[发明专利]一种氨基封端聚醚的连续式生产方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种氨基封端型聚醚的连续式生产方法，属于有机化工技术领域。

背景技术

氨基封端型聚醚是一类末端由伯胺基或仲胺基组成的聚氧化烯类化合物，属于聚醚多元醇或聚乙二醇系列的衍生物。氨基封端型的聚醚较羟基末端型的聚醚具有更高的反应活性，与异氰酸酯基团、环氧基团、羧酸基团等反应速度快、转化率高，优势明显，其主要用于润滑油添加剂、高性能聚脲材料的合成原料、环氧树脂的固化剂、表面活性剂和医用材料等。

国内外报道的氨基封端型聚醚的合成方法主要有三种：1、临氢氨化法，即采用氢气、氨气、端羟基聚醚在固体镍基催化剂的作用下，反应生产氨基聚醚。整个反应过程主要包括端羟基聚醚末端羟基脱氢生成聚醚醛，氨气与聚醚醛加成胺化反应生产末端为烯亚胺结构的聚醚，最后烯亚胺再经过催化加氢反应得到端氨基聚醚。2、氨基丁烯酸酯法，首先用二烯酮或通过乙酰乙酸乙酯与聚醚醇的酯交换反应，在聚醚的末端接上乙酰乙酸酯基团，然后再将聚醚与一元伯胺、烷基醇胺或二元伯胺进行胺化，从而得到端基为氨基丁烯酸酯的亚胺化合物。3、离去基团法，该方法一般分为两步，第一步为酯化反应，用带有易离去基团或不饱和基团的化合物（如酰氯基、甲磺酰氯基、卤素基、醛基等）与羟基聚醚末端的活泼氢反应，进行封端；第二步为胺化反应，直接将第一步得到的产物与一元胺或多元胺进行反应得到氨基封端的聚醚。三种合成方法各有优缺点，目前工业化生产采取的方法主要为第一种工艺路线，但多为间歇釜式反应器生产。间歇釜式反应器是一个包括搅拌器和保温套的大反应室，反应物在压力作用下成批加入反应器，反应进行数小时或者数天，反应产物需要关闭反应器才能取出，大大降低了生产效率，安全可靠性差，副产物含量高，产品质量不稳定。

专利200310112615.5报道了一种脂肪族端氨基聚醚的生产方法，首先采用按一定比例组成的金属镍、铝、铬合金制备了镍基催化剂，然后采用间歇釜式反应工艺，在高压反应釜中，由聚醚多元醇临氢氨化合成端氨基聚醚。其中，制备镍基催化剂的金属合金中，金属镍含量达60~80%，临氢氨化反应温度为180~280℃，反应压力为13~21MPa，反应时间2~8小时，反应转化率可达96%。

    专利200780036903报道了一种聚醚胺的制备方法，采用至少80%质量的钴或在Raney催化剂存在下，包含至少80%质量钴或铝和至少5%质量的铜组成的催化剂，分别在高压釜和固定床反应器中，以聚醚醇为起始剂，进行了催化氨化反应，反应温度50~250℃，反应压力1~300巴，产品的转化率为85~98%。

    专利201010525067报道了采用非晶态合金催化剂制备聚醚胺的方法。催化剂以40~50%的Ni和40~50%的Al为主要成分，以Mo、La、Cr和Mn中的一种或几种为辅助成分，在高压反应釜中，以聚醚多元醇为原料进行催化反应，反应温度为180~200℃，反应压力为13~15MPa，所制备的聚醚胺转化率大于97%。

    然而这些釜式反应都属于间歇式制备方法，生产过程不能连续进行，加大了生产操作的难度，降低了生产效率。

发明内容

    本发明的目的在于提供一种氨基封端型聚醚的连续式生产方法，解决间隙釜式反应器存在的反应介质间接触面积小、传质传热效率低、反应压力高、副反应多、生产效率低、质量不稳定及安全可靠性差等不足，实现由羟基末端的聚醚连续化生产得到氨基封端的聚醚。

本发明所采用的技术方案是：一种连续式生产氨基封端聚醚的方法由一套完整的管式反应工艺及设备来实现。

1）预处理阶段：聚醚原料经脱水干燥，与氢气和液氨按比例混合后形成混合物料并升温至反应温度；前述聚醚原料与氢气和液氨的混合比例如下：氨与聚醚分子中羟基的摩尔数之比为5~50，氢气与聚醚分子中羟基的摩尔数之比为0.05~5；

2）反应阶段：混合物料进入管式反应器中，与管式反应器内填充的大孔镍基催化剂接触，在催化剂作用下，发生临氢氨化反应；

3）后处理阶段：反应阶段生成的产物经冷却降温后进入气液分离装置，将氨气和氢气与液体产物进行分离，分离出的液体经过滤、干燥，即制得成品。