计量罐中按1∶3～15的摩尔比混合，形成混和液；

2)、在固定床反应器的中间段放置活化的负载型催化剂，计量罐中的混合液在柱塞计 量泵的控制下以10-40mL/h的体积流量进入汽化室内，混合液在汽化室被预热汽化后进入 固定床反应器内于负载型催化剂的作用下进行无氢胺化反应；无氢胺化反应中反应温度为 190～300℃，反应压力为0.2～1.0Mpa；

3)、将无氢胺化反应所得的产物进行冷凝、收集，得脂肪胺的混合物。

作为本发明的脂肪醇无氢条件下胺化制备脂肪胺的方法的改进：低级脂肪醇为乙醇、 正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇或仲丁醇。

作为本发明的脂肪醇无氢条件下胺化制备脂肪胺的方法的进一步改进：活化的负载型 催化剂为先由金属盐与载体组成负载型催化剂，再在氢气和/或氮气的作用下于10～300℃ 之间进行活化制成；所述金属盐为钴盐、镍盐和镧盐中的至少两种，金属之和占活化的负 载型催化剂总重的15％～55％，且每种金属不得小于活化的负载型催化剂总重的5％。

作为本发明的脂肪醇无氢条件下胺化制备脂肪胺的方法的进一步改进：载体为γ-氧 化铝、活性碳或沸石分子筛。