改進的用于將異丁烯轉化為叔丁胺的方法技術

本發明專利技術公開了一種改進的用于在低于40巴的壓力下以高達50％的轉化率將異丁烯轉化為叔丁胺的方法。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】專利
本專利技術公開了一種改進的用于在低壓和低溫下高達50%地將異丁烯轉化為叔丁胺的方法，所述方法具有改進的收率和轉化率。
技術介紹
化學過程科學家和工程師持續地研究通過烯烴的胺化來制備胺的課題。這也已經是許多專利的主題。在多年的研究中已經進行了持續的改進，但是對于改進收率、轉化率以及在催化劑的選擇方面仍然有巨大的余地。Peterson等人的US 4，307, 250和4375002要求保護一種用于氣相催化胺化以制備胺的方法，其中使烯烴在足以實現胺形成、但被控制以防止聚合物形成的溫度和壓力下發生反應。所述溫度為200°C _450°C并且所述壓力為300-6，OOOpsig，使用鋁硅酸鹽，例如沸石催化劑。所獲得的選擇性大于95%并且轉化率為3-20%。EP 0305564涉及一種用于使C2_8烯烴胺化的改進的催化方法，催化劑是脫鋁的沸石，所述脫鋁的沸石相對于原始沸石具有增大的Si Al摩爾比率。脫鋁的H-絲光沸石催化劑對于在600-1100psig的壓力下使異丁烯胺化以得到叔丁胺尤其有效。US6, 809，222 (EP1289925)公開并要求保護通過以下方法獲得的脂族胺在多相或均相催化劑例如沸石催化劑如ZSM-5-型存在下，在300-1200psig [2至8MPa] [20-80巴] 的壓力，220至320°C的溫度以及1. 5至20的氨與烯烴的摩爾比率，將氨連續添加到C2至 C8烯烴(特別是異丁烯)。異丁烯至叔丁胺的轉化率為5%并且選擇性為99.5%。未提及二氧化硅與氧化鋁的比率。M. Lequitte 等人發表于 Journal of Catalysis (催化雜志)(1996 年 10 月，第 163 卷，第 2 期，第 255-261 頁)的題為 “Amination of butanes over protoniczeolites (丁烯利用質子沸石的胺化)”的文章考察了1-丁烯和異丁烯與氨的反應。在不同溫度，在標準條件(摩爾比率氨/烯烴=1，總壓力4MPa，600psig)中比較了多種沸石。異丁烯反應的主要產物是叔丁胺，其在低溫下以高選擇性形成。在反應條件(4MPa)，在250°C的熱動力學平衡為約20%轉化為叔丁胺。CA2092964涉及用于制備烷基胺的方法，所述方法包括在包含二氧化硅_氧化鋁摩爾比率為10 :1至100 :1的沸石β的催化劑存在下，在100°C至350°C、特別是260°C 至 300 0C 的溫度和(68. 95-344. 74 巴)IOOOpsig 至 5000psig,優選 1500psig 至 3500psig 的壓力以及0.1至10. OtT1的液時空速下，以1:1至10 1，優選2 I的摩爾比率，使氨或胺與每個分子含有2至10個碳原子的烯烴反應，其中所述烯烴是異丁烯。專利技術目的與現有技術方法相比，本專利技術的主要目的是提供一種，所述方法具有高達50%的改進轉化率。本專利技術的另一個目的是提供一種，所述方法具有至少90%的叔丁胺選擇性。本專利技術的目的是提供一種在低的溫度和壓力下進行的用于將異丁烯轉化為叔丁胺的方法。
技術實現思路
因此，本專利技術提供一種改進的用于在低壓和低溫下高達50%地將異丁烯轉化為叔丁胺的方法，所述方法具有改進的收率和轉化率。在本專利技術的一個實施方案中，一種，其中所述方法包括a)在催化劑存在下，在200-300°C范圍內的溫度下，使異丁烯和氨接觸15-100小時的時間，其中氨或氨、氫混合物壓力在20-33巴的范圍內，重時空速(WHSV，IT1)在3_5的范圍內，氨與異丁烯的摩爾比率在3-5的范圍內，b)將步驟(a)的反應混合物冷卻至在10_30°C范圍內的溫度，和c)通過蒸餾從在步驟(b)中獲得的反應混合物中將未反應的異丁烯、氨和副產物分離以獲得叔丁胺。在本專利技術的另一個實施方案中，步驟(a)中使用的催化劑是Si Al比率在 12.5 :1至125 :1范圍內的BEA結構的固體沸石。在本專利技術的另一個實施方案中，叔丁胺的選擇性在93-95%的范圍內。在本專利技術的另一個實施方案中，叔丁胺的收率在12-45%的范圍內。在本專利技術的另一個實施方案中，在步驟(a)中單獨使用氨或使用其與氫的混合物。在本專利技術的另一個實施方案中，本專利技術提供一種 改進的用于在12-50%的范圍將異丁烯轉化為叔丁胺的方法。附圖簡述附圖說明圖1 :BEA沸石的X射線衍射圖。專利技術詳述異丁烯向叔丁胺的轉化通過由具有BEA結構的固體沸石催化的方法進行，所述方法導致12-50%的轉化率。本專利技術的BEA結構的沸石催化劑具有12. 5 :1的二氧化硅氧化鋁比率。本專利技術的方法包括a.在作為催化劑的BEA結構的固體沸石存在下，在200-300°C范圍內的溫度下，使異丁烯和氨接觸15-100小時的時間，氨和/或氫((它可以是單獨的氨或氨和氫的壓力混合物)壓力在20-33巴的范圍內，重時空速(WHSV,!^)在3-5的范圍內，氨與異丁烯的摩爾比率在3-5的范圍內，b.將步驟(a)的反應混合物冷卻至在10_30°C范圍內的溫度，和c.通過蒸餾分離未反應的異丁烯、氨和副產物以獲得叔丁胺，或者通過蒸餾從步驟(b)的反應混合物中將叔丁胺與未反應的異丁烯、氨和副產物分離。本專利技術方法的轉化率為12-50%，并且對叔丁胺的選擇性為93至100%，如本文所例示的。在實施例1-6中，通過使用ZSM-5催化劑(來自M/S Mobil的孔徑大小為5微米的沸石)比較了本專利技術的叔丁胺的制備方法。如本文所例示的，與ZSM-5催化劑相比，使用沸石BEA催化劑，通過本專利技術方法，到叔丁胺的轉化率和向叔丁胺的選擇性更高。實施例給出以下實施例以舉例說明本專利技術的方法，并且其不應當被解釋為限制本專利技術的范圍。用于合成催化劑的一般程序具有BEA結構的固體沸石通過如合成的(as-synthesized)水熱路線制備,其中沒有任何用于除去過量氧化鋁以獲得所需Si/Al比率的后脫鋁步驟。具有BEA結構的固體沸石通過在水熱條件下從具有氧化物摩爾組成6. O(TEA)2O 2. 4Na20 25. OSiO2 Al2O3 840 .OH2O的鋁硅酸鹽凝膠的結晶來制備。所使用的試劑是鋁酸鈉(43. 8% Al2O3, 39. 0% Na2O)、 硅溶膠(40% SiO2)、四乙基氫氧化銨(ΤΕΑ0Η，30% wt/wt水溶液)、氫氧化鈉(AR)和去離子水。將最終的均相反應混合物添加到不銹鋼高壓釜中，該高壓釜在密封后在維持在140°C 的空氣加熱烘箱中放置72h。在72h后，將高壓釜從烘箱中取出并冷卻至室溫。通過離心/ 過濾分離固體產物，用去離子水充分洗滌，然后在靜態空氣烘箱中在120°C干燥12h。將此干燥的樣品在流動空氣下在560°C進一步煅燒16h。以2V /min的速率將溫度從室溫升至 560°C。在80°C，使用IM氯化銨溶液(按15ml/克固體的比例)，使由此獲得的煅燒樣品進一步經過重復的離子交換3次，達6h。通過去離子水洗滌過量的鹽直至沒有可檢測的氯離子，并將固體在100°C干燥。此樣品在流動空氣下在500°C進一步經過煅燒6h，以將其轉化為質子形式。然后以60 40的沸石氧化鋁粘合劑比率將最終的粉末樣品配制成擠出物。BET 表面積60本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.06.18 IN 1419/DEL/20101.一種改進的用于將異丁烯轉化為叔丁胺的方法，其中所述方法包括a.在催化劑存在下，在200-300°C范圍內的溫度下，使異丁烯和氨接觸在15-100小時范圍內的時間，其中氨或氨、氫混合物壓力在20-33巴的范圍內，重時空速(WHSV，!!—1)在3_5 的范圍內，氨與異丁烯的摩爾比率在3-5的范圍內，b.將步驟(a)的反應混合物冷卻至在10-30°C范圍內的溫度，和c.通過蒸餾從在步驟(b...

【專利技術屬性】
技術研發人員：維賈夫·瓦桑特·博克德，巴普拉·納拉爾·喬希，普拉桑特·蘇雷什·尼帕卡爾，
申請(專利權)人：科學與工業研究委員會，
類型：
國別省市：