SU791738A1 - Method of preparing trialkanolamines - Google Patents

Description

54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРИАЛКАНОЛАМИНОВ54) METHOD FOR PRODUCING TRIALCANOLAMINES

1one

Изобретение относитс  к усовершенствованному способу получени  триалканоламинов, которые наход т широкое применение в народном хоз йстве , особенно, в качестве полупродуктов органического синтеза.The invention relates to an improved process for the production of trialkanolamines, which are widely used in traditional households, especially as intermediates of organic synthesis.

В патентной литературе широко описаны способы получени  триалканоламинов .In the patent literature are widely described methods for producing trialkanolamines.

Известен способ получени  алканоламинов оксиалкилированием аммиака в водной среде при SO-IOO C. При этом обычно получаетс  смесь моно-, ди- и триалканоламинов. Соотношение МОНО-, ди- и триалканоламинов зависит , главным образом, от количества окиси алкилена и аммиака, вз тых в реакцию, и от температуры процесса.A known method for producing alkanolamines by oxyalkylation of ammonia in an aqueous medium with SO-IOO C. This usually produces a mixture of mono-, di- and trialkanolamines. The ratio of MONO-, di- and trialkanolamines depends mainly on the amount of alkylene oxide and ammonia taken into the reaction, and on the process temperature.

Описано также получение моно- и. триэтаноламинов реакцией окиси этилена с водным аммиаком в присутствии диэтаноламина. Процесс проводитс  при температуре eo-lSO C и давлении 20-120 атм. Полученную смесь этаноламинов фракционируют и диэтаноламин возвращают в процесс.The preparation of mono and i is also described. triethanolamines by the reaction of ethylene oxide with aqueous ammonia in the presence of diethanolamine. The process is carried out at a temperature of eo-lSO C and a pressure of 20-120 atm. The resulting mixture of ethanolamines is fractionated and diethanolamine is recycled.

Получают смесь, содержащую 74% моно- и 26% триэтаноламинов.Get a mixture containing 74% mono - and 26% triethanolamines.

Основным недостатком известных способов  вл етс  низкий выход триалканоламинов , многостадийность. Кроме того, во всех этих процессах, проводимых в водной среде, образуютс  гликоли, температуры кипени  которых близки к температурам кипени  алканоламинов. Эти примеси загр зн ют целевые продукты, ухудшают их термостабильность и поэтому их необходимо отдел ть.The main disadvantage of the known methods is the low yield of trialkanolamines, multistage. In addition, in all these processes carried out in an aqueous medium, glycols are formed, the boiling points of which are close to the boiling points of alkanolamines. These impurities contaminate the target products, impair their thermal stability and therefore must be separated.

10ten

С целью предотвращени  образовани  гликолей известно проведение процесса оксиалкилировани  в безводной среде.In order to prevent the formation of glycols, it is known to conduct the process of oxyalkylation in an anhydrous medium.

Указанный способ получени  триэтаноламина заключаетс  в том, что This method of producing triethanolamine is that

15 моно- или диэтаноламин, либо их безводные смеси обрабатывают окисью этилена при температуре не выше 50 и давлении 0,5 атм. Процесс проводитс  в реакторе из нержавеющей 15 mono- or diethanolamine, or their anhydrous mixtures are treated with ethylene oxide at a temperature not exceeding 50 and a pressure of 0.5 atm. The process is conducted in a stainless steel reactor.

20 стали с рубашкой и перемешивающим устройством. 20 steel jacketed and mixing device.

Известен способ получени  триэтаноламина реакцией окиси этиле25 на в моно- и диэтаноламинами в отсутствии воды и аммиака. Реакцию провод т в течение менее 2-х часов при 110-180°С.A known method for producing triethanolamine is the reaction of ethyl oxide 25 in mono- and diethanolamines in the absence of water and ammonia. The reaction is carried out for less than 2 hours at 110-180 ° C.

Недостатком данных способов  вл етс  то, что в качестве сырь  ис30The disadvantage of these methods is that as a raw material,

пользуетс  моно- и/или диэтаноламин чтоприводит к многостадийности процесса и снижению выхода целевого продукта в пересчете на окись этилена и аммиак.mono- and / or diethanolamine is used, which leads to a multistage process and a decrease in the yield of the target product in terms of ethylene oxide and ammonia.

Известен также наиболее близкий к описываемому способ, который заклчаетс  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 повышающимс , отгон ют сначала аммиак и воду, затем моно-, ди- и триэтаноламины. Недостатком этого способа  вл етс  невысокий выход триэтаноламина и необходимость фракционировани  смеси этаноламинов .The method closest to the described method is also known, which implies, for example, that ethanolamines are obtained from ethylene oxide and aqueous ammonia and the process is carried out at a temperature not higher than in an autoclave. Then, under a gradually increasing vacuum, ammonia and water are distilled off first, then mono-, di-, and triethanolamines. The disadvantage of this method is the low yield of triethanolamine and the need to fractionate the ethanolamine mixture.

Цель изобретени  - упрощение процесса и увеличение выхода целевого продукта.The purpose of the invention is to simplify the process and increase the yield of the target product.

Данна  цель достигаетс  тем,что триалканоламин получают из окиси алкилена и безводного аммиака и процесс провод т в присутствии катионита как катализатора при температуре 20-60°С и давлении 0,510 атм, мину  стадию выделени  монои диалканоламина.This goal is achieved by the fact that trialkanolamine is obtained from alkylene oxide and anhydrous ammonia and the process is carried out in the presence of a cation exchanger as a catalyst at a temperature of 20-60 ° C and a pressure of 0.510 atm, min to the stage of separation of mono-dialkanolamine.

При этом активность катализатора не падает при многократном исползовании .At the same time, the activity of the catalyst does not fall during repeated use.

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, добавл ют 0,8 г свежеактивированного катионита КУ-2-8 (СОЕ 4,8 ед.), затем пр встр хивании при температуре 40°С дозируют равномерно окись пропилена в течение 30 мин в количестве 87 г. Скорость дозировани  регулируют таким образом, чтобы давление не превышало 0,5 атм. Подачу окиси пропилена прекращают и встр хивание продолжают в течение 5 мин. По окончании .реакции испар ют избыток окис пропилена, отдел ют катализатор.Example 1. A 100 ml metal ampoule of stainless steel, equipped with a monometer, was rubbed with a metering device and a metering device, cooled to minus, 8.5 g of liquid ammonia was poured, 0.8 g of freshly activated KU-2-8 cation exchanger was added , 8 units), then try shaking at a temperature of 40 ° C, propylene oxide is dosed evenly for 30 minutes in an amount of 87 g. The dosing rate is adjusted so that the pressure does not exceed 0.5 atm. The supply of propylene oxide is stopped and the shaking continue for 5 minutes. At the end of the reaction, evaporate excess propylene oxide, the catalyst is separated.

Получают 90 г технического триизопропаноламина, который по результатам хроматографического анализа содержит 96% основного вещества .Receive 90 g of technical triisopropanolamine, which according to the results of chromatographic analysis contains 96% of the basic substance.

: 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 повышаетс  до 10 атм. Затем испар ют избыток аммиака, который рециркулируетс . Реакционную массу охлаждают и провод т хроматографический анализ, который показал, что реакционна  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 составл ет 1,5 атм. Реакционную массу пеQ риодически. отбирают из реактора и анализируют. Процесс ведут до исчерпывающего оксипропилировани . Затем небольшой избыток окиси пропилена испар ют, отдел ют катализатор, который возвращают в процесс.: Example 2. In a stainless steel autoclave with a capacity of 1 l, equipped with a mixing device. Vom, cooled to minus 40c and purged with nitrogen, is loaded with 116 g of cooled propylene oxide and 3.4 g of cation exchanger KU-2-8 and 34.0 g of liquid ammonia. The contents of the autoclave are heated to 4 ° C, stirred for 15 minutes, and the pressure rises to 10 atm. An excess of ammonia is then evaporated, which is recycled. The reaction mass is cooled and chromatographic analysis is performed, which showed that the reaction mass contains 75.6% monoisopropanolamine, 16.4% diisopropanolamine and 7.9% triisopropanolamis. Then, propylene oxide is metered into the reaction mass at such a rate that the temperature in the reactor does not exceed 50 s The pressure is 1.5 atm. The reaction mass is periodic. taken from the reactor and analyzed. The process is carried out until exhaustive oxypropylation. Then a small excess of propylene oxide is evaporated, the catalyst is separated, which is recycled to the process.

5 Получают 374,8 г технического триизопропаноламина с содержанием основного вещества 98,9%.5 Get 374.8 g of technical triisopropanolamine with the content of the main substance of 98.9%.

Пример 3. В охлажденный автоклав загружают 68 г жидкогоExample 3. In a cooled autoclave load 68 g of liquid

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 -врем  дозировани 0 ammonia in a stream of nitrogen, 7 g of cation exchanger KU-2-8, then, with stirring, propylene oxide is uniformly metered over 3 hours in an amount of 700 g. Temperature during dosing

5 поддерживают 60 С, давление 1 ,5 атм. Реакцию ведут до полного превращени  аммиака, избыток окиси пропилена в конце реакции составл ет 20% от теоретического. По окончании реакции избыток окиси испар ют.5 support 60 C, pressure 1, 5 atm. The reaction is carried out until complete conversion of ammonia, an excess of propylene oxide at the end of the reaction is 20% of the theoretical. At the end of the reaction, the excess oxide is evaporated.

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 перегон ют.the catalyst is filtered off. 760 g of product are obtained with a triisopropanolamine content of 95.7%, diisopropanolamine - 3.2%, monoisropropanolamine - 1.1%. The product is thermostable to 200 ° C. If necessary, triisopropanolamine is distilled.

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. Дл  более полного превращени  ,в конце реакции создаетс  20%-ный избыток окиси этилена. По окончании реакции реакционную массу обрабатывают способом, аналогичным описанному В предыдущих примерах.Example 4.3 cooled autoclave, purged with nitrogen, load 90 g of liquid ammonia, 9 g of cation exchanger KU-2-8. Then, with stirring, ethylene oxide is uniformly metered in the amount of 690 g at such a rate that the temperature does not exceed 30 ° C and the pressure is 0.7 atm. For more complete conversion, a 20% excess of ethylene oxide is created at the end of the reaction. Upon completion of the reaction, the reaction mass is treated in a manner similar to that described in the previous examples.

Получают 760 г технического триэтаноламина с содержанием основного вещества 98,5%.760 g of technical triethanolamine are obtained with a content of the main substance of 98.5%.

Claims (3)

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 врем  дозировани  поддерживают температуру бО- и давление 10 атм. По окончании реакции отдел ют катализатори избыток окиси изобутилена. Получают 545 г технического триизобутаноламина с содержанием основного вещества 90%. S79 Таким образом, данный способ получени  триалканоламинов позвол ет увеличить выход целевого продукта до 98%, лшну  стадию фракционировани . Формула изобретени  1. Способ получени  триалканоламинов оксиалкилированием аммиака при нагревании и давлении, о т л ичающийс  тем, что, с целью упрощени  процесса и увеличени  вы17386 хода целевого продукта, оксиалкилированию подвергают безводный аммиак и процесс ведут в присутствии катионита как катализатора. Example 5. In an autoclave, cooled to minus 40, pour 45 g of liquid ammonia, 8.5 g of cation exchanger KU-2-8. To the contents of the autoclave, with stirring, isobutylene oxide is metered in the amount of 800 g for 6 hours. During the dosing, the temperature is maintained at BO-and pressure of 10 atm. At the end of the reaction, an excess of isobutylene oxide is separated in the catalyst. Get 545 g of technical triisobutanolamine with a basic substance content of 90%. S79 Thus, this method of producing trialkanolamines allows to increase the yield of the target product up to 98%, which is the fractionation stage. Claim 1. Method for producing trialkanolamines by oxyalkylation of ammonia under heating and pressure, in order to simplify the process and increase the output of the target product, anhydrous ammonia is subjected to oxyalkylation and the process is carried out in the presence of a cation exchanger as a catalyst. 2. Способ ПОП.1, отличаю щ и и с   тем, что безводный ам миак и окись алкилена берут в мольном соотношении 1:3-5. 2. Method POP.1, I differ by the fact that anhydrous ammonia and alkylene oxide are taken in a molar ratio of 1: 3-5. 3. Способ поп.1, от ли ч а гоад и и с   тем, что безводный амлшак подвергают оксипропилированию при температуре 20-60 0 и давлении 0,5-10 атм.3. The method of pop. 1, from the fact that the aad and with the fact that anhydrous amlshak is subjected to hydroxypropylation at a temperature of 20-60 0 and a pressure of 0.5-10 atm.