乙醇胺氣固相催化合成乙二胺研究.pdf

1、乙二胺是一種用途廣泛的基礎(chǔ)有機(jī)化工原料,主要應(yīng)用于環(huán)氧樹(shù)脂固化劑、農(nóng)藥、醫(yī)藥、低分子量聚酰胺樹(shù)脂、螯合劑等領(lǐng)域,涉及諸多行業(yè)。由于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)工藝相對(duì)落后,使得國(guó)外質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的乙二胺大量涌入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的乙二胺僅可以滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求的三分之一,超過(guò)70％的乙二胺仍然依賴進(jìn)口。因此,開(kāi)發(fā)乙二胺生產(chǎn)新工藝對(duì)滿足國(guó)內(nèi)乙二胺市場(chǎng)需求具有重要意義。
　　本文在查閱國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,對(duì)現(xiàn)有乙二胺合成工藝路線進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)合自身實(shí)

2、驗(yàn)條件,提出以液氨、乙醇胺為原料,改性絲光沸石為催化劑,在一定溫度和壓力下通過(guò)固定床氣固催化縮合胺化合成乙二胺的工藝路線。文中首先對(duì)改性絲光沸石催化劑進(jìn)行了改性和制備條件優(yōu)化研究;利用單因素實(shí)驗(yàn),研究了反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、原料摩爾配比及原料流量等因素對(duì)合成乙二胺反應(yīng)的影響,確定了最佳的工藝條件;通過(guò)半經(jīng)驗(yàn)、半理論的冪函數(shù)模型建立了乙二胺合成反應(yīng)的宏觀動(dòng)力學(xué)模型;采用Benson基團(tuán)貢獻(xiàn)法,分析了反應(yīng)體系中主反應(yīng)和主要副反應(yīng)在298～10

3、00K溫度范圍內(nèi)的熱力學(xué)規(guī)律。根據(jù)熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)研究規(guī)律綜合已有研究成果,對(duì)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了進(jìn)一步探討。主要研究結(jié)論如下:
　　(1)制備催化劑的適宜條件為:用0.2mol/L的鹽酸對(duì)氫型絲光沸石進(jìn)行脫鋁處理,用0.01mol金屬活性組分A-B在一定溫度下對(duì)絲光沸石進(jìn)行浸漬10h;過(guò)濾,于120℃下干燥得到催化劑活性組分,將其與助劑混勻、造粒、打片,在一定溫度下焙燒活化。
　　(2)合成乙二胺的最佳的工藝條件為:反應(yīng)溫度350

4、℃,反應(yīng)壓力3.0MPa,NH3/MEA為20/1(摩爾比),乙醇胺流量為12.5mL/h。
　　(3)合成乙二胺的宏觀動(dòng)力學(xué)方程為:2106985817exp NHyy05160.29653.3MEA。RT其中:R表示理想氣體常數(shù),T表示溫度,yNH3、yMEA分別表示氨和乙醇胺的摩爾分率
　　(4)在298～1000K溫度范圍內(nèi)的熱力學(xué)特征:生成乙二胺的吉布斯自由能為-8.49～-0.42kJ·mol-1、哌嗪的吉布斯自