[发明专利]一种联产N-甲基吗啉和双（2-二甲氨基乙基）醚的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种联产N-甲基吗啉和双（2-二甲氨基乙基）醚的方法。

背景技术

N-甲基吗啉是一种杂环叔胺,是一种重要的精细化工原料,它可用作聚氨酯泡沫生产的催化剂以及医药合成和有机合成的催化剂,还可用于合成医药、农药、表面活性剂、乳化剂、腐蚀抑制剂，N-甲基氧化吗啉（NMMO）等精细化工产品,也可作为溶剂、萃取剂和聚氨酯涂料固化剂。因此研究开发N-甲基吗啉合成新工艺非常重要,具有良好的市场前景。

目前世界N-甲基吗啉生产装置主要集中在美国、日本、德国等几个国家，中国也有部分生产装置。N-甲基吗啉的生产方法主要有如下几种合成工艺：(1)吗啉甲基化法,①吗啉与甲醇进行烷基化，催化剂为SiO₂-H₃PO₄，催化剂比表面为400m²/g，吗啉∶甲醇为40∶60，以流速为106g/h的混合蒸汽通入200m l的催化剂流化床，在160℃下反应可制得91%N-甲基吗啉，吗啉转化率为95%，催化剂颗粒大小为60～200目，(德国专利DE2205597A1,1973)；②采用吗啉与氯代甲烷作原料制得N-甲基吗啉，两者的摩尔配比为1∶0.3～0.4，反应温度为5～15℃，反应介质pH值为12.5～14.0，此法收率较高、工艺简单，（苏联专利SU1164234，1985)；③采用吗啉、氯代甲烷与水或碱水溶液制备N-甲基吗啉，吗啉3700份与2000份水在60～65℃混合，再加入1000份氯代甲烷和1750份50%NaOH水溶液进行反应，然后共沸蒸馏，得到N-甲基吗啉与水的共沸混合物，该混合物经进一步脱水精制后共得N-甲基吗啉1854份，收率为43.7%（DE3504899，1986）；(2)二乙二醇法，原料甲胺和二乙二醇的配比（分子比）为1～3︰1，在氢气和镍系加氢催化剂的催化作用下，反应温度为200～250℃，压力为1.0～10.0MPa大气压，反应产物经过蒸馏分离得到产品，产率为60～90%(US3709881，1973)；(3)二乙醇胺法，二乙醇胺与硫酸二甲酯在105～200℃下反应，用活性氧化钙处理，分解甲基化产物及中和硫酸根离子，得到的N-甲基吗啉，收率达81～95%，此法收率较高，但后处理过程较复杂，尚未见到工业化报道。(US3087928，1963；SU793978，1981)；(4)二氯乙醚法，二氯乙醚在110℃及碱的存在下与甲胺反应，可以制得N-甲基吗啉，收率约为50%，同时副产物二甲醚。二氯乙醚可以来自氯醇法生产环氧乙烷的副产物，价格不高，但资源有限，此法收率低(US3155656，1964)；（5）碳酸二甲酯和吗啉法，利用碳酸二甲酯和吗啉为原料合成了N-甲基吗啉，反应工艺条件为:物料配比为n(C₄H₈NO)∶n(C₃H₆O₃)=1∶1.2，反应时间为3h，反应温度为100℃，收率可达到95％以上（于红艳等人，化学与粘合，2007，N-甲基吗啉绿色合成方法）；（6）二吗啉二乙基醚为原料的合成方法，用2,2’-二吗啉二乙基醚与三乙醇胺反应可制备N-2-羟乙基吗啉，类似的也可制备N-甲基吗啉。催化剂为SiO₂－2Al₂O₃，比表面550～700m²/g，反应温度240℃（DE2624016,1976）；（7）二酐醇、液氨、甲胺法联产N-甲基吗啉和吗啉：其是以二酐醇、液氨、一甲胺为原料，在氢气和Ni-Cu-Al₂O₃-MgO、Ni-Cu-Al₂O₃-BaO等催化剂存在下，将原料气化后连续从固定床反应器顶部加入，反应压力为1.0～2.5MPa，反应温度为190～260℃。此法反应过程复杂，所用催化剂较多，工业化较困难，（CN1911505，2007，田振生，张吉波等）。

上述N-甲基吗啉的制备方法中，或者产品收率较低；或者工艺条件苛刻、需要使用催化剂、设备要求高；或者采用大量碱液为原料，设备腐蚀严重、对操作人员和环境具有很大的潜在危害。随着环保意识不断提高和环保法规不断健全，要求化学工业尽可能不使用或少使用对环境和人身有危害的原料，因此需要研发一种反应条件温和，产品收率和纯度高，并且更环保的N-甲基吗啉制备方法。