一種連續(xù)生產(chǎn)二乙基甲酰胺的制備方法

一種連續(xù)生產(chǎn)二乙基甲酰胺的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種二乙基甲酰胺的生產(chǎn)方法。一種連續(xù)生產(chǎn)二乙基甲酰胺的制備方法，在裝填有非均相催化劑的反應(yīng)器中，將二乙胺和甲酸甲酯混合后通過酰胺化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二乙基甲酰胺，再通過精制得到成品二乙基甲酰胺；二乙胺與甲酸甲酯摩爾比為1.0~1.1:1.0，液相空速為1.0~20.0h-1，反應(yīng)溫度控制為10~80℃，反應(yīng)壓力（表壓）為常壓~0.2MPa。本發(fā)明的方法收率高，由于不需要較高的甲酸甲酯和二乙胺摩爾比、并且二乙胺轉(zhuǎn)化率高，因此整個過程物料消耗少。本發(fā)明開發(fā)出制備方法將使得DEF的生產(chǎn)趨于連續(xù)化，這將會使得過程的生產(chǎn)效率提高、投資和生產(chǎn)成本大幅降低。
【專利說明】一種連續(xù)生產(chǎn)二乙基甲酰胺的制備方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及一種二乙基甲酰胺的生產(chǎn)方法。
[0002] 【背景技術(shù)】:
N, N- 二乙基甲酰胺(DEF),英文名為N, Ν-Diethylformamide,縮寫為DEF ;分子式為C5H11NO ;分子量為101.15 ;密度0.9049，沸點(diǎn)177~178°C，為無色透明的低密度高沸點(diǎn)極性有機(jī)溶劑，與水和醇，醚，酮，苯等混溶，具有很強(qiáng)的溶解性，能溶解許多有機(jī)聚合物，如聚丙烯腈，氨基甲酸乙酯預(yù)聚物，PVC，偏氯乙烯-氯乙烯共聚物，聚乙烯醇縮甲醛，聚酰亞胺等高分子聚合物，因此DEF可以作為工業(yè)溶劑取代N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)，并且毒副作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)地小于DMF。此外DEF在纖維合成領(lǐng)域、醫(yī)藥合成領(lǐng)域也具有潛在的應(yīng)用價值，劉興泉等公開了一種DEF的合成方法，以二乙胺(DEA)和一氧化碳為原料，經(jīng)過液相羰基化合成二乙基甲酰胺(DEF)。其最佳反應(yīng)條件為:C0分壓小于6.0MPa，反應(yīng)溫度為8 O V至9 (TC，催化劑濃度不大于0.0 5mol/L，助催化劑PO濃度不大于4.0mol/L，此時選擇性不小于 9 6 V0o (《應(yīng)用化學(xué)》，1996，(5) 1-4 DO1:1SSN: 1000-0518 CN: 22-1128/06)該方法需要使用危險的一氧化碳，并且反應(yīng)器壓力較高，投資成本高，而且后續(xù)還有涉及到環(huán)氧丙烷的分離問題。
[0003]專利號為:CN201210550639.8的發(fā)明專利公開了一種N，N- 二乙基甲酰胺的制備方法，特別是一種以二乙胺和甲酸甲酯為原料制備高純度的N，N- 二乙基甲酰胺的制備方法。其使用間歇式反應(yīng)器，并且不使用催化劑加速反應(yīng)，因此需要較長的反應(yīng)時間和較大的甲酸甲酯和二乙胺摩爾比，并且二乙胺剩余較多。這些缺陷會造成需要使用較大的反應(yīng)器，并且容易發(fā)生著火等極端危險，分離能耗和物料消耗增加。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
為了克服現(xiàn)有的N，N- 二乙基甲酰胺(DEF)的工業(yè)生產(chǎn)方法中不足，提高安全性能，并且降低生產(chǎn)成本，本發(fā)明提供一種N，N- 二乙基甲酰胺的制備方法。
[0005]本發(fā)明以甲酸甲酯和二乙胺為原料，主要的反應(yīng)方程式如下所示:
HC00CH3+HN (CH2CH3)2 - CH3OH + HCO-N (CH2CH3)2
本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:
一種連續(xù)生產(chǎn)二乙基甲酰胺的制備方法，在裝填有非均相催化劑的反應(yīng)器中，將二乙胺和甲酸甲酯混合后通過酰胺化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二乙基甲酰胺，再通過精制得到成品二乙基甲酰胺；二乙胺與甲酸甲酯摩爾比為1.(Tl.1:1.0，液相空速為l.(T20.0tT1，反應(yīng)溫度控制為1(T80°C，反應(yīng)壓力(表壓)為常壓、.2MPa。所述過程以二乙胺計，二乙基甲酰胺的單程收率可達(dá)99%以上。
[0006]具體的，所述的非均相催化劑的化學(xué)組成為氧化鋁、氧化鋅、氧化鈣、氧化錳、氧化鎂、氧化鋇、二氧化硅、氧化鋯、氧化鈦中的一種或多種混合物。
[0007]優(yōu)選的，所述的非均相催化劑的化學(xué)組成為氧化鋁、氧化鋅、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋯中的一種或多種混合物。
[0008]優(yōu)選的，所述的非均相催化劑為球狀、條狀、拉西環(huán)形狀中的一種，最大長度尺寸小于5mm η
[0009]優(yōu)選的，所述的非均相催化劑為微粒子懸浮于反應(yīng)器中，微粒子的尺寸為0.1~0.Smnin
[0010]具體的，所述的反應(yīng)條件為二乙胺與甲酸甲酯摩爾比為1.(Tl.10:1.0，液相空速為5.0-10.0h—1，反應(yīng)溫度控制為4(T60°C，反應(yīng)壓力(表壓)為常壓~0.1MPa0以二乙胺計，二乙基甲酰胺的單程收率可達(dá)99.5%以上。
[0011]優(yōu)選的，其特征在于，所述的二乙胺水含量在lwt%以內(nèi)。
[0012]優(yōu)選的，其特征在于，甲酸甲酯中的甲醇含量為0Wt9T20wt%。
[0013]優(yōu)選的，所述反應(yīng)器為封閉的管式反應(yīng)器
本發(fā)明所得二乙基甲酰胺為粗產(chǎn)品，可通過傳統(tǒng)的精餾方法將粗產(chǎn)品精制為高純產(chǎn)品，具體的方法為本 專業(yè)人員所熟知。舉一個具體的方案如下:
首先將粗產(chǎn)品進(jìn) 入第一常壓精餾塔，塔頂溫度控制1(T3(TC，塔釜溫度控制6(T90°C，塔頂產(chǎn)品為副產(chǎn)品甲醇和未反應(yīng)的甲酸甲酯、二乙胺，塔釜為帶有一定色度的粗DEF，再將塔底產(chǎn)品進(jìn)入第二常壓精餾塔，控制塔釜溫度17(Tl80°C，收集塔頂無色清亮產(chǎn)品，DEF純度在99.8%以上。
[0014]相對于現(xiàn)有DEF生產(chǎn)技術(shù)，本發(fā)明的方法具有以下優(yōu)點(diǎn):
I)本發(fā)明的方法收率高，由于不需要較高的甲酸甲酯和二乙胺摩爾比、并且二乙胺轉(zhuǎn)化率高，因此整個過程物料消耗少。
[0015]2)本發(fā)明的方法設(shè)備尺寸小，工業(yè)放大簡單，成本相對現(xiàn)有技術(shù)投資較小。
[0016]3 )本發(fā)明的方法環(huán)保安全。
[0017]4)本發(fā)明開發(fā)出制備方法將使得DEF的生產(chǎn)趨于連續(xù)化，這將會使得過程的生產(chǎn)效率提聞、投資和生廣成本大幅降低。
【具體實施方式】
[0018]以下實施例是對本發(fā)明更為詳細(xì)的舉例描述，但本發(fā)明并不局限于這些實施例。
[0019]實施例1
一種連續(xù)生產(chǎn)二乙基甲酰胺的制備方法，在裝填有非均相催化劑的封閉的管式反應(yīng)器中，將二乙胺和甲酸甲酯混合后通過酰胺化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二乙基甲酰胺，在通過精制得到成
品二乙基甲酰胺。
[0020]反應(yīng)條件為:二乙胺與甲酸甲酯摩爾比為1.(Tl.1:1.0，液相空速為Ιδ.ΟΙ1，反應(yīng)溫度控制為80°c，反應(yīng)壓力(表壓)為常壓、.2MPa。所述的非均相催化劑的化學(xué)組成為:氧化招、氧化鎂和氧化錯的混合物。
[0021]所述的非均相催化劑為條狀,最大長度尺寸為2mm。
[0022]所述的二乙胺水含量0.2 wt%。
[0023]甲酸甲酯中的甲醇含量為0.lwt%。
[0024]測量出口產(chǎn)品，二乙胺轉(zhuǎn)化率為99.3%，DEF選擇性接近100%。
[0025]實施例2
一種連續(xù)生產(chǎn)二乙基甲酰胺的制備方法，在裝填有非均相催化劑的封閉的管式反應(yīng)器中，將二乙胺和甲酸甲酯混合后通過酰胺化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二乙基甲酰胺，在通過精制得到成品二乙基甲酰胺。
[0026]反應(yīng)條件為:二乙胺與甲酸甲酯摩爾比為1.(Tl.1:1.0，液相空速為10.0h-l，反應(yīng)溫度控制為60°C，反應(yīng)壓力(表壓)為常壓、.2MPa。所述的非均相催化劑的化學(xué)組成為:氧化鈦、氧化鈣的混合物。
[0027]所述的非均相催化劑為球狀，最大長度尺寸為3mm。
[0028]所述的二乙胺水含量為0.lwt%。
[0029]甲酸甲酯中的甲醇含量為0.05wt%。
[0030]測量出口產(chǎn)品，二乙胺轉(zhuǎn)化率為99.5%，DEF選擇性接近100%。
[0031]實施例3
一種連續(xù)生產(chǎn)二乙基甲酰胺的制備方法，在裝填有非均相催化劑的封閉的管式反應(yīng)器中，將二乙胺和甲酸甲酯混合后通過酰胺化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二乙基甲酰胺，在通過精制得到成
品二乙基甲酰胺。
[0032]反應(yīng)條件為:二乙胺與甲酸甲酯摩爾比為1.(Tl.1:1.0,液相空速為5.0r1,反應(yīng)溫度控制為50°C，反應(yīng)壓力(表壓)為常壓、.2MPa。所述的非均相催化劑的化學(xué)組成為:氧化招、氧化鎂和氧化錯的混合物。
[0033]所述的非均相催化劑為球狀，最大長度尺寸為1.5mm。
[0034]所述的二乙胺水含量為0.4wt%。
[0035]甲酸甲酯中的甲醇含量為0.08wt%。
[0036]測量出口產(chǎn)品，二乙胺轉(zhuǎn)化率為99.5%，DEF選擇性接近100%。
[0037]實施例4
一種連續(xù)生產(chǎn)二乙基甲酰胺的制備方法，在裝填有非均相催化劑的封閉的管式反應(yīng)器中，將二乙胺和甲酸甲酯混合后通過酰胺化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二乙基甲酰胺，在通過精制得到成
品二乙基甲酰胺。
[0038]反應(yīng)條件為:二乙胺與甲酸甲酯摩爾比為1.(Tl.1:1.0,液相空速為8.0.0h^1,反應(yīng)溫度控制為42°C，反應(yīng)壓力(表壓)為常壓、.1MPa0所述的非均相催化劑的化學(xué)組成為:氧化鋁、氧化鎂和氧化鋯的混合物。
[0039]所述的非均相催化劑為拉西環(huán)狀，最大長度尺寸為4mm。
[0040]所述的二乙胺水含量為0.05wt%。
[0041]甲酸甲酯中的甲醇含量為0.02wt%。
[0042]測量出口產(chǎn)品，二乙胺轉(zhuǎn)化率為99.7%，DEF選擇性接近100%。
[0043]實施例5
一種連續(xù)生產(chǎn)二乙基甲酰胺的制備方法，在裝填有非均相催化劑的封閉的管式反應(yīng)器中，將二乙胺和甲酸甲酯混合后通過酰胺化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二乙基甲酰胺，在通過精制得到成
品二乙基甲酰胺。
[0044]反應(yīng)條件為:二乙胺與甲酸甲酯摩爾比為1.(Tl.1:1.0,液相空速為3.0.0h^1,反應(yīng)溫度控制為20°C，反應(yīng)壓力(表壓)為常壓、.1MPa0所述的非均相催化劑的化學(xué)組成為:氧化鎂和氧化鋯的混合物。
[0045]所述的非均相催化劑為拉西環(huán)狀，最大長度尺寸為4mm。
[0046]所述的二乙胺水含量為0.04wt%。[0047]甲酸甲酯中的甲醇含量為2wt%。
[0048]測量出口產(chǎn)品，二乙胺轉(zhuǎn)化率為99.6%，DEF選擇性接近100%。
[0049]實施例6
一種連續(xù)生產(chǎn)二乙基甲酰胺的制備方法，在裝填有非均相催化劑的封閉的管式反應(yīng)器中，將二乙胺和甲酸甲酯混合后通過酰胺化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二乙基甲酰胺，在通過精制得到成
品二乙基甲酰胺。
[0050]反應(yīng)條件為:二乙胺與甲酸甲酯摩爾比為1.(Tl.1:1.0，液相空速為l0.0.0h—1，反應(yīng)溫度控制為55°c，反應(yīng)壓力(表壓)為常壓、.1MPa0所述的非均相催化劑的化學(xué)組成為:氧化招、氧化鋅、氧化韓、氧化猛、氧化鎂、氧化鋇、二氧化娃、氧化錯和氧化鈦的混合物。
[0051]所述的非均相催化劑為微粒子懸浮于反應(yīng)器中，微粒子的尺寸為0.1~0.5_。
[0052]所述的二乙胺水含量為0.07wt%。
[0053]甲酸甲酯中的甲醇含量為3wt%。
[0054]測量出口產(chǎn)品 ，二乙胺轉(zhuǎn)化率為99.8%，DEF選擇性接近100%。
[0055]實施例7
一種連續(xù)生產(chǎn)二乙基甲酰胺的制備方法，在裝填有非均相催化劑的封閉的管式反應(yīng)器中，將二乙胺和甲酸甲酯混合后通過酰胺化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二乙基甲酰胺，在通過精制得到成
品二乙基甲酰胺。
[0056]反應(yīng)條件為:二乙胺與甲酸甲酯摩爾比為1.(Tl.1:1.0，液相空速為13.0H應(yīng)溫度控制為65°C，反應(yīng)壓力(表壓)為常壓、.1MPa0所述的非均相催化劑的化學(xué)組成為:氧化猛、氧化鎂、氧化鋇、二氧化娃、氧化錯和氧化鈦的混合物。
[0057]所述的非均相催化劑為微粒子懸浮于反應(yīng)器中，微粒子的尺寸為0.1~0.5mm。
[0058]所述的二乙胺水含量為0.06wt%。
[0059]甲酸甲酯中的甲醇含量為5wt%。
[0060]測量出口產(chǎn)品，二乙胺轉(zhuǎn)化率為99.5%，DEF選擇性接近100%。
[0061]最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行修改或者對部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種連續(xù)生產(chǎn)二乙基甲酰胺的制備方法，其特征在于:在裝填有非均相催化劑的反應(yīng)器中，將二乙胺和甲酸甲酯混合后通過酰胺化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二乙基甲酰胺，再通過精制得到成品二乙基甲酰胺；二乙胺與甲酸甲酯摩爾比為1.0-l.1: 1.0，液相空速為l.0-20.0h-1,反應(yīng)溫度控制為10-80°C，反應(yīng)壓力(表壓)為常壓~0.2MPa。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)生產(chǎn)二乙基甲酰胺的制備方法，其特征在于，所述的非均相催化劑的化學(xué)組成為氧化鋁、氧化鋅、氧化鈣、氧化錳、氧化鎂、氧化鋇、二氧化硅、氧化鋯、氧化鈦中的一種或多種混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)生產(chǎn)二乙基甲酰胺的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述的非均相催化劑的化學(xué)組成為氧化鋁、氧化鋅、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋯中的一種或多種混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種連續(xù)生產(chǎn)二乙基甲酰胺的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述的非均相催化劑為球狀、條狀、拉西環(huán)形狀中的一種，最大長度尺寸小于5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種連續(xù)生產(chǎn)二乙基甲酰胺的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述的非均相催化劑為微粒子懸浮于反應(yīng)器中，微粒子的尺寸為0.1-0.5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種連續(xù)生產(chǎn)二乙基甲酰胺的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述的反應(yīng)條件為二乙胺與甲酸甲酯摩爾比為1.0-l.10:1.0,液相空速為5.0-10.0h-1,反應(yīng)溫度控制為40-60°C，反應(yīng)壓力(表壓)為常壓~0.1MPa0
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或6所述的一種連續(xù)生產(chǎn)二乙基甲酰胺的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述的二乙胺水含量在lwt%以內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或6所述的一種連續(xù)生產(chǎn)二乙基甲酰胺的生產(chǎn)方法，其特征在于，甲酸甲酯中的甲醇含量為0wt°/T20wt%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或6所述的一種連續(xù)生產(chǎn)二乙基甲酰胺的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述反應(yīng)器為封閉的管式反應(yīng)器。
【文檔編號】C07C231/02GK103922957SQ201410107373
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】宋國全, 肖強(qiáng), 楊理, 閆廣學(xué) 申請人:邁奇化學(xué)股份有限公司