[发明专利]利用微流控技术制备异丙胺的方法及所用装置

说明书

本发明公开了一种利用微流控技术制备异丙胺的装置，包括丙酮蒸汽管道组件(1)、氨气管道组件(2)、氢气管道组件(3)、加成‑消去固定床微通道反应器(6)、还原固定床微通道反应器(8)；加成‑消去固定床微通道反应器(6)内设有微通道一(61)，还原固定床微通道反应器(8)内设有微通道二(81)。本发明还同时提供了利用上述装置进行的微流控技术制备异丙胺的方法。本发明利用微流控技术精准投料、反应完全的特点，极大地提高反应选择性和转化率，减少副产物的生成，直接减缓工业生产异丙胺过程中副产物繁多带来的精制提纯困难、环保压力大以及存在安全隐患等问题。

技术领域

本发明属于合成胺的技术领域，具体涉及一种利用微流控技术提高异丙胺产率的装置及相应的方法。

背景技术

异丙胺(Isopropylamine)，其分子式为C₃H₉N，是一种重要有机合成中间体和化学品助剂，广泛应用于农药、医药、染料、日化等领域。

日前，工业生产异丙胺的方法主要有两种：丙酮氢化氨化法和异丙醇氢化氨化法。其中，前者异丙胺总产率可达90％以上，而后者产率略低，且异丙醇中掺杂的前驱体(溴代异丙烷)对产物的精制提纯带来新的挑战。即使使用丙酮氢化氨化法，即在催化剂的作用下，丙酮通过加成-消除-还原反应合成异丙胺的过程中也会不可避免的产生二异丙胺、异丙醇、N-1,3-二甲基丁基-N-异丙基胺、N-1-异丁基正戊基-N-甲基胺、N-1,3,5-三甲基已基-N-甲基胺等副产物。这些杂质不仅为分离提纯增加难度，若作为废料处理，还会带来不小的环境压力以及安全隐患。

专利CN 101684073A为解决现有异丙胺工业生产装置存在的二异丙胺不能有效地转化为异丙胺的问题，提出丙酮氢氨化反应的反应器实行分段控温的解决方案。随着丙酮沿床层的浓度逐渐降低，逐段提高温度，有利于二异丙胺和异丙醇转化为异丙胺，从而降低二异丙胺和异丙醇的循环量，降低能耗，减少操作困难的二异丙胺精馏过程。

专利CN 101880236A公布了一种将90％以上的镍活性组分分布在载体壳体中的方法，结果可以大大提高丙酮转化为异丙胺的选择性，并使分离出异丙胺后的物流进行循环回反应器利用，简化异丙胺的生产工艺流程。而且可以使系统中的二异丙胺量不增加，从而不需要再运行二异丙胺分离单元，异丙胺的收率提高。

如何提高异丙胺产率，减少副产物生成是一项具有科研研发和工业应用双重意义的工作。

发明内容

本发明要解决的问题是提供了一种利用微流控技术制备异丙胺的方法及所用装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种利用微流控技术制备异丙胺的装置，包括丙酮蒸汽管道组件、氨气管道组件、氢气管道组件、加成-消去固定床微通道反应器、还原固定床微通道反应器；

丙酮蒸汽管道组件由丙酮蒸汽总管和至少2根的丙酮蒸汽细分管组成，每根丙酮蒸汽细分管的进口与丙酮蒸汽总管的出口相连通；

氨气管道组件由氨气总管和至少2根的氨气细分管组成，每根氨气细分管的进口与氨气总管的出口相连通；

氢气管道组件由氢气总管和至少2根的氢气细分管组成，每根氢气细分管的进口与氢气总管的出口相连通；

在丙酮蒸汽总管、氨气总管、氢气总管上分别各自设有用于调节物料输送速度的阀门；

加成-消去固定床微通道反应器内设有微通道一，还原固定床微通道反应器内设有微通道二；

丙酮蒸汽细分管、氨气细分管、氢气细分管、微通道一、微通道二、连接管的数量相等；

一根丙酮蒸汽细分管的出口与一根氨气细分管出口通过一个合并接口后与一个微通道一的进口相连通；

一个微通道一的出口连接一根连接管，所述连接管的出口与一根氢气细分管出口通过另一个合并接口后与一个微通道二的进口相连通。