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第31卷第1期
化学工业与工程技术
Vol 31 No
2010年2月
Journal of Chemical Industry &. Engineering
Feb.,2010
脂肪胺生产工艺技术及催化剂研究进展
粪建华
(中国石化集团南京工程公司,江苏南京210048)
摘要:介绍了国外脂肪胺工艺技术的发展和催化剂的研究进展,简述了国内脂肪胺工艺技术的引
进、消化及开发进展情况,并对发展国内的脂肪胺生产提出了一些建议。
关键词;脂肪胺;工艺技术;催化剂;研究进展
中图分类号:TQ426,TQ226.32文献标识码:A文章编号:1006-7906(2010)01-004-04
Research progress of fatty amine processes and catalysts
GONG Jianhua
(Sinopec Nanjing Engineering Incorporation, Nanjing 210048, China)
Abstract: The research progress of the development of fatty amine processes and catalysts abroad is presented. The intro-
duction, assimilation and development of fatty amine processes in China are expounded briefly and the proposals for developing
fatty amine production in our country are put forward.
Key words; Fatty amine; Process; Catalyst; Research progress
虽然全球金融危机对经济发展的冲击仍在继加氢制得脂肪胺,尤其近十五年来,由脂肪酸生产脂
续,但近年来发展迅速的新兴经济体市场对肥皂、清肪胺的技术在节能、提高催化剂活性、抑制副反应、
洁剂及家用和个人护理产品的需求依然非常强劲,工艺过程连续化等方面有了很大的改进
带动表面活性剂市场出现显著的增长。相对于欧美1.1.1工艺路线的选择
等成熟市场而言,新兴市场更具有发展的潜力,全球
以荷兰阿克苏(Ak2o)联合化学公司的工艺技
些主要的表面活性剂产品生产商近来已纷纷宜布术路线为例,由天然脂肪酸C。-:馏分,先制备脂肪
在中国和其他高增长地区进行扩能以满足当地需求腈,再由腈制备伯胺、仲胺。在反应温度120~150
的増长。生产表面活性剂的原料之一脂肪胺及其行℃,反应压力3.0~7.0MPa,胺共存的条件下反应,
生物同样受到青睐。
同时加水和氨可提高伯胺的选择性,抑制仲胺生成,
脂肪胺(含长链C-2的有机胺化合物)是三大从椰油脂肪腈制伯胺产品得率可达96%。
油脂化学(脂肪醇、脂肪酸和脂肪胺)的主要中间体
仲胺在工业上大多采用间歇法生产。将腈加入
之一。脂肪伯胺、仲胺、叔胺、二胺和季铵盐等均系反应器,在催化剂存在下,加压加热并连续排气除
表面活性剂等生产的重要原料,所以其工艺技术的氨,在一定反应时间后,将广物泵入过滤器除去催化
开发和生产十分令人关注。
剂,然后送蒸馏提纯仲胺产品。
1国外脂肪胺技术的发展和催化剂研究
叔胺(二甲基烷基胺)的生产一般采用伯胺与甲
1.1脂肪酸经脂肪制脂肪胺的工艺技术
醛或甲醇发生二甲基化的还原甲基化法。
由于受高石油价格的影响,以及人们生活水平
季铵盐的生产是以伯胺、仲胺、叔胺、二胺等为
不断提高和健康意识的增强,人们开始关注利用可原料,并根据烷基链的长度不同用CH3Cl、硫酸二
再生的、绿色的天然油脂为原料来生产脂肪胺和民甲酯、氧化苄或环氧乙烷作为季胺化剂反应合成。
用表面活性剂等产品
在国外,该工艺的开发与生产起步于20世纪
收稿日期:2009-09-28
作者简介:糞建华(1962~),男,江苏常熟人,高级工程师
50年代,到90年代发展速度较快,工业上普遍使用直从事化エ工程设计工作
的成熟技术路线是以天然脂肪酸氨化法制脂肪腈再
E-maillead-gjh@home.nidi.com
万方数据
龚建华
脂肪胺生产工艺技术及催化剂研究进展
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关设备反应器的选择
1.2.1.2过渡金属催化剂
脂肪胺生产工艺中最关键的设备是反应器,过
用于烯烃胺化的过渡金属催化剂很多,根据反
去应用最多的是搅拌式鼓泡反应器,它具有制造简应过程的不同,可分为以下几大类
单、运行稳定、安装维修方便、价格便宜等优点,适宜
a)过渡金属离子活化的工艺。
于问歇式分批操作;其最大的不足是传质、传热差,
过渡金属催化剂中的金属阳离子通过与烯烃作
反应时间长,得率低。现国外较多采用环路反应器用首先形成π络合物,其次在氨或胺的亲核攻击下
来生产脂肪胺,对相同规模而言,环略反应器的体积形成不稳定的σ烷基金属络合物,最终得到相应的
是搅拌反应器的一半。
胺。钯、铂等一系列过渡金属络合物催化剂均可通
据介绍,这种环路反应器主要适用于气一固-液过该工艺催化烯烃进行直接胺化反应。 Akermnark
三相介质反应。采用循环泵将反应物料通过环路反等采用PdCl2的二苹腈络合物为催化剂时,在低温
应器内顶部的专用喷嘴喷人,以提高传质效果,使反下对丁烯等链状烯烃和五元到七元环状烯烃的胺化
应时间大为缩短。
反应进行了研究?,得到了较好的试验数据,反应收
国外如阿克苏(Ak2o)、花王(Kao)等公司的脂率可达到90%,并得出了立体效应对产物分布的影
肪胺装置已采用布斯公司(Buss)的环路反应器。
响。 Panunzi等采用PtC2的络合物为催化剂对乙
布斯公司(Bus)是环路反应器的设计和制造烯、丙烯的胺化反应进行了研究门,该催化剂的活性
商,环路反应器( Loop Reactor)的基本特点是:(1)较高但选择性差。以乙烯为原料时,产品的选择性
混合均匀,气泡最小直径可达10-6cm;(2)气液接达到68%;而对其他烯烃,只能生成多种胺的混合
触面积大,整个反应器内混合非常均匀,没有温度梯物。总之,该类催化剂成本较高,受配位体结构的影
度,反应器底部不会出现温度过热现象;(3)催化剂响较大,且常会发生一些副反应。
悬浮效果好,优于传统的搅拌式反应器,使催化剂每
b)光照条件下的工艺。
批消耗率约0.1%;(4)环路反应器放大效应好,操
激发态的汞金属在光照条件下可以催化氮氢键
作弹性好。
的均裂而得到氢自由基和胺自由基,氢自由基与烯
1.2烯烃直接胺化合成脂肪胺的工艺技术
烃生成烷基自由基,再与胺自由基反应得到胺。该
由烯烃直接胺化反应合成脂肪胺的工艺技术,反应符合 Markovnikov规则,产物具有较好的定位
在工业上具有十分重要的意义。国外在该技术领域选择性。
已进行了几十年的研究,烯烃与氨(胺)的反应在热
c)其他工艺。
力学上是有利的,但当缺乏适宜的催化剂时,反应速
同样,铑、铱、钉、铁等过渡金属可用于烯烃的直
度极慢且选择性较差;国外开发了各种类型的催化接胺化反应。采用催化剂RhCl·3H2O能够催化
剂应用于烯烃的直接胺化反应,主要分为均相催化乙烯