[发明专利]一种四丙基氢氧化铵的制备方法及其制备的季铵碱水溶液

说明书

本申请公开了一种四丙基氢氧化铵的制备方法及其制备的季铵碱水溶液，涉及分子筛季铵碱模板剂生产技术领域。四丙基氢氧化铵的制备方法，包括以下步骤：S1季铵化：取三正丙胺与溴丙烷，以乙腈为反应溶剂，加入镍钛催化剂，搅拌，回流反应，制得季铵化合物；S2成碱：将季铵化合物通过离子交换法或电解法，制得季铵碱水溶液；所述步骤S1中三正丙胺、溴丙烷与乙腈的物质的量之比为1：（1‑1.1）：（3‑8）；所述步骤S1中三正丙胺与镍钛催化剂的质量比为100：（1‑5）；所述镍钛催化剂主要由包括以下重量份的原料制得：可溶性镍盐8‑15份，纳米氧化钛50份。四丙基氢氧化铵的制备方法具有能耗低的优点。

技术领域

本申请涉及分子筛季铵碱模板剂生产技术领域，尤其涉及一种四丙基氢氧化铵的制备方法及其制备的季铵碱水溶液。

背景技术

环氧丙烷是生产聚醚、丙二醇、聚氨酯、非离子型表面活性剂、油田破乳剂等化工产品的重要原料，在精细化工领域被广泛应用。氯醇法制环氧丙烷工艺面临严重的环保问题，随着社会对环保要求越来越高，人们逐渐放弃氯醇法制环氧丙烷的合成工艺，逐渐选用以双氧水为氧化剂的HPPO工艺。HPPO工艺的核心是TS-1分子筛催化剂，TS-1分子筛一般用四丙基氢氧化铵作模板剂合成得到。

目前常用的四丙基氢氧化铵生产工艺是以三丙胺与溴丙烷反应生成四丙基溴化铵，再通过离子交换或电解等方法制得四丙基氢氧化铵。

针对上述相关技术，发明人认为，在三丙胺与溴丙烷反应的过程中，三丙胺与溴丙烷之间反应活性不高，反应收率较低，要达到80％以上收率需反应超过50小时，增加了四丙基氢氧化铵生产工艺的能耗。

发明内容

为了降低四丙基氢氧化铵的能耗，本申请提供一种四丙基氢氧化铵的制备方法及其制备的季铵碱水溶液。

第一方面，本申请提供一种四丙基氢氧化铵的制备方法，采用如下的技术方案：

一种四丙基氢氧化铵的制备方法，包括以下步骤：

S1季铵化：取三正丙胺与溴丙烷，以乙腈为反应溶剂，加入镍钛催化剂，搅拌，加热至回流反应8-20h，形成季铵盐，回收产物，制得季铵化合物；

S2成碱：将季铵化合物通过离子交换法或电解法，制得季铵碱水溶液；

所述步骤S1中三正丙胺、溴丙烷与乙腈的物质的量之比为1：(1-1.1)： (3-8)；所述步骤S1中三正丙胺与镍钛催化剂的质量比为100：(1-5)；所述镍钛催化剂主要由包括以下重量份的原料制得：可溶性镍盐8-15份，纳米氧化钛50份。

通过采用上述技术方案，在步骤S1中，用乙腈作反应溶剂，乙腈是一种极性的非质子化溶剂，在回流的高温状态下，对镍离子、钛离子具有一定的溶解能力，对镍离子、钛离子具有一定的活化作用；而镍钛催化剂中含有镍离子和钛离子，经乙腈高温活化后，对溴丙烷与三正丙胺之间的季铵化反应具有显著的催化作用，加快季铵化反应的进行，提高反应转化率，显著缩短季铵化反应的反应时间，降低四丙基氢氧化铵产品的生产能耗。

优选的，所述步骤S1中三正丙胺、溴丙烷与乙腈的物质的量之比为1： (1.02-1.04)：(3.5-5)；所述步骤S1中三正丙胺与镍钛催化剂的质量比为100： (2.5-3.5)。

通过采用上述技术方案，使用更优的原料投料配比，有助于提高反应收率，有助于降低四丙基氢氧化铵的生产成本。

优选的，所述步骤S1回流反应时间为12-20h。

通过采用上述技术方案，选用更佳的回流反应时间，有助于提高反应收率，有助于降低四丙基氢氧化铵的生产成本。

优选的，所述步骤S1回流反应完成后，降温至不高于35℃，一次过滤，用乙腈洗涤一次滤饼；将一次滤饼加入不少于4倍三正丙胺重量的水中，搅拌不少于30min，二次过滤，用水洗二次滤饼，取二次滤液，制得季铵化合物。