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聚醚胺技术工艺发展分析

第一节 聚醚胺基本生产技术、工艺或流程

制取聚醚胺的原料为:丙烯腈;一缩二乙二醇(又名二甘醇);氢氧化钾;盐酸。主要步骤为:首先用丙烯腈与二甘醇反应合成聚醚腈,然后以氢氧化钾为催化剂,加氢制得聚醚胺。

1、利用丙烯腈和二甘醇制取聚醚腈的工艺。

(1)氨氧化钾作为台成反应的催化剂是可行的,基本达到满意效果。按与二甘醇的质量比计算其用量最好控制在0.03:1。

(2)丙烯腈采用过量,按与二甘醇的摩尔比计算,其用量在2.4:1左右较为适宜

(3)在合成过程中,水浴的温度控制在50℃左右较为适宜。温度过高,易产生丙烯腈的自聚;温度过低,反应不易启动或启动很慢。

(4)合成过程中,由于反应放热,应特别注意:在加入丙烯腈时应缓缓滴加.以防由于瞬间大量的丙烯腈参加反应而造成剧烈放热.温度骤然增高,若超过70℃,丙烯腈会发生自聚。滴加时间应根据反应的量而定,而且要恒温反应足够长的时间。

(5)精制过程中,截取沸程在210~220℃/(533~800 Pa)的馏份,其聚醚腈的含量。

2、以合成的聚醚腈为原料,经高压、高温加氢反应制聚醚胺。

第二节 聚醚胺新技术研发、应用情况

一种聚醚胺制备工艺,是以聚醚多元醇为原料,在氢气、胺化剂及催化剂存在下,通过催化还原胺化制备聚醚胺的工艺,其特征包括以下几个步骤:

a)选用专用的骨架镍催化剂,其质量百分比组成为:80~95% 金属镍,5 ~ 20% 金属铝,0.5~5% 铬、铁、铜或锌中的一种、两种或三种,将催化剂密封保存备用;

b) 在反应器中采用步骤a) 中所述的催化剂,进行催化还原胺化反应,所用原料为数均分子量100 以上的聚醚多元醇,催化剂加入量为原料聚醚多元醇质量的2~15%,胺化剂加入量为原料聚醚多元醇羟基摩尔数的1.5~20 倍, 氢气加入量为原料聚醚多元醇羟基摩尔数的0.4~15 倍,反应温度为120~250℃,反应压力为8~35MPa,反应时间为1.5~8h ;

c) 将步骤b)中反应液冷却降温至25~60℃,排除未反应的气体,出料,反应产物经减压蒸馏脱去水分、胺化剂以及其他低沸点副产物即得聚醚胺产品。

第三节 聚醚胺国外技术发展现状

雷尼镍是一种由带有多孔结构的镍铝合金的细小晶粒组成的固态异相催化剂,它最早由美国工程师莫里•雷尼在植物油的氢化过程中,作为催化剂而使用。其制备过程是把镍铝合金用浓氢氧化钠溶液处理,在这一过程中,大部分的铝会和氢氧化钠反应而溶解掉,留下了很干燥的活化后的雷尼镍。雷尼使用镍/铝为1:1的合金来制造催化剂,发现得到的催化剂活性更高,并于1926年申请专利。直到今天,1:1的比例仍然是生产雷尼镍所需的合金的首选比例。

以雷尼镍为催化剂,由聚醚腈加氢制取聚醚胺。这种合成工艺为世界大型化工公司通用的聚醚胺合成方法。雷尼镍具有高催化活性,提高了聚醚胺的生产效率。国外的聚醚胺生产设备比较完善,生产技术比较先进,聚醚胺产品的产量高,质量好。

第四节 聚醚胺技术开发热点、难点分析

聚醚胺合成技术的研究热点主要在于原料方面。传统的方法中原料为丙烯腈、二甘醇、氢氧化钾、盐酸,反应过程复杂,中间容易产生杂质。寻找反应过程相对简单的原材料将是聚醚胺合成工艺研究的重点。

第五节 聚醚胺未来技术发展趋势

当今世界上对端氨基聚醚的合成及应用的研究,虽然多偏重于应用方面,但是,许多公司、研究机构及个人都对端氨基聚醚的合成进行了深入细致的研究工作,并就端氨基聚醚的改性进行了多方面的研究

 

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