[发明专利]聚醚胺及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚醚胺及其制备方法。该制备方法包括：(1)使用骨架镍催化剂和镁铝复合氧化物作为复合催化剂；(2)加入聚醚、胺类化合物和氢气，进行氨化反应；(3)反应产物经气液分离后，液体物料经脱水和脱氨后，与胺类化合物和氢气混合再次进行氨化反应；(4)反应产物冷却，经气液分离后，对液体物料进行脱水和脱氨，即得。本发明的制备方法反应条件相对温和、转化率高，可以极大地减少链段断裂，所制得的聚醚胺的分子量分布窄。本发明的聚醚胺尤其适合作为汽油清净剂的主组分使用，其不仅能够有效地控制燃料系、进气系沉积物生成的同时，还能显著减少燃烧室积炭CCD生成。

技术领域

本发明涉及一种聚醚胺及其制备方法。

背景技术

汽油中含有的部分烯烃、芳烃等不稳定组分易在发动机的燃料喷嘴、进气阀和燃烧室内生成沉积物：燃料喷嘴积碳(PFIDA)、进气阀积碳和燃烧室积碳，影响发动机性能，导致汽油燃烧过程恶化、油耗增加、尾气污染物排放增大，这是当前国内雾霾天气产生的一个重要原因。

在汽油中添加有效的清净剂，是改善汽车发动机性能、控制污染物排放的有效方法。以聚异丁烯胺类化合物为代表的第四代汽油清净剂能有效清除发动机喷油嘴、进气阀等部位形成的沉积物，但不可避免地会增加燃烧室沉积物。这是由于聚异丁烯基团热稳定性高，在高温下不易分解，随燃料进入燃烧室后，部分未分解的清净剂吸附并聚集于燃烧室内壁，形成沉积物，从而加大了燃烧室积炭的生成。

聚醚胺是一类表面活性物质，其分子结构中包含非极性聚醚基团和极性胺基基团。其极性基团伸入汽油中，将已形成的沉积物的微小颗粒包围起来，形成油溶性胶束，分散到油中，随油燃烧，达到清洗的目的；其非极性聚醚链优先吸附在金属或离子表面，形成一层分子保护膜，防止颗粒的聚集沉积，起到了保持清洁的作用。另一方面，聚醚胺中C-O-C键易于高温裂解，它在有效地控制燃料系、进气系沉积物生成的同时，还能显著减少燃烧室积炭CCD生成。

目前聚醚胺的合成方法主要有氨解法、离去基团法、聚醚腈烷基化法以及氨基丁烯酸酯法四种：

(1)氨解法即催化还原胺化法，其实质是聚醚在羟基同氨基、氢气在高温高压条件下及临氢催化剂存在下进行氨解反应。

(2)离去基团法制备聚醚胺是用带有易离去基团的化合物(酰氯基、苯磺基、卤基等)与聚醚羟基反应进行封端。采用离去基团法合成聚醚胺的缺点是不仅会引入氯、硫等杂质，且产物后处理时产生大量无机盐，容易污染环境。

(3)聚醚腈烷基化首先将聚醚与丙烯腈在碱性催化剂存在下进行加成反应，然后在高压釜内与氢气进行催化加氢反应即得聚醚胺。该方法的缺点是成本高，反应原料丙烯腈有剧毒。

(4)氨基丁烯酸酯法首先用二烯酮或乙酰乙酸酯与聚醚反应，在聚醚羟基上进行封端，然后与一元伯胺、烷基醇胺或二元伯胺进一步胺化，得到端基为氨基丁烯酸酯的聚醚胺化合物。该方法得到的聚醚胺中胺基与聚醚通过酯键相接，其稳定性较差，难于在汽油清净剂中的应用。

可以看出，氨解法合成聚醚胺虽然是一类高温高压反应，对设备要求高，催化剂的制备也较为复杂，但是此法合成的产品质量好、转化率高、对环境污染少、后处理方便，是目前研究最多的合成聚醚胺的方法，也是目前工业化生产高活性聚醚胺的主要方法。

专利US3128311公开了一种制备脂肪族伯胺的方法，该反应以专用骨架镍为催化剂，制备的脂肪伯胺具有较高选择性，该反应在间歇式的反应釜中实施。

专利CN102336903公开了一种在间歇式的反应釜中，以骨架镍为催化剂制备聚醚胺的方法。

专利US3654370公开了一种聚醚胺的制备工艺及其专用催化剂，其催化剂为镍、铜、铬共沉淀金属催化剂，该反应在固定床管式反应器中进行连续化生产。

专利CN104693434公开了一种连续法生产聚醚胺的方法，该方法采用固载的骨架镍催化剂，反应在多个固定床式反应器中进行。