[发明专利]一种由10-十一烯酸制取11-氨基十一酸的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由蓖麻油生产尼龙11树脂的工艺，具体为该工艺中10-十一烯酸制取11-氨基十一酸的方法。

背景技术

尼龙11化学名称为聚十一内酰胺，英文名称为Polyundecancylamide（简写为PA11）， 化学结构式为H[NH(CH₂)₁₀CO]_nOH，是以蓖麻油为原料合成的长碳链柔软尼龙，是聚酰胺类工程塑料中的一个重要品种。尼龙11生产主要包括10-十一烯酸生产、11-氨基十一酸生产、单体聚合与树脂改性几个部分。

11-氨基十一酸作为合成尼龙11的单体，目前国内外采用的合成路线分两步。第一步为溴代反应，原料10-十一烯酸先与甲苯配料，与溴化氢气体进行反马氏加成，生成11-溴代十一酸，然后经过水洗、结晶得到精制的11-溴代十一酸用作氨解原料；第二步为氨解反应，11-溴代十一酸与氨水反应得到11-氨基十一酸，再结晶得到精制的11-氨基十一酸。

第一步溴代反应，现有工艺中，将10-十一烯酸和甲苯液按1∶3～4的质量比配成10-十一烯酸的甲苯溶液,然后与溴化氢气体在带有夹套冷却的填料塔内,连续逆向接触发生反应，生成11-溴代十一酸的甲苯溶液。溴代反应液经过水洗至中性后,放入冷冻结晶釜中,开启搅拌，给冷却夹套通入冷冻盐水,料液冷冻至-20℃以下结晶,然后放入密闭过滤机中压滤,得到的滤饼为11-溴代十一酸产品。

现有工艺中的问题主要有：10-十一烯酸与溴化氢只有在催化条件下发生反马氏加成才能得到11-溴代十一酸，催化不好，副产物很多； 本反应放热量大，在塔式反应中，物料与塔壁很少接触，温度很难控制；不仅水洗产生大量的废水，而且冷冻结晶温度低，需要大功率冷冻机，能源消耗大，设备复杂；同时结晶过程中也损失了部分11-溴代十一酸，造成收率降低。导致产品质量不稳定、产率低、工程投资大、经济效益差。

第二步氨解反应，现有的工艺中，先将浓度约25～30％的氨水按投料比投入氨化釜,再将精制的11-溴代十一酸投入氨化釜,在20℃～30℃的反应温度下，充分搅拌,反应70～100小时,然后将生成的11-氨基十一酸粗品经过水洗、结晶、过滤、干燥等精制处理制得成品。

现有的工艺中，氨解所用的时间很长，生产效率较低，副产物较多，收率相对较低；11-氨基十一酸粗品的精制过程中，精制效果不好，产品质量不高。

发明内容

本发明针对现有10-十一烯酸生产11-氨基十一酸工艺存在的问题，提供了一种11-溴代十一酸反应液不结晶，直接制取11-氨基十一酸的方法。

本发明由10-十一烯酸制取11-氨基十一酸的方法，包括下列步骤：

1）10-十一烯酸和甲苯、苯共同按比例配成原料液，在催化剂存在下，与溴化氢在双釜式反应装置内进行溴代反应生成11-溴代十一酸反应液；

2）11-溴代十一酸反应液不需要结晶，分别采用以下三种方式之一进行氨解反应：

A、采用水蒸汽蒸馏除去溴代反应液中的甲苯和苯，加氨水进行氨解；所述的水蒸汽蒸馏是指将水蒸汽直接通入溴代反应液液面下，溶剂甲苯和苯随着水蒸汽一起蒸发出来，蒸汽蒸馏能起到防止减压导致的空气渗入，有效保护11-溴代十一酸在减压蒸馏过程中不被氧化分解，也能降低甲苯和苯的分压，起到减压蒸馏的作用，将溶剂彻底地蒸除干净;

B、溴代反应液直接加氨水进行氨解；是指溴代反应液不蒸除溶剂，11-溴代十一酸和溶剂一同加入反应釜参与氨解反应，氨解反应完成后溶剂甲苯和苯随着氨水一同过滤出来，再通过分层分离氨水和溶剂，各自进行回收处理；

C、溴代反应液直接加液氨（无水）进行氨解；是指以溶剂甲苯和苯为氨解反应介质，直接向11-溴代十一酸反应液中通液氨，11-溴代十一酸与氨在溶剂甲苯和苯中进行反应，生成11-氨基十一酸，过滤得11-氨基十一酸粗品；实验表明11-溴代十一酸与氨在溶剂甲苯和苯中进行反应，比在水相中有更快的反应速度，但产品质量相对较难控制;

3）在氨解反应中加入相转移催化剂，加速氨解反应，缩短反应时间，抑制副反应进行；

4）氨解反应完成后，真空过滤，滤饼为11-氨基十一酸粗品；粗品加入无离子水，加热溶解，降温结晶，过滤得精制11-氨基十一酸产品。

作为优化，所述的溴代反应操作条件：原料液配比10-十一烯酸与甲苯、苯的体积比为1：2～3：2～3，10-十一烯酸与溴化氢的摩尔比为1：1.01～1.20，溴代反应温度为10～30℃，反应停留时间30～90分钟。