一种二乙醇单异丙醇胺的制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种二乙醇单异丙醇胺的制备方法，包括如下步骤：（1）往反应釜内通入惰性气体置换反应釜内的空气；（2）将环氧丙烷与二乙醇胺进行预混合，然后加入到反应釜内，通入惰性气体维持反应釜内的压力为0.1~0.5Mpa，对物料进行搅拌混合，然后升温，保温反应，得到二乙醇单异丙醇胺产品。本发明利用二乙醇胺及环氧丙烷为原料，摒弃常规的以水为溶剂，经过物料的预混合，降低了反应物料的粘度及凝固点，同时两种物料在反应器中分散均匀，有利于反应的快速进行；另外在低烷胺比的条件下，有利于提高环氧丙烷的利用率，降低副反应发生的概率，整个生产流程具有能耗低、物料转化率高，产品纯度高，品质稳定，无废弃物产生的优点。
【专利说明】一种二乙醇单异丙醇胺的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及化工领域，具体涉及一种高纯度二乙醇单异丙醇胺的制备方法。
【背景技术】
[0002]二乙醇胺单异丙醇胺是一种低毒、对环境友好的醇胺类精细化工产品，主要用于表面活性剂，广泛应用于化工原料，颜料、医药、建筑材料等各领域，在水泥添加剂、护肤类产品及纺织物柔顺剂中应用较多。
[0003]目前在水泥助磨剂领域，其配方大都是醇类、醇胺类、醋酸盐类等化工原料单一或复合的产品，水泥助磨剂的应用重点已不仅仅关注其助磨作用，更关注其对水泥的增强作用，因此高助磨性及高强度增强性能的水泥助磨剂的开发与应用越来越受到重视，与其他同类水泥添加剂产品相比，二乙醇单异丙醇胺(DEIPA)在提高粉磨效率，节能降耗及改善水泥强度方面对比对比其他醇胺类产品有较大优势。US7160384及US6048393公开的水泥助磨剂专利表明，二乙醇单异丙醇胺在助磨性能方面能大幅提高水泥的比表面积，能同时增强水泥的早期及晚期强度。在柔顺剂应用领域文献Journal of Sur-factants andDetergents, Vol.4, (October, 2001)表明，由二乙醇单异丙醇胺制备的二酯季铵盐类柔顺剂在生物降解性、柔顺性及制造成本方面有很大优势。
[0004]目前二乙醇单异丙醇胺有多种制备方法，如US2649483A采用二乙醇胺与环氧丙烷反应制备二乙醇单异丙醇胺，该方法采用在Imm汞柱的绝对压力下进行减压蒸馏的方式分离反应产物，真空度高对设备要求较高。
[0005]专利CN10292403A公布了一种采用水做为溶剂，以DEA及环氧丙烷为原料在阻聚剂存在的条件下制备二乙醇单异丙醇胺的方法，该方法的缺陷在于，蒸馏过程真空度高，对生产设备的的要求较高；同时阻聚剂的加入使得反应体系更加复杂，蒸馏后有釜底物残留，难以处理。
[0006]专利CN103224453A采用水做为溶剂，以环氧丙烷及二乙醇胺为原料制备二乙醇单异丙醇胺，该方法的缺陷在于，烷胺比较高，过量的环氧丙烷难以回收，同时过量的环氧丙烷会加速副产物的生成，另外溶剂水的存在使得环氧丙烷部分水解，降低了环氧丙烷的利用率。
[0007]以上所述专利文献，其物料均采用滴加环氧丙烷的进料方式，该进料方式的缺陷在于在进料的中后期，反应体系中二乙醇胺含量逐渐减少，而二乙醇单异丙醇胺含量不断增加，发生副反应的概率也逐渐增大，因此副产物也较多。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在提供一种能耗低，物料转化率高，产品纯度适用不同的应用需求，色度稳定，生产过程绿色环保的二乙醇单异丙醇胺的制备方法。
[0009]为解决上述问题，本发明采用的具体技术方案如下:
一种二乙醇单异丙醇胺的制备方法，包括如下步骤: (1)往反应釜内通入惰性气体置换反应釜内的空气；
(2)将环氧丙烷与二乙醇胺进行预混合，然后加入到反应釜内，通入惰性气体维持反应釜内的压力为0.Γ0.5Mpa，对物料进行搅拌混合，然后升温至4(Tl00°C，保温反应2飞小时，得到二乙醇单异丙醇胺产品。
[0010]步骤(2)中环氧丙烷与二乙醇胺的摩尔比为0.4?1:1。
[0011]本发明中，二乙醇胺采用环氧丙烷替代水作为溶剂，其目的在于排除环氧丙烷发生水解的可能性，提闻环氧丙烧的利用率，从而提闻物料的转化率。
[0012]环氧丙烷与二乙醇胺反应时，反应压力低的话环氧丙烷部分挥发，不利反应充分进行；因此控制反应釜内的压力为0.Γ0.5Mpa。
[0013]步骤(2)中环氧丙烷预混合前的温度为-8?8°C，优选5°C;二乙醇胺预混合前的温度为3(Γ40，优选为35°C。将环氧丙烷与二乙醇胺进行预混合，其目的在于利用两种物质的相溶特性降低混合物料的粘度及凝固点，同时反应物料在反应体系中均匀分散有利于合成反应的快速进行，降低副反应发生的可能性。
[0014]步骤(2)中对物料进行搅拌时控制物料温度为1(T20°C，搅拌混合0.5^1小时。
[0015]当烷胺比过高时，有利于醇醚副产物的生成，同时过高烷胺比也可能造成二乙醇单异丙醇胺产品色度加深；当烷胺比较低时，副反应较少。本发明根据不同应用需求采用不同的投料比。在日化应用领域采用环氧丙烷与二乙醇胺的摩尔比为0.41.7:1，优选为
0.5:1 ;在建材应用领域采用环氧丙烷与二乙醇胺的摩尔比为0.93?1:1，优选为0.98:1。可生产不同纯度的二乙醇单异丙醇胺产品，以满足不同应用领域的需求。
[0016]当环氧丙烷与二乙醇胺的摩尔比为0.93?1:1时，可以将制得的二乙醇单异丙醇胺产品直接出料灌装。
[0017]当环氧丙烷与二乙醇胺的摩尔比为0.Γ0.7:1时，可以将得到的二乙醇单异丙醇胺产品送入到精馏塔进行减压精馏处理。
[0018]减压精馏真空度为-0.097?-0.099Mpa，在真空度-0.099MPa下分离出粗产品中的二乙醇胺原料，分离出的二乙醇胺可做为反应物循环利用。精馏后的塔釜液即为二乙醇胺单异丙醇胺。所述惰性气体采用本领域内的常规惰性气体均可，优选为氮气；本发明通过往反应釜内通入惰性气体置换反应釜内的空气，其目的是排除反应器内的空气，防止环氧丙烷在高温下爆炸。
[0019]步骤(2)中升温至4(T10(TC采用如下方法进行升温:先将混合后的物料加热至3(T40°C，然后停止加热，由反应放热进行升温，并通过冷凝水控制釜内反应温度为4(T10(TC。所述反应温度的控制，充分利用反应的放热，生产过程中基本上无需加热。反应温度过低，反应速度慢；反应温度高，反应副产物较多；反应温度的控制范围为4(T10(TC，优选为6(T80°C。
[0020]本发明利用二乙醇胺及环氧丙烷为原料，摒弃常规的以水为溶剂的方法，创新性的采用环氧丙烷原料为溶剂，经过物料的预混合，降低了反应物料的粘度及凝固点，同时两种物料在反应器中分散均匀，有利于反应的快速进行；另外在低烷胺比的条件下，有利于提高环氧丙烷的利用率，降低副反应发生的概率，整个生产流程具有能耗低、物料转化率高，广品纯度闻，品质稳定，无废弃物广生的优点。
【具体实施方式】
[0021]以下结合具体实施例进一步说明本发明。
[0022]实施例1
高压反应釜预先用氮气置换反应釜内的空气，将2.1吨二乙醇胺，1.14吨环氧丙烷经预混合器送入高压反应釜，并将反应釜升压至0.4MPa，开启搅拌装置，开启冷凝水控制釜内温度10-20°C，搅拌混合I小时后，停冷凝水，将物料加热至30°C，停止加热，利用反应热进行升温，控制反应温度为80°C，搅拌反应6小时，得到二乙醇单异丙醇胺产品，经气相色谱分析产品纯度为96.51%。
[0023]实施例2
高压反应釜预先用氮气置换反应釜内的空气，将2.1吨二乙醇胺，1.16吨环氧丙烷经预混合器送入高压反应釜，并将反应釜升压至0.4MPa，开启搅拌装置，开启冷凝水控制釜内温度10-20°C，搅拌混合0.8小时后，停冷凝水，将物料加热至35°C，停止加热，利用反应热进行升温，控制反应温度为90°C，搅拌反应6小时，得到二乙醇单异丙醇胺产品，经气相色谱分析产品纯度为95.63%。
[0024]实施例3
高压反应釜预先用氮气置换反应釜内的空气，将2.1吨二乙醇胺，0.464吨环氧丙烷经预混合器送入高压反应釜，并将反应釜升压至0.2MPa，开启搅拌装置，开启冷凝水控制釜内温度10-20°C，搅拌混合0.5小时后，停冷凝水，将物料加热至40°C，停止加热，利用反应热进行升温，控制反应温度为100°C，搅拌反应4小时，得到二乙醇单异丙醇胺粗产品，将粗产品升温后通入连续精馏装置，在-0.099MPa真空度条件下，分离出粗产品中的二乙醇胺原料，塔釜物料即为所需的二乙醇单异丙醇胺产品，经气相色谱分析产品纯度为98.31%。
[0025]实施例4
高压反应釜预先用氮气置换反应釜内的空气，将2.1吨二乙醇胺，0.58吨环氧丙烷经预混合器送入高压反应釜，并将反应釜升压至0.2MPa，开启搅拌装置，开启冷凝水控制釜内温度10-20°C，搅拌混合I小时后，停冷凝水，将物料加热至35°C，停止加热，利用反应热进行升温，控制反应温度为60°C，搅拌反应6小时，得二乙醇单异丙醇胺粗产品，将粗产品升温后通入连续精馏装置，在-0.097MPa真空度条件下，分离出粗产品中的二乙醇胺原料，塔釜物料即为所需的二乙醇单异丙醇胺产品，经气相色谱分析产品纯度为99.42%。
[0026]实施例5
高压反应釜预先用氮气置换反应釜内的空气，将2.1吨二乙醇胺，0.464吨环氧丙烷经预混合器送入高压反应釜，并将反应釜升压至0.4MPa，开启搅拌装置，开启冷凝水控制釜内温度10-20°C，搅拌混合I小时后，停冷凝水，将物料加热至40°C，停止加热，利用反应热进行升温，控制反应温度为90°C，搅拌反应6小时，得二乙醇单异丙醇胺粗产品，将粗产品升温后通入连续精馏装置，在-0.099MPa真空度条件下，分离出粗产品中的二乙醇胺原料，塔釜物料即为所需的二乙醇单异丙醇胺产品，经气相色谱分析产品纯度为98.13%。
[0027]对比例I
高压反应釜预先用氮气置换反应釜内的空气，将2.1吨二乙醇胺，1.14吨环氧丙烷及
0.4吨水经预混合器送入高压反应釜，并将反应釜升压至0.4MPa，开启搅拌装置，开启冷凝水控制釜内温度10-20°C，搅拌混合I小时后，停冷凝水，将物料加热至30°C，停止加热，利用反应热进行升温，控制反应温度为80°C，搅拌反应6小时，得二乙醇单异丙醇胺产品，经气相色谱分析产品纯度为93.70%。
[0028] 对比例2
高压反应釜预先用氮气置换反应釜内的空气，将2.1吨二乙醇胺送入高压反应釜，二乙醇胺物料温度为50°C，开启环丙泵将1.14吨环氧丙烷缓慢通入反应釜内，同时开启冷凝控制釜内反应温度80°C，环氧丙烷进料时间控制在I小时以内，进料完毕，将釜内压力升至
0.4MPa，反应过程中以I小时为间隔取样进行气相色谱分析，搅拌反应6小时，得二乙醇单异丙醇胺产品，经气相色谱分析产品纯度为94.43%。
【权利要求】
1.一种二乙醇单异丙醇胺的制备方法，其特征在于包括如下步骤: (1)往反应釜内通入惰性气体置换反应釜内的空气； (2)将环氧丙烷与二乙醇胺进行预混合，然后加入到反应釜内，通入惰性气体维持反应釜内的压力为0.Γ0.5Mpa，对物料进行搅拌混合，然后升温至4(Tl00°C，保温反应2飞小时，得到二乙醇单异丙醇胺产品； 步骤(2)中环氧丙烷与二乙醇胺的摩尔比为0.Π:10
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中环氧丙烷预混合前的温度为-8?8°C，二乙醇胺预混合前的温度为3(T40°C。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中对物料进行搅拌时控制物料温度为1(T20°C，搅拌混合0.5?I小时。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中环氧丙烷与二乙醇胺的摩尔比为 0.4^0.7:1。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于将步骤(2)得到的二乙醇单异丙醇胺产品进行减压精馏，得到高纯度的二乙醇单异丙醇胺。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于步骤(3)中减压精馏时的真空度为-0.097?-0.099Mpa。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中环氧丙烷与二乙醇胺的摩尔比为0.93?1:1。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述惰性气体为氮气。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中升温至4(T10(TC采用如下方法进行升温:先将混合后的物料加热至3(T40°C，然后停止加热，由反应放热进行升温，并通过冷凝水控制釜内反应温度为4(T10(TC。
【文档编号】C07C215/12GK104230724SQ201410441218
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2014年9月2日
【发明者】汪少平, 张书, 杭建荣, 李国华 申请人:南京红宝丽醇胺化学有限公司