[发明专利]叔丁醇尿素法合成叔丁胺的改进工艺

说明书

本发明涉及化工领域，特别是一种叔丁醇尿素法合成叔丁胺的改进工艺。

叔丁胺为优良橡胶促进剂NS和TBSI的主要原料，由于合成技术困难而限止了此类产品的发展。“八五”期间化工部曾将此作为攻关课题。国外报道该工艺也仅有试验室的成果，以叔丁醇计回收率仅达60～70％，而未形成工业化。

本发明的目的是提供一种回收率高、原料消耗低、成本低、设备投入少、生产安全性高、环保效果好的一种叔丁醇尿素法合成叔丁胺的改进工艺。

本发明的上述发明目的通过下述技术方案来实现：

本发明经改进后的叔丁醇尿素法合成叔丁胺工艺，包括中间体叔丁脲的合成工艺，叔丁脲碱解蒸馏合成叔丁胺的工艺和回收脱沸剂(二甘醇)的工艺。

1.中间体叔丁脲的合成工艺

中间体叔丁脲的合成工艺是在装有搅拌器的反应罐中，加入计量的浓硫酸(98％)，在搅拌的情况下，均匀地加入计量的尿素后，再加入尿素重量的1～5％的固体分散剂(OP)。使尿素在浓硫酸中呈均匀的胶状分散状态，在1～3小时内滴加计量的叔丁醇，进行缩合反应，叔丁醇滴加完后，再搅拌0.5小时左右，物料呈粘稠半凝固状态，停止搅拌，静置反应15小时以上。合成叔丁脲的物料配比为：叔丁醇∶尿素∶硫酸(98％)＝1∶1∶1.7-1.8(公斤分子比)，加入尿素、缩合和静置反应的温度控制都在常温。

静置反应完成后按每公斤分子的叔丁醇加入200公斤软化水，开动搅拌，使物料溶解后，滴加氨水(15％)中和至PH＝3～6，此时叔丁脲结晶析出，经离心分离，洗涤得叔丁脲结晶(含水量约20～30％)不经干燥直接用于碱解。叔丁脲的收率(干基)(以叔丁醇计)可达90％以上。

2.叔丁胺的合成工艺

在装有搅拌和回流蒸馏装置的反应罐中，加入计量的脱沸剂(二甘醇)，并加入计量的叔丁脲结晶，开动搅拌，使叔丁脲均匀地分散在脱沸剂(二甘醇)中，然后在1～3小时内滴加计量的40～50％的烧碱溶液，烧碱溶液的浓度应根据反应液中含水总量决定(叔丁脲中的水、二甘醇中的水、加入碱中的水的总和)滴加的烧碱的浓度应使反应液中总水量的30～40％，在滴加烧碱的同时，开夹套蒸汽加热使液温逐步升至80～100℃，回流蒸出反应生成的氨，进行回收送中和使用。蒸完氨后，控制塔顶温度为42～48℃，蒸出叔丁胺。叔丁胺的收率(以叔丁脲计)可达98％以上，叔丁胺含量为99.5％(色谱法分析)。碱解的物料配比为：叔丁脲∶烧碱∶脱沸剂(二甘醇)＝1∶2∶2公斤分子。

3.回收脱沸剂(二甘醇)和碳酸钠工艺

将碱解蒸出叔丁胺的残液(二甘醇和碳酸钠的水溶液)送入装有搅拌器的碱析罐中，加入二甘醇重量相等的甲醇(90％)，在常温搅拌后，甲醇与二甘醇互溶，碳酸钠结晶析出，经真空过滤，甲醇洗涤，送至真空干燥器在100～120℃干燥回收碳酸钠并回收甲醇，返回使用。真空过滤的滤液为二甘醇和甲醇的混合液，进行蒸馏回收甲醇返回使用，剩余的二甘醇(含水约20％左右)返回使用。二甘醇和甲醇的回收率均可达到98％以上。(真空回收甲醇采用-15～-20℃冰盐水冷却回收)。

实施例：

本发明叔丁醇尿素法合成叔丁胺改进后的工艺，具体实施如下：

1.叔丁脲合成工艺：

在装有搅拌器的3000公升的反应罐中，加入5.1～5.4公斤分子的浓硫酸(98％)，用加料器均匀的在1小时左右加入3公斤分子的尿素(96％)，再加入尿素重量的1～5％的固体分散剂(OP)(化学名称为聚乙二醇辛基苯基醚)，搅拌1～2小时后，尿素呈胶体状态均匀地分散在浓硫酸中，开夹套冰盐水，将物料冷却至常温，在1～3小时内滴加3公升分子的叔丁醇(85％)，再搅拌0.5小时左右，停搅拌，物料变粘稠呈半凝固状态，在常温下静置反应15小时以上，然后加入600公升软化水溶解物料，在搅拌下用氨水(15％左右)中和至PH＝3～6，经离心分离洗涤得叔丁脲(折干品)328公斤，收率为93％左右(以叔丁醇计)。(叔丁脲经离心分离一般含水20～30％左右，不经干燥，可直接用于下一步合成)。

2.叔丁胺的合成工艺：