CN113620813A - 一种n，n-二甲基-1，3-丙二胺的制备方法 - Google Patents
一种n，n-二甲基-1，3-丙二胺的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种N，N‑二甲基‑1，3‑丙二胺的制备方法，包括以下步骤：将丙烯腈与二甲胺溶液混合后，注入微通道反应装置进行加成反应，将反应液与氢气混合，预热后进入装有Ni基合金加氢催化剂的连续加氢反应器进行加氢反应，之后减压精馏分离得到所需产品。本发明所述的制备方法利用微通道反应器具有连续化、传质传热效率高、停留时间分布窄、无放大效应等优点，使丙烯腈和二甲胺的加成反应具有效率高，转化率高，副产物少的特点，使用新型Ni基合金催化剂使加氢反应在极其温和的反应条件下进行，同时得到非常高的转化率和产物选择性，使整个反应***具有实现连续化生产，操作方便，资源利用率高等优点。
Description
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，尤其是涉及一种N，N-二甲基-1，3-丙二胺的制备方法。
背景技术
二甲基氨基丙胺，全称N，N-二甲基-1,3-丙二胺(DMAPA)，是低级脂肪族二胺化合物最重要的品种之一。它具有极性，化学性质活泼，可以形成氢键，同时N原子上有孤对电子，有亲核能力，容易和亲电化合物发生反应。DMAPA主要用于日化、农药、染料、油田、水处理、树脂及其它助剂等领域，具有较广泛的用途。目前，绝大部分DMAPA产品用来生产酰胺甜菜碱，剩余少部分DMAPA产品用作聚氨酯催化剂、环氧树脂固化剂和促进剂，以及生产染料和霜霉威等。
N，N-二甲基-1,3-丙二胺的制备方法包括两种，一种以丙烯醛和二甲胺为原料制备，如专利CN102026956A提到的以丙烯醛与二甲胺在4℃，0-3MPa反应得到N,N,N’,N’-取代的1,3-丙烯二胺，得到的混合物与氨气和氢气在催化剂存在下40-400℃，6MPa下反应得到N，N-二甲基-1,3-丙二胺，其收率为91％。
目前工业上生产N，N-二甲基-1,3-丙二胺的主流方法是以丙烯腈和二甲胺为原料通过Michael加成前制备二甲基氨基丙腈，然后再加氢制备N，N-二甲基-1,3-丙二胺。如专利CN101321722A以丙烯腈和二甲胺为原料，经过加氢后制备得到N，N-二甲基-1,3-丙二胺。此法采用间歇反应釜加氢，催化剂为Raney-Ni，在苛性碱水溶液条件下，加氢压力为3Mpa，反应温度90℃，最终N，N-二甲基-1,3-丙二胺的收率在93％。
专利CN103333073B以二甲胺和丙烯腈为原料，使用固定床连续制备二甲氨基丙腈，其中丙烯腈的转化率和二甲氨基丙腈的选择性均＞99％。然后得到的二甲氨基丙腈中间体直接进入第二个固定床反应器进行加氢，加氢压力3-10MPa，采用Raney-Ni催化剂配有0.1-10％的碱的醇溶液助催化剂，得到N，N-二甲基-1,3-丙二胺的收率在98％。
专利CN101321722B提供了一种以工业规模制备N，N-二甲基-1,3-丙二胺的方法。先以丙烯腈和二甲胺为原料进行加成反应制备3-二甲基氨基丙腈，其中二甲胺过量10％，反应在泡罩塔中进行；然后蒸发过量的二甲胺和水，从而在泡罩塔底部得到提浓的二甲基氨基丙腈产物，然后将该产物转移到间歇加氢反应器中催化氢化得到N，N-二甲基-1,3-丙二胺。
专利CN105198754B将丙烯腈和二甲胺加入合成反应釜中进行反应，然后减压精馏去除二甲胺制备N,N-二甲氨基丙烯腈；加入加氢催化剂，向高压反应釜中通入液氨、氢气，反应，沉降后初馏，精馏得到N，N-二甲基-1,3-丙二胺。
专利CN1747925A重点介绍了一种采用低压方法由N,N-二甲基氨基丙腈制备高纯3-二甲基氨基丙胺的方法：把氢气和N,N-二甲基氨基丙腈加入低压反应器中，该反应器装有海绵镍催化剂、至少一种IA族碱金属氢氧化物和水构成的反应介质，其中水的量是反应介质的约0.1-10重量％，反应压力为45-300磅/平方英寸。该方法以N,N-二甲基氨基丙腈计算的二甲基氨基丙胺的收率至少99％。
上述专利方法尽管提供了DMAPA的合成制备方法，但是在原材料转化率、产物收率、副产物选择性等方面仍然存在提升的空间。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种N，N-二甲基-1，3-丙二胺的制备方法，以实现连续化、高转化率、高选择性地制备N，N-二甲基-1，3-丙二胺。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种N，N-二甲基-1，3-丙二胺的制备方法，包括以下步骤：
(1)将丙烯腈与二甲胺溶液按一定比例混合后，注入微通道反应装置，在一定温度和压力条件下进行加成反应，得到含有二甲基氨基丙腈的第一反应液，其中丙烯腈转化率为100％，二甲基氨基丙腈选择性在99.8％以上；
(2)将第一反应液与氢气混合，预热后进入装有Ni基合金加氢催化剂的连续加氢反应器进行加氢反应，得到含有N，N-二甲基-1,3-丙二胺第二反应液，其中二甲基氨基丙腈的转化率为100％，产物选择性大于99.8％；
(3)将第二反应液减压精馏分离得到所需产品，例如可以使用2米高DN40的不锈钢精馏塔，内装4×4不锈钢θ环填料，塔顶压力200Pa，塔顶温度50-60℃，塔底温度80-90℃，回流比2:1，最终得到产品纯度为99.95％以上。
进一步地，步骤(1)中丙烯腈与二甲胺的摩尔比为1:1-2，加成反应温度为30-120℃，反应压力为1-5bar，停留时间为10-60s。
进一步地，步骤(1)中的二甲胺溶液的溶剂为水或醇，所述醇为总碳数为1-4的脂肪醇，二甲胺的浓度为10％-40％。
进一步地，步骤(2)中加氢反应的反应温度为10-60℃，反应压力为1-5bar，停留时间为10-30min。
进一步地，步骤(2)中的Ni基合金加氢催化剂为Ni-Al-Co的非晶态催化剂，其制备方法如下：
将镍、铝、钴组成的合金研磨成粉，与碱溶液混合进行脱铝处理，去除上层碱液后用去离子水洗涤至中性，得到催化剂粗品，将催化剂粗品与含有改性剂的碱溶液混合，水热老化，过滤分离得到固体颗粒，将固体颗粒干燥烘焙、氢气还原后得到所需催化剂。
进一步地，所述粗品中Ni、Al、Co的质量比为100-200：10-30:1-5，水热老化温度为100-150℃，时间为2-24h。
进一步地，所述改性剂为硝酸铁、硝酸钼、硝酸铈、硝酸铋、硝酸铬、硝酸锰、硝酸钛、硝酸锆、硝酸钌、硝酸钯、硝酸铜的一种或几种，改性剂中总金属离子与Ni基合金加氢催化剂中镍的摩尔比为0.01-0.1:1。
进一步地，所述碱溶液为氢氧化钠与铵盐的混合水溶液，氢氧化钠的浓度为0.1-2M，氢氧化钠与铵盐的摩尔比为1-5:1。
进一步地，所述铵盐为硝酸铵、硫酸铵、氯化铵的一种或几种。
一种用于实施上述制备方法的生产设备，包括混合器，所述混合器用于将丙烯腈与二甲胺溶液混合；
微通道反应装置，所述微通道反应装置的进料口与混合器的出料口连通；
储罐，所述储罐内装有氢气，储罐的进料口与微通道反应装置的出料口连通；
加氢反应器，所述加氢反应器的进料口与储罐的出料口连通；
气液分离器，所述气液分离器与加氢反应器的出料口连通；
减压分离装置，所述减压分离装置的进料口与气液分离器的液相出料口连通。
优选地，所述微通道反应装置包括微通道反应器及换热器，所述换热器用于调节微通道反应器的反应温度。
相对于现有技术，本发明所述的N，N-二甲基-1，3-丙二胺的制备方法具有以下优势：
(1)本发明所述的制备方法利用微通道反应器具有连续化、传质传热效率高、停留时间分布窄、无放大效应等优点，使丙烯腈和二甲胺的加成反应具有效率高，转化率高，副产物少的特点；
(2)本发明所述的制备方法使用新型Ni基合金催化剂使加氢反应在极其温和的反应条件下进行，同时得到非常高的转化率和产物选择性；
(3)本发明所述的制备方法使整个反应***具有实现连续化生产，操作方便，资源利用率高等优点。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的生产设备的连接结构示意图。
附图标记说明：
1、二甲胺进料泵；2、丙烯腈进料泵；3、混合器；4、微通道反应器；5、换热器；6、储罐；7、反应液输送泵；8、加氢反应器；9、气液分离器；10、减压分离装置。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例及附图来详细说明本发明。
本发明利用微通道反应器具有极高的比表面积和富有规律的层流特征，可以大幅度提高反应的产率和选择性，且由于微通道反应器可对化学反应的热量和浓度分布精密控制，使得化学转化可以多种方式获得高效时空产率，同时可以通过精确控制底物和反应试剂的比例来提高反应质量，化学反应一般在10-1000um的限制通道中进行，因此即便产生危险中间体也保持在微量级别从而使反应变得非常安全。另外相对于传统的间歇反应工艺，微反应器具有快速混合、高效传热、停留时间分布窄、重复性好、***响应迅速、便于自动化控制、几乎无放大效应以及高安全性能等优势。
本发明中N，N-二甲基-1，3-丙二胺的制备方法，包括以下步骤：
(1)将丙烯腈与二甲胺溶液按一定比例混合后，注入微通道反应装置，在一定温度和压力条件下进行加成反应，得到含有二甲基氨基丙腈的第一反应液，其中丙烯腈转化率为100％，二甲基氨基丙腈选择性在99.8％以上；
(2)将第一反应液与氢气混合，预热后进入装有Ni基合金加氢催化剂的连续加氢反应器8进行加氢反应，得到含有N，N-二甲基-1,3-丙二胺第二反应液，其中二甲基氨基丙腈的转化率为100％，产物选择性大于99.8％；
(3)将第二反应液减压精馏分离得到所需产品，例如可以使用2米高DN40的不锈钢精馏塔，内装4×4不锈钢θ环填料，塔顶压力200Pa，塔顶温度50-60℃，塔底温度80-90℃，回流比2:1，最终得到产品纯度为99.95％以上。
如图所示，本发明使用的生产设备，包括混合器3、微通道反应装置、储罐6、加氢反应器8、气液分离器9、减压分离装置10，二甲胺溶液通过二甲胺进料泵1注入混合器3，丙烯腈通过丙烯腈进料泵2注入混合器3内，混合器3用于将丙烯腈与二甲胺溶液混合均匀，微通道反应装置的进料口与混合器3的出料口连通，储罐6内装有氢气，储罐6的进料口与微通道反应装置的出料口连通，加氢反应器8的进料口与储罐6的出料口连通，储罐6排出的第一反应液与氢气的混合液通过反应液输送泵7注入加氢反应器8内，气液分离器9与加氢反应器8的出料口连通，减压分离装置10的进料口与气液分离器9的液相出料口连通，微通道反应装置包括微通道反应器4及换热器5，换热器5用于调节微通道反应器4的反应温度。
实施例1
以丙烯腈和30％二甲胺的乙醇溶液为原料，通过微通道反应装置进行加成反应，得到加成反应液，其中丙烯腈和二甲胺的摩尔比为1:1.05，反应温度40℃，压力1bar，停留时间40s。从微通道反应装置出口收集反应产物进行分析，丙烯腈转化率100％，二甲基氨基丙腈选择性99.82％。将上述加成反应液和氢气混合预热后进入固定床加氢反应器，反应器中装有Ni基合金加氢催化剂。加氢反应温度60℃，压力3bar，反应液停留时间30min。加氢催化剂制备方法如下：将镍、铝、钴组成的合金研磨成粉末，并用碱溶液对该合金进行溶解脱铝，然后除去上层碱液并用去离子水洗涤至中性，得到Ni基合金加氢催化剂粗品，其中Ni-Al-Co质量比为120:20:5。将该粗品放入含有硝酸铁的碱溶液中，其中铁与镍的摩尔比为0.05:1，然后100℃水热老化12h，然后过滤分离得到固体颗粒，再经干燥焙烧氢气还原后得到Ni基合金加氢催化剂。上述碱液为氢氧化钠和硫酸铵的混合水溶液，其中氢氧化钠浓度为1mol/L，钠和铵的摩尔比为2:1。最终加氢转化率为100％，DMAPA选择性为99.83％。最后通过减压精馏得到纯度为99.95％的DMAPA纯品。
实施例2
以丙烯腈和35％二甲胺的甲醇溶液为原料，通过微通道反应装置进行加成反应，得到加成反应液，其中丙烯腈和二甲胺的摩尔比为1:1.1，反应温度60℃，压力1.5bar，停留时间30s。从微通道反应装置出口收集反应产物进行分析，丙烯腈转化率100％，二甲基氨基丙腈选择性99.80％。将上述加成反应液和氢气混合预热后进入滴流床加氢反应器，反应器中装有Ni基合金加氢催化剂。加氢反应温度40℃，压力4bar，反应液停留时间30min。加氢催化剂制备方法如下：将镍、铝、钴组成的合金研磨成粉末，并用碱溶液对该合金进行溶解脱铝，然后除去上层碱液并用去离子水洗涤至中性，得到Ni基合金加氢催化剂粗品，其中Ni-Al-Co质量比为150:15:2。将该粗品放入含有硝酸钼的碱溶液中，其中钼与镍的摩尔比为0.03:1，然后100℃水热老化24h，然后过滤分离得到固体颗粒，再经干燥焙烧氢气还原后得到Ni基合金加氢催化剂。上述碱液为氢氧化钠和硝酸铵的混合水溶液，其中氢氧化钠浓度为1.5mol/L，钠和铵的摩尔比为2.5:1。最终加氢转化率为100％，DMAPA选择性为99.81％。最后通过减压精馏得到纯度为99.96％的DMAPA纯品。
实施例3
以丙烯腈和40％二甲胺的异丙醇溶液为原料，通过微通道反应装置进行加成反应，得到加成反应液，其中丙烯腈和二甲胺的摩尔比为1:1.2，反应温度80℃，压力2bar，停留时间20s。从微通道反应装置出口收集反应产物进行分析，丙烯腈转化率100％，二甲基氨基丙腈选择性99.85％。将上述加成反应液和氢气混合预热后进入环流加氢反应器，反应器中装有Ni基合金加氢催化剂。加氢反应温度55℃，压力4bar，反应液停留时间25min。加氢催化剂制备方法如下：将镍、铝、钴组成的合金研磨成粉末，并用碱溶液对该合金进行溶解脱铝，然后除去上层碱液并用去离子水洗涤至中性，得到Ni基合金加氢催化剂粗品，其中Ni-Al-Co质量比为200:25:1。将该粗品放入含有硝酸锰的碱溶液中，其中锰与镍的摩尔比为0.1:1，然后120℃水热老化20h，然后过滤分离得到固体颗粒，再经干燥焙烧氢气还原后得到Ni基合金加氢催化剂。上述碱液为氢氧化钠和硫酸铵的混合水溶液，其中氢氧化钠浓度为2mol/L，钠和铵的摩尔比为3:1。最终加氢转化率为100％，DMAPA选择性为99.85％。最后通过减压精馏得到纯度为99.95％的DMAPA纯品。
实施例4
以丙烯腈和20％二甲胺的叔丁醇溶液为原料，通过微通道反应装置进行加成反应，得到加成反应液，其中丙烯腈和二甲胺的摩尔比为1:1.3，反应温度100℃，压力5bar，停留时间10s。从微通道反应装置出口收集反应产物进行分析，丙烯腈转化率100％，二甲基氨基丙腈选择性99.9％。将上述加成反应液和氢气混合预热后进入固定床加氢反应器，反应器中装有Ni基合金加氢催化剂。加氢反应温度30℃，压力2bar，反应液停留时间30min。加氢催化剂制备方法如下：将镍、铝、钴组成的合金研磨成粉末，并用碱溶液对该合金进行溶解脱铝，然后除去上层碱液并用去离子水洗涤至中性，得到Ni基合金加氢催化剂粗品，其中Ni-Al-Co质量比为250:25:5。将该粗品放入含有硝酸铈和硝酸铋的碱溶液中，铈和铋摩尔比为1:1，(铈+铋)与镍的摩尔比为0.1:1，然后150℃水热老化10h，然后过滤分离得到固体颗粒，再经干燥焙烧氢气还原后得到Ni基合金加氢催化剂。上述碱液为氢氧化钠和氯化铵的混合水溶液，其中氢氧化钠浓度为1.5mol/L，钠和铵的摩尔比为2:1。最终加氢转化率为100％，DMAPA选择性为99.86％。最后通过减压精馏得到纯度为99.95％的DMAPA纯品。
实施例5
以丙烯腈和35％二甲胺的乙醇溶液为原料，通过微通道反应装置进行加成反应，得到加成反应液，其中丙烯腈和二甲胺的摩尔比为1:1.3，反应温度120℃，压力5bar，停留时间50s。从微通道反应装置出口收集反应产物进行分析，丙烯腈转化率100％，二甲基氨基丙腈选择性99.88％。将上述加成反应液和氢气混合预热后进入环流加氢反应器，反应器中装有Ni基合金加氢催化剂。加氢反应温度40℃，压力5bar，反应液停留时间10min。加氢催化剂制备方法如下：将镍、铝、钴组成的合金研磨成粉末，并用碱溶液对该合金进行溶解脱铝，然后除去上层碱液并用去离子水洗涤至中性，得到Ni基合金加氢催化剂粗品，其中Ni-Al-Co质量比为200:30:5。将该粗品放入含有硝酸钛和硝酸锆的碱溶液中，钛和锆摩尔比为1:1，其中(钛+锆)与镍的摩尔比为0.1:1，然后110℃水热老化24h，然后过滤分离得到固体颗粒，再经干燥焙烧氢气还原后得到Ni基合金加氢催化剂。上述碱液为氢氧化钠和硫酸铵的混合水溶液，其中氢氧化钠浓度为0.5mol/L，钠和铵的摩尔比为5:1。最终加氢转化率为100％，DMAPA选择性为99.9％。最后通过减压精馏得到纯度为99.95％的DMAPA纯品。
实施例6
以丙烯腈和40％二甲胺的甲醇溶液为原料，通过微通道反应装置进行加成反应，得到加成反应液，其中丙烯腈和二甲胺的摩尔比为1:1.1，反应温度40℃，压力1.5bar，停留时间60s。从微通道反应装置出口收集反应产物进行分析，丙烯腈转化率100％，二甲基氨基丙腈选择性99.9％。将上述加成反应液和氢气混合预热后进入固定床加氢反应器，反应器中装有Ni基合金加氢催化剂。加氢反应温度20℃，压力4bar，反应液停留时间10min。加氢催化剂制备方法如下：将镍、铝、钴组成的合金研磨成粉末，并用碱溶液对该合金进行溶解脱铝，然后除去上层碱液并用去离子水洗涤至中性，得到Ni基合金加氢催化剂粗品，其中Ni-Al-Co质量比为200:10:1。将该粗品放入含有硝酸铬的碱溶液中，其中铬与镍的摩尔比为0.04:1，然后100℃水热老化2h，然后过滤分离得到固体颗粒，再经干燥焙烧氢气还原后得到Ni基合金加氢催化剂。上述碱液为氢氧化钠和硫酸铵的混合水溶液，其中氢氧化钠浓度为0.1mol/L，钠和铵的摩尔比为1:1。最终加氢转化率为100％，DMAPA选择性为99.9％。最后通过减压精馏得到纯度为99.95％的DMAPA纯品。
实施例7
以丙烯腈和30％二甲胺的乙醇溶液为原料，通过微通道反应装置进行加成反应，得到加成反应液，其中丙烯腈和二甲胺的摩尔比为1:1.1，反应温度30℃，压力1bar，停留时间10s。从微通道反应装置出口收集反应产物进行分析，丙烯腈转化率100％，二甲基氨基丙腈选择性99.9％。将上述加成反应液和氢气混合预热后进入固定床加氢反应器，反应器中装有Ni基合金加氢催化剂。加氢反应温度10℃，压力1bar，反应液停留时间30min。加氢催化剂制备方法如下：将镍、铝、钴组成的合金研磨成粉末，并用碱溶液对该合金进行溶解脱铝，然后除去上层碱液并用去离子水洗涤至中性，得到Ni基合金加氢催化剂粗品，其中Ni-Al-Co质量比为200:10:5。将该粗品放入含有硝酸铜的碱溶液中，其中铜与镍的摩尔比为0.01:1，然后100℃水热老化2h，然后过滤分离得到固体颗粒，再经干燥焙烧氢气还原后得到Ni基合金加氢催化剂。上述碱液为氢氧化钠和硝酸铵的混合水溶液，其中氢氧化钠浓度为0.5mol/L，钠和铵的摩尔比为1:1。最终加氢转化率为100％，DMAPA选择性为99.8％。最后通过减压精馏得到纯度为99.95％的DMAPA纯品。
实施例8
以丙烯腈和10％二甲胺的乙醇溶液为原料，通过微通道反应装置进行加成反应，得到加成反应液，其中丙烯腈和二甲胺的摩尔比为1:1.3，反应温度100℃，压力1bar，停留时间60s。从微通道反应装置出口收集反应产物进行分析，丙烯腈转化率100％，二甲基氨基丙腈选择性99.85％。将上述加成反应液和氢气混合预热后进入滴流床加氢反应器，反应器中装有Ni基合金加氢催化剂。加氢反应温度60℃，压力5bar，反应液停留时间30min。加氢催化剂制备方法如下：将镍、铝、钴组成的合金研磨成粉末，并用碱溶液对该合金进行溶解脱铝，然后除去上层碱液并用去离子水洗涤至中性，得到Ni基合金加氢催化剂粗品，其中Ni-Al-Co质量比为100:30:1。将该粗品放入含有硝酸钌的碱溶液中，其中钌与镍的摩尔比为0.01:1，然后100℃水热老化24h，然后过滤分离得到固体颗粒，再经干燥焙烧氢气还原后得到Ni基合金加氢催化剂。上述碱液为氢氧化钠和硝酸铵的混合水溶液，其中氢氧化钠浓度为1.5mol/L，钠和铵的摩尔比为1:1。最终加氢转化率为100％，DMAPA选择性为99.81％。最后通过减压精馏得到纯度为99.95％的DMAPA纯品。
实施例9
以丙烯腈和30％二甲胺的异丙醇溶液为原料，通过微通道反应装置进行加成反应，得到加成反应液，其中丙烯腈和二甲胺的摩尔比为1:1.2，反应温度60℃，压力1bar，停留时间50s。从微通道反应装置出口收集反应产物进行分析，丙烯腈转化率100％，二甲基氨基丙腈选择性99.85％。将上述加成反应液和氢气混合预热后进入滴流床加氢反应器，反应器中装有Ni基合金加氢催化剂。加氢反应温度40℃，压力2.5bar，反应液停留时间30min。加氢催化剂制备方法如下：将镍、铝、钴组成的合金研磨成粉末，并用碱溶液对该合金进行溶解脱铝，然后除去上层碱液并用去离子水洗涤至中性，得到Ni基合金加氢催化剂粗品，其中Ni-Al-Co质量比为200:30:5。将该粗品放入含有硝酸钌和硝酸钯的碱溶液中，钌和钯摩尔比为1:1其中(钌+钯)与镍的摩尔比为0.01:1，然后100℃水热老化24h，然后过滤分离得到固体颗粒，再经干燥焙烧氢气还原后得到Ni基合金加氢催化剂。上述碱液为氢氧化钠和硝酸铵的混合水溶液，其中氢氧化钠浓度为1.5mol/L，钠和铵的摩尔比为1:1。最终加氢转化率为100％，DMAPA选择性为99.92％。最后通过减压精馏得到纯度为99.95％的DMAPA纯品。
对比例1
与实施例1的区别在于使用的是间歇釜式反应器进行加成反应，停留时间5min，其他步骤与实施例1相同。反应结束后从釜式反应器出口收集反应产物进行分析，丙烯腈转化率98.1％，二甲基氨基丙腈选择性95.3％。
从对比例1看出，使用微通道反应器进行加成反应比传统的间歇釜式反应器的反应效率更高，停留时间更短，产品收率更高。
对比例2
与实施例1的区别在于加氢反应使用的催化剂为N211雷尼镍催化剂，其他步骤与实施例1相同，该催化剂Ni含量约90％，其余为铝。最终加氢转化率为100％，DMAPA选择性为96.9％。
对比例3
与实施例1的区别在于加氢反应使用的催化剂为N311雷尼镍催化剂，其他步骤与实施例1相同，该催化剂Ni含量约85％，其余为铝。加氢反应温度60℃，压力3bar，反应液停留时间30min。最终加氢转化率为100％，DMAPA选择性为89.47％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种N，N-二甲基-1，3-丙二胺的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将丙烯腈与二甲胺溶液混合后，注入微通道反应装置进行加成反应，得到第一反应液；
(2)将第一反应液与氢气混合，预热后进入装有Ni基合金加氢催化剂的连续加氢反应器进行加氢反应，得到第二反应液；
(3)将第二反应液减压精馏分离得到所需产品。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中丙烯腈与二甲胺的摩尔比为1:1-2，加成反应温度为30-120℃，反应压力为1-5bar，停留时间为10-60s。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的二甲胺溶液的溶剂为水或醇，所述醇为总碳数为1-4的脂肪醇，二甲胺的浓度为10％-40％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中加氢反应的反应温度为10-60℃，反应压力为1-5bar，停留时间为10-30min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中的Ni基合金加氢催化剂为Ni-Al-Co的非晶态催化剂，其制备方法如下：
将镍、铝、钴组成的合金研磨成粉，与碱溶液混合进行脱铝处理，去除上层碱液后用去离子水洗涤至中性，得到催化剂粗品，将催化剂粗品与含有改性剂的碱溶液混合，水热老化，过滤分离得到固体颗粒，将固体颗粒干燥烘焙、氢气还原后得到所需催化剂。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述粗品中Ni、Al、Co的质量比为100-200：10-30:1-5，水热老化温度为100-150℃，时间为2-24h。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述改性剂为硝酸铁、硝酸钼、硝酸铈、硝酸铋、硝酸铬、硝酸锰、硝酸钛、硝酸锆、硝酸钌、硝酸钯、硝酸铜的一种或几种，改性剂中总金属离子与Ni基合金加氢催化剂中镍的摩尔比为0.01-0.1:1。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述碱溶液为氢氧化钠与铵盐的混合水溶液，氢氧化钠的浓度为0.1-2M，氢氧化钠与铵盐的摩尔比为1-5:1。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述铵盐为硝酸铵、硫酸铵、氯化铵的一种或几种。
10.一种用于实施如权利要求1-9任一所述的制备方法的生产设备，其特征在于：包括混合器，所述混合器用于将丙烯腈与二甲胺溶液混合；
微通道反应装置，所述微通道反应装置的进料口与混合器的出料口连通；
储罐，所述储罐内装有氢气，储罐的进料口与微通道反应装置的出料口连通；
加氢反应器，所述加氢反应器的进料口与储罐的出料口连通；
气液分离器，所述气液分离器与加氢反应器的出料口连通；
减压分离装置，所述减压分离装置的进料口与气液分离器的液相出料口连通；
优选地，所述微通道反应装置包括微通道反应器及换热器，所述换热器用于调节微通道反应器的反应温度。
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