[发明专利]一种连续生产端氨基聚醚的工艺及其反应器设计

说明书

技术领域

本发明涉及一种连续生产端氨基聚醚的工艺及其反应器设计。

背景技术

端氨基聚醚，又名聚醚胺。端氨基聚醚由于其所含的氨基位于聚醚大分子键端而得名。端氨基尤其是伯氨基，含有活泼氢，反应速度快，具有一些独特的特性，被广泛用做环氧树脂的固化交联剂、反应注射成型聚脲和喷涂聚脲弹性体的主要原料，同时也被大范围用于表面活性剂、饰品胶、水晶胶、风电叶片材料等领域。

由端氨基聚醚合成的弹性体，如各种聚氨酯、聚脲等，其弹性体的物理性能和耐热性能远优于其他同类产品，具有优良的稳定性、耐久性以及耐老化性，可在高水分、高湿度环境下施工和使用，被广泛地应用于多个工业领域，如防腐、防渗等领域。

由于缺乏高技术含量的端氨基聚醚生产技术，国产装置基本上采用间歇或半连续化的生产工艺，不仅产品收率低、生产成本高，而且生产不稳定、产品质量波动大，无法与国外产品相媲美。

目前研究比较多的端氨基聚醚合成方法主要有三种：(1)聚醚的直接胺化；聚醚、氨气、氢气在催化剂的作用下直接合成端氨基聚醚；(2)聚醚与含氰基化合物反应，引入氰基，然后在催化剂作用下对氰基进行加氢，得到端氨基聚醚；(3)离去基团法；聚醚先与含离去基团的化合物反应，生成含离去基团的聚醚，然后再用氨取代离去基团，得到端氨基聚醚，离去基团化合物主要有光气、甲磺酰氯、三卤化磷等。上述三种方法各有优缺点。

工业上基本不采用离去基团法生产聚醚胺。专利CN201210052388.0公布了一种聚醚胺的制备方法，采用叔丁氧羰基保护醇胺类化合物的胺基，羟基保留；然后在强碱或者双金属氰化物催化下，引发环氧乙烷、环氧丙烷、四氢呋喃或者三者的混合物反应，进行开环聚合；最后在酸性条件下，脱除叔丁氧羰基，得到聚醚胺。此方法合成步骤多，中间原料不易购置且容易污染环境，合成过程中需使用大量的酸和碱进行中和反应，产物分离非常困难，且生产根本无法连续进行。

第二种聚醚胺的合成工艺，反应条件较温和，如果控制好反应原料的转化率、主产品的选择性等，则产物分离难度不大。专利CN201010295482.X公开了一种聚醚胺的合成方法，采用环氧乙烷和/或环氧丙烷，首先合成聚醚，然后再与丙烯腈反应得到聚醚腈，聚醚腈再在二茂钛类主催化剂的作用下加氢获得产品聚醚胺。此专利所有过程都在反应釜内进行，无法实现连续生产，且二茂钛催化剂成本高。文献“聚醚胺的合成”(长春工业大学学报，2002年8月第23卷)报道了以氢氧化钾为催化剂，第一步用丙烯腈与二甘醇反应合成聚醚腈，确定了最佳的反应工艺条件，然后再以雷尼镍为催化剂，由聚醚腈加氢制取聚醚胺，并探讨了加氢反应的最佳工艺条件。此文献确定的第一步和第二步反应工艺条件都只针对间歇反应工艺，不适合连续生产，且加氢所用的雷尼镍催化剂极易在空气中燃料，不仅安全性差，而且与产物分离困难，生产成本高。