一种利用微通道技术制备羟胺水溶液的方法与流程

本发明涉及羟胺水溶液制备，尤其是一种利用微通道技术制备羟胺水溶液的方法。

背景技术：

1、羟胺盐或羟胺是一类用途非常广泛的精细化工产品。羟胺分子式为nh2oh，室温下为不稳定的白色晶体，容易潮解，且容易分解，因此，羟胺通常是以水溶液或盐的形式储存、运输和使用。羟胺盐主要是无机酸与羟胺形成的化合物，如盐酸羟胺、硫酸羟胺、磷酸羟胺和硝酸羟胺等。

2、公开号为cn104129765b的申请文件《反应萃取耦合制备羟胺盐/羟胺的方法》提供一种肟水解反应与溶剂萃取的耦合技术一步制备羟胺盐/羟胺的方法。以肟(酮肟或醛肟)为原料，将肟在酸性溶液中的水解反应与有机溶剂萃取分离相耦合，在水解反应的同时，萃取剂将相应生成的酮或醛萃取到有机相，从而在较温和的条件下打破肟水解反应化学平衡的限制，使得反应向生成羟胺盐/羟胺的方向进行，达到提高反应转化率及羟胺盐/羟胺收率的目的。

3、公开号为cn115707796a的申请文件《一种生产高纯羟胺的工业化量产方法》其基本特征是：包括以下生产步骤：原材料的准备、原材料的处理、缓冲体系的配制、电解液的加入、羟胺的生成、羟胺的纯化和羟胺的连续性制备，该生产高纯羟胺的工业化量产方法设置有采用特殊的精密滤芯和树脂过滤方式，除去原料中的微小杂质颗粒及金属离子，降低了微小杂质颗粒对还原反应的影响，提高了产品品质，通过复极式连续法电解技术体系进行电化学反应，有利于控制羟胺的纯度，提高了对羟胺还原反应的控制能力和转化率，增加了企业产能，通过离子交换膜的离子膜法洁净电化学生产体系，可以降低副产盐类的产生，达到连续生产的目的，并通过交换膜对羟胺进行纯化，提高了羟胺的纯度。

4、公开号为cn110482505b的申请文件《一种利用氮气制备羟胺的方法》涉及一种电解电渗析制备游离羟胺溶液方法。该方法包括：将氮气存储装置中存储的氮气通过第一管路进入储水装置存储的水中，使湿润后的氮气通过第二管路进入放电反应腔体内；开启高压电源，对放电阵列针板施加高电压，使放电阵列针板的针尖产生水自由基阳离子团簇，形成的水自由基阳离子团簇与氮气作用产生羟胺自由基阳离子和硝酰基，羟胺自由基阳离子转移到阴极板上，形成羟胺；在阴极板上形成的羟胺通过产物输出通道输出并收集。

5、基于上述公开制备羟胺的技术资料中可以发现在制备羟胺过程中，原料之间的气液固三者之间的传质较差，影响反应的选择性，使得羟胺浓度有所欠缺，经济效益较差。

技术实现思路

1、本发明旨在提供一种利用微通道技术制备羟胺水溶液的方法，以解决上述技术背景中至少一种技术问题，提高反应过程气液固三项传质效率，改善反应选择性，提升羟胺浓度。

2、本发明的另一目的在于提供上述方法制备得到的羟胺水溶液。

3、本发明目的通过以下技术方案实现：

4、一种利用微通道技术制备羟胺水溶液的方法，其操作步骤为：

5、s1：按质量份，在微通道反应器内泵入2-10份硝酸溶液和2-5份酸溶液，再加入体系总质量的2-6%的钯树脂催化剂，氢气通过管线进入微通道反应器，反应器在设定温度及氢气分压下进行羟胺反应，制备得到羟胺盐溶液；

6、s2：将步骤s1中的羟胺盐溶液回收催化剂后，加入碱液进行中和反应，反应结束后抽滤、减压蒸馏，馏分为羟胺水溶液。

7、在本发明中的一些实施例中，所述s1中酸溶液为硫酸、盐酸或磷酸中的至少一种，酸溶液浓度为5-25wt%。

8、在本发明中的一些实施例中，所述s1中微通道反应器反应温度为45-65℃，氢气分压为45-65%。

9、在本发明中的一些实施例中，所述s1中钯树脂催化剂的制备方法为：

10、a1：按重量份，聚苯乙烯键合异氰酸甲酯经粉碎成400-700目，在反应器中加入100-150份聚苯乙烯键合异氰酸甲酯（cas:59990-69-1），14-28份2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑，1000-1400份二氯乙烷，3-6份辛酸亚锡，控温50-60℃下反应50-100min；

11、a2：按重量份，再加入21-42份烯丙基环戊二烯基钯（cas：1271-03-0），2-5份三乙胺，控温50-60℃下反应100-140min，过滤，烘干，形成钯树脂催化剂。

12、在本发明中的一些实施例中，所述微通道反应器内径与钯树脂催化剂的平均粒径比为10-15。

13、在本发明中的一些实施例中，所述s2中反应温度为-15至15℃，反应时间为0.5-2h。

14、在本发明中的一些实施例中，所述s2中减压蒸馏温度为50-65℃，减压蒸馏压力为0.01-0.1mpa。

15、在本发明中的一些实施例中，所述s2中碱液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水中的至少一种，碱与羟胺盐的摩尔比为1:0.8-1.5，碱的摩尔量以氢氧根计。

16、上述钯树脂催化剂的制备原理为：

17、聚苯乙烯键合异氰酸甲酯与2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑的氨基发生缩合反应,得到中间体a；巯基再与烯丙基环戊二烯基钯发生加成反应，得到含噻二唑，环戊二烯基钯的树脂催化剂；可以提高加氢制备羟胺反应的选择性。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果：

19、1、原料之间的气液固三者之间传质明显提高，提高了反应的选择性；

20、2、噻二唑是一种具有强给电子能力的杂环化合物，它可以与钯催化剂形成有效的配位作用，从而优化催化剂的活性与选择性。环戊二烯基团作为催化剂的另一个重要组成部分，它的大空间位阻效应可以有效地减少副反应的发生，从而提高反应的选择性。同时，环戊二烯基团还可能作为氢的受体，促进氢的转移过程，进而提高催化效率。

技术特征：

1.一种利用微通道技术制备羟胺水溶液的方法，其操作步骤为：

2.根据权利要求1所述的一种利用微通道技术制备羟胺水溶液的方法，其特征在于：所述s1中酸溶液为硫酸、盐酸或磷酸中的至少一种，酸溶液浓度为5-25wt%。

3.根据权利要求1所述的一种利用微通道技术制备羟胺水溶液的方法，其特征在于：所述s1中微通道反应器反应温度为45-65℃，氢气分压为45-65%。

4.根据权利要求1所述的一种利用微通道技术制备羟胺水溶液的方法，其特征在于：所述s1中钯树脂催化剂的制备方法为：

5.根据权利要求1所述的一种利用微通道技术制备羟胺水溶液的方法，其特征在于：所述微通道反应器内径与钯树脂催化剂的平均粒径比为10-15。

6.根据权利要求1所述的一种利用微通道技术制备羟胺水溶液的方法，其特征在于：所述s2中反应温度为-15至15℃，反应时间为0.5-2h。

7.根据权利要求1所述的一种利用微通道技术制备羟胺水溶液的方法，其特征在于：所述s2中减压蒸馏温度为50-65℃，减压蒸馏压力为0.01-0.1mpa。

8.根据权利要求1所述的一种利用微通道技术制备羟胺水溶液的方法，其特征在于：所述s2中碱液选自氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水中的至少一种，碱与羟胺盐的摩尔比为1:0.8-1.5，碱的摩尔量以氢氧根计。

技术总结
本发明公开了一种利用微通道技术制备羟胺水溶液的方法，属于羟胺水溶液制备技术领域。具体的，本方法在微通道反应器内泵入硝酸溶液和酸溶液，再加入体系总质量的2‑6%的钯树脂催化剂，氢气通过管线进入微通道反应器，反应器在设定温度及氢气分压下进行羟胺反应，制备得到羟胺盐溶液；将羟胺盐溶液回收催化剂后，加入碱液进行中和反应，反应结束后抽滤、减压蒸馏，馏分为羟胺水溶液。本方法通过微通道技术使得原料气液固三者之间的传质明显提高，对于羟胺溶液选择性的提升具有重要意义。

技术研发人员：周强,段仲刚,徐碧涛,江煜,项伟荣,马剑
受保护的技术使用者：浙江锦华新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5