Способ получения триалканоламинов Советский патент 1980 года по МПК C07C91/04 C07C91/10 C07C89/02 

54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРИАЛКАНОЛАМИНОВ

1

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения триалканоламинов, которые находят широкое применение в народном хозяйстве, особенно, в качестве полупродуктов органического синтеза.

В патентной литературе широко описаны способы получения триалканоламинов .

Известен способ получения алканоламинов оксиалкилированием аммиака в водной среде при SO-IOO C. При этом обычно получается смесь моно-, ди- и триалканоламинов. Соотношение МОНО-, ди- и триалканоламинов зависит, главным образом, от количества окиси алкилена и аммиака, взятых в реакцию, и от температуры процесса.

Описано также получение моно- и. триэтаноламинов реакцией окиси этилена с водным аммиаком в присутствии диэтаноламина. Процесс проводится при температуре eo-lSO C и давлении 20-120 атм. Полученную смесь этаноламинов фракционируют и диэтаноламин возвращают в процесс.

Получают смесь, содержащую 74% моно- и 26% триэтаноламинов.

Основным недостатком известных способов является низкий выход триалканоламинов, многостадийность. Кроме того, во всех этих процессах, проводимых в водной среде, образуются гликоли, температуры кипения которых близки к температурам кипения алканоламинов. Эти примеси загрязняют целевые продукты, ухудшают их термостабильность и поэтому их необходимо отделять.

10

С целью предотвращения образования гликолей известно проведение процесса оксиалкилирования в безводной среде.

Указанный способ получения триэтаноламина заключается в том, что

15 моно- или диэтаноламин, либо их безводные смеси обрабатывают окисью этилена при температуре не выше 50 и давлении 0,5 атм. Процесс проводится в реакторе из нержавеющей

20 стали с рубашкой и перемешивающим устройством.

Известен способ получения триэтаноламина реакцией окиси этиле25на в моно- и диэтаноламинами в отсутствии воды и аммиака. Реакцию проводят в течение менее 2-х часов при 110-180°С.

Недостатком данных способов является то, что в качестве сырья ис30

пользуется моно- и/или диэтаноламин чтоприводит к многостадийности процесса и снижению выхода целевого продукта в пересчете на окись этилена и аммиак.

Известен также наиболее близкий к описываемому способ, который заклчается в том, например, что этаноламины получают из окиси этилена и водного раствора аммиака и процесс ведут при температуре не выше в автоклаве. Затем под вакуумом, потепенно повышающимся, отгоняют сначала аммиак и воду, затем моно-, ди- и триэтаноламины. Недостатком этого способа является невысокий выход триэтаноламина и необходимость фракционирования смеси этаноламинов .

Цель изобретения - упрощение процесса и увеличение выхода целевого продукта.

Данная цель достигается тем,что триалканоламин получают из окиси алкилена и безводного аммиака и процесс проводят в присутствии катионита как катализатора при температуре 20-60°С и давлении 0,510 атм, минуя стадию выделения монои диалканоламина.

При этом активность катализатора не падает при многократном исползовании.

Пример 1. Металлическую ампулу из нержавеющей стали емкость 100 мл, снабженную монометром, тер(уюпарой и дозирующим устройством, охлаждают до минус , заливают 8,5 г жидкого аммиака, добавляют 0,8 г свежеактивированного катионита КУ-2-8 (СОЕ 4,8 ед.), затем пр встряхивании при температуре 40°С дозируют равномерно окись пропилена в течение 30 мин в количестве 87 г. Скорость дозирования регулируют таким образом, чтобы давление не превышало 0,5 атм. Подачу окиси пропилена прекращают и встряхивание продолжают в течение 5 мин. По окончании .реакции испаряют избыток окис пропилена, отделяют катализатор.

Получают 90 г технического триизопропаноламина, который по результатам хроматографического анализа содержит 96% основного вещества.

: Пример 2. В автоклав из нержавеющей стали емкостью 1 л, снабженный перемешивающим устройст. вом, охлажденный до минус 40с и продутый азотом, загружают 116 г охлажденной окиси пропилена и 3,4 г катионита КУ-2-8 и 34,0 г жидкого аммиака. Содержимое автоклава нагревают до 4 Ос, перемешивают в течение 15 мин, при этом давление повышается до 10 атм. Затем испаряют избыток аммиака, который рециркулируется. Реакционную массу охлаждают и проводят хроматографический анализ, который показал, что реакционная масса содержит 75,6% моноизопропаноламина, 16,4% диизопропаноламина и 7,9% триизопропаноламис Затем в реакционную массу дозируют окись пропилена с такой скоростью, чтобы температура в реакторе не превышала 50-с. Давление составляет 1,5 атм. Реакционную массу пеQ риодически. отбирают из реактора и анализируют. Процесс ведут до исчерпывающего оксипропилирования. Затем небольшой избыток окиси пропилена испаряют, отделяют катализатор, который возвращают в процесс.

5 Получают 374,8 г технического триизопропаноламина с содержанием основного вещества 98,9%.

Пример 3. В охлажденный автоклав загружают 68 г жидкого

0 аммиака в токе азота, 7 г катионита КУ-2-8, затем при перемешивании равномерно дозируют окись пропилена в течение 3 ч в количестве 700 г. Температуру во -время дозирования

5 поддерживают 60 С, давление 1,5 атм. Реакцию ведут до полного превращения аммиака, избыток окиси пропилена в конце реакции составляет 20% от теоретического. По окончании реакции избыток окиси испаряют.

катализатор отфильтровывают. Получают 760 г продукта с содержанием триизопропаноламина 95,7%, диизопропаноламина - 3,2%, моноизрпропаноламина - 1,1%. Продукт термостабилен до 200°С. При необходимости триизопропаноламин перегоняют.

Пример 4.3 охлажденный автоклав , продутый азотом, загружают 90 г жидкого аммиака, 9 г катионита КУ-2-8. Затем при перемешивании равномерно дозируют окись этилена в количестве 690 г с такой скоростью, чтобы температура не превышала 30 С и давление - 0,7 атм. Для более полного превращения ,в конце реакции создается 20%-ный избыток окиси этилена. По окончании реакции реакционную массу обрабатывают способом, аналогичным описанному В предыдущих примерах.

Получают 760 г технического триэтаноламина с содержанием основного вещества 98,5%.

Пример 5.В автоклав, охлажденный до, минус 40 , заливают 45 г жидкого аммиака, 8,5 г катионита КУ-2-8. К содержимому автоклава при перемешивании дозируют окись изобутилена в течение 6 ч в количестве 800 г. Во время дозирования поддерживают температуру бО- и давление 10 атм. По окончании реакции отделяют катализатори избыток окиси изобутилена. Получают 545 г технического триизобутаноламина с содержанием основного вещества 90%. S79 Таким образом, данный способ получения триалканоламинов позволяет увеличить выход целевого продукта до 98%, лшнуя стадию фракционирования. Формула изобретения 1. Способ получения триалканоламинов оксиалкилированием аммиака при нагревании и давлении, о т л ичающийся тем, что, с целью упрощения процесса и увеличения вы17386хода целевого продукта, оксиалкилированию подвергают безводный аммиак и процесс ведут в присутствии катионита как катализатора. 2. Способ ПОП.1, отличаю щ и и с я тем, что безводный ам миак и окись алкилена берут в мольном соотношении 1:3-5. 3. Способ поп.1, от ли ч а гоад и и с я тем, что безводный амлшак подвергают оксипропилированию при температуре 20-60 0 и давлении 0,5-10 атм.