[发明专利]用环氧乙烷和氨直接合成乙二胺的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种乙二胺的合成方法，特别是一种用环氧乙烷和氨直接合成乙二胺的合成方法。

背景技术

现有技术中乙二胺均采用1,2-二氯乙烷氨化工艺小规模生产。该生产过程中需要蒸发大量氨水，蒸汽耗量大；工艺路线选择不理想，生成一分子乙二胺副产二分子氯化钠，含大量氯化钠废水几乎无法处理，环境污染严重；乙二胺收率低，成本高，无法和国外环氧乙烷工艺竞争。

中国专利文献CN 100546717C提出用乙醇胺合成乙二胺，采用单一固定床工艺，催化剂为含锆、锌或钼的丝光沸石和氧化铝混合物，乙醇胺转化率60%，乙二胺收率37.8%，催化剂在300小时内稳定。

中国专利文献CN 101622221A提出另一种合成方法，利用氨基乙腈加氢来合成乙二胺。由于氨基乙腈来源于氢氰酸，限制了此合成方法的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种工艺更为合理、操作方便、合成成本低，生产能耗小，用环氧乙烷和氨直接合成乙二胺的合成方法。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种用环氧乙烷和氨直接合成乙二胺的合成方法，其特点是，其步骤如下：

（1）在流化床反应器中，填装流化床催化剂，将环氧乙烷、氨、氢气和来自本系统精馏釜底高沸物乙醇胺和乙二胺的复杂多聚物混合，在温度370～480℃、压力0.03～2.5MPa条件下，生成以乙二胺为主的含乙醇胺和多乙撑胺的混合物；其中，环氧乙烷∶氨∶氢气的质量比为1∶2～100∶0.1～100，系统套用的精馏釜底高沸物量为环氧乙烷质量的0～30%；

所述流化床催化剂是由以下质量百分比的物质组成：

NiO    0.5～12%；      CoO   0～10%    ；

Fe₂O₃    0～10%；      Al₂O₃  10～70%  ；

SiO₂    10～60%；

所述的流化床催化剂为20-120目的微球；

（2）混合物再直接进入固定床反应器，固定床内填装固定床催化剂，在温度370～480℃、压力0.03～2.5MPa条件下，将混合物中的非乙二胺物质进一步氨解成乙二胺，并副产多乙撑胺；过量的氨和氢气通过压缩机返回流化床套用；副产的高沸点物质返回流化床套用，或者用作环氧树脂固化剂；

所述的固定床催化剂是由以下质量百分比的物质组成：

NiO     0.5～10% ；    CoO    0～5%    ；

Fe₂O₃     0～10%  ；     Al₂O₃  20～70% ；

氢型丝光沸石、HZSM-5分子筛或者其它结晶型分子筛    10～60%  ；

所述的固定床催化剂为颗粒状。

本发明所述的合成方法中：所述的流化床反应器优选为挡板流化床、提升管式流化床或者内置旋风分离器的自由式流化床；所述的固定床优选为列管式固定床、堆积式固定床或者径向堆积式固定床。

本发明所述的合成方法中：优选将流化床和固定床串联。

本发明所述的合成方法中：步骤（1）中，环氧乙烷∶氨∶氢气的质量比优选为1∶25～30∶1～10；流化床温度优选为400～450℃，压力优选为0.04～1.0 MPa；步骤（2）中，固定床温度优选为410～430℃，压力优选为0.04～1.0 MPa。

本发明所述的合成方法中：步骤（1）中，所述流化床催化剂是优选由以下质量百分比的物质组成：

NiO     4～8%；     CoO     2～5%；

Fe₂O₃    2～5%；     Al₂O₃     40～60%；

SiO₂     30～50%。

本发明所述的合成方法中：步骤（2）中，所述的固定床催化剂是优选由以下质量百分比的物质组成：

NiO      2～5%；    CoO    0.5～1%  ；

Fe₂O₃    0.5～2%；    Al₂O₃  40～60% ；