[发明专利]用布朗斯特酸离子液体催化乙醇胺缩合氨化制备乙二胺的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以酸性离子液体为催化剂催化乙醇胺和氨制备乙二胺的方法，具体的是一种用布朗斯特(Br?nsted)酸性离子液体催化单乙醇胺和氨转化为乙二胺（EDA）为主，并副产哌嗪(PIP)、三乙烯二胺（TDE）、环乙胺(EI)、羟乙基二胺（AEEA）的方法。

背景技术

室温离子液体（Room Temperature Ionic Liquids，RTILs）是指由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的在室温或近于室温下程液态的盐类，它们具有很多分子溶剂不可比拟的独特性能，用于充当“绿色溶剂或催化剂”以及某些催化剂的“液体载体”，在催化和有机反应中发挥独特的作用，正在受到世界各国催化界和石化企业的接受和关注。

乙二胺（ethylenediamine，EDA），又名1,2-二氨基乙烷、乙烯二胺，是一种重要的有机化工原料，市场紧俏，在环氧树脂、农药、高分子聚合物、表面活性剂等行业有广泛的应用，可用于生产螯合剂、防虫剂、土壤改良剂、润发剂、橡胶促进剂、乳化剂、抗冻剂和有机溶剂等。近年来，乙撑胺系列产品在我国的应用发展较快，而国内的生产能力远不能满足市场的需求。

乙二胺生产方法有二氯乙烷法、乙醇胺法、乙烯氨化法、甲醛-氢氰酸法、乙二醇氨化法、氯乙酰氯氨化法等，工业生产乙二胺主要的方法是二氯乙烷法和乙醇胺法，其他方法由于原料来源和价格等原因尚未实现工业化生产。二氯乙烷法(EDC)原料价廉，来源广泛，早期乙二胺及多乙烯多胺装置主要采用二氯乙烷法，该方法副产大量的氯化钠，设备腐蚀严重，能耗高、产品质量差，以单乙醇胺(MEA)为原料与氨反应生成乙二胺的乙醇胺法(MEA)，以其污染小，原料廉价易得、副产高附加值产物、产品质量优为等优点，呈逐步取代二氯乙烷(EDC)法之势。

乙醇胺法(MEA)首先由德国巴斯夫公司（BASF）开发成功并实现工业化生产。乙醇胺法(MEA)又可分为还原氨化工艺和缩合工艺，均属清洁生产工艺。还原氨化工艺的反应过程是乙醇胺先脱氢生成醛，再与氨进行脱水反应（可参见专利：CN 200910237771.1，以乙醇胺和氨为原料在临氢条件下制备为乙二胺的方法；US2003/0139298 A1，Advances in amination catalysis；US 3068290，Process of making ethylenediamine；US4918233，Production of ethylenediamine from monoethanolamin and ammonia），反应必须临氢且需高压(大于15.0MPa)，对设备耐压性要求甚高，增加了装置成本，另外，还原氨化催化剂主要采用ⅧB族和IB族金属或金属氧化物为催化剂活性组分，含有贵金属，成本价格高。

缩合工艺的过程是乙醇胺与酸性催化剂接触时，其中的-NH₂或-OH与酸催性化剂中的强酸性离子H⁺结合形成质子型络合物、活性化合物，进一步脱水而得的活性中间体，再与乙醇胺相碰撞可形成杂环化合物哌嗪（PIP）、三乙烯二胺(TED)、羟乙基二胺（AEEA），与氨相碰撞生产乙二胺(EDA)，可能的反应机理如下反应式。

目前技术中，缩合氨化的催化剂主要是固体酸缩合催化剂(可参见专利：CN200610167715.1，气相合成乙二胺用的催化剂及其制备方法；US005225599A,Selective preparation of linear triethyleneteraamine and aminethylenethanolamine)，但固体酸催化剂存在的活性较低，制备较复杂等缺点，同时，固体酸缩合氨化制备乙二胺的反应在高温（大于300.0℃）或高压（大于10.0MPa）条件下进行，乙醇胺转化率和乙二胺选择性低。

发明内容

为了克服现有乙醇胺缩合氨化制备乙二胺技术存在的不足和缺陷，本发明提供一种在温和条件下用布朗斯特酸离子液体为催化剂催化乙醇胺缩合氨化制备乙二胺的方法。

具体的技术解决方案如下：

用布朗斯特酸离子液体催化乙醇胺缩合氨化制备乙二胺方法的具体操作步骤如下：

1、在布朗斯特酸离子液体中加入质量分数85.0%～95.0%的乙醇胺水溶液，搅拌均匀，形成混合液，混合液中布朗斯特酸离子液体的重量为乙醇胺重量的0.5%～4.0%；