在氨气环境下聚醚腈催化加氢制聚醚胺

以雷尼镍为催化剂,在液相中、氨气环境下对聚醚腈加氢制取聚醚胺,通过实验确定了加氢反应的最佳工艺条件,在此条件下获得了聚醚胺,聚醚腈的转化率为98%,聚醚胺收率达到80%。讨论了加氢反应中氢氧化钠的作用。

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工业催化

2007第15卷增刊

以雷尼镍催化剂对其加氢生成胺应是很容易进行醇分子断裂反应的发生,因此,对这一因素进行了考察,在此基础之上进行了一系列的研究。

2.1反应体系中氨存在的影响

的,但有氰烷基醇分子(珈一)加上氢原子产生断

裂,如副反应(2),这也是由于雷尼镍催化剂选择性差的原因。另外,还会伴随有中间产物聚合的副反

应发生。在反应体系中加入氨气,可以抑制氰烷基

氨气的用量为通入反应釜中氨气体积与反应釜体积之比。实验结果如表l。

表r反应体系中氨存在量的影响

聚醚腈用量100mL、乙醇100mL、氢氧化钠lg、反应压力4.0MP丑、温度100℃、反应时间35min、催化剂用量20g(湿)

从实验结果可以看出,氨的加入量对聚醚腈转化率没有什么影响,而对聚醚胺选择性却有很大的影响。体系中没有氨的存在,选择性很低,收率为47%左右,随着氨加入量的逐渐增加,聚醚胺选择性大幅度提高,氨的体积分数超过0.08%后,聚醚胺选择性基本都达到80%以上,收率可达80左右。结果可以说明,在反应体系中加入了氨,一方面,降

低了氰烷基醇分子断裂反应的发生;另一方面,也从某种程度上降低了中间产物聚合的反应发生,证明氨的加入是有效的。

2.2压力的影响

温度、反应时间不变,改变压力进行实验,实验结果如表2。

表2反应压力的影响

聚醚腈用量10DmL、乙醇100mL、氢氧化钠1g、氨体积分数0.08%、温度100℃、反应时间35lnin、催化剂用量20g(湿)

由表2可以看出,随着反应压力的逐渐增加,聚醚腈的转化率逐渐增大,在压力较低的时候转化率低,但达到4.OMPa后基本都超过了97%。聚醚胺的选择性随着压力的增大变化却不是很大,超过80%,当超过6.OMPa后又有所下降。这样也就造成了聚醚胺收率受二者影响。低压下对分子中的二个一C毫N只加上了一部份氢,反应的压力高,会有

一部份反应的中间产物发生聚合反应,虽然转化率很高,但聚醚胺的收率却很低。所以要选择一个比

较适宜的反应压力范围(4.0—5.O)MPa进行加氢

才会获得较高的聚醚胺收率。

2.3反应温度的影响

反应的压力、时间和催化剂用量不变,改变反应

的温度,结果如表3。

表3不同温度对下聚醚腈转化率和聚醚选择性的影响

聚醚腈用置100mL、乙醇lOmL、氢氧化钠lg、氨体积分数O.08%、反应压力4.OMPa、反应时间35min、催化剂用量20g(湿)

聚醚腈的转化率随着反应温度的升高而增大,而聚醚胺的选择性也随着反应温度的升高逐渐增大,超过110℃则聚醚胺收率有所下降。温度低时,聚醚腈转化不完全,所以聚醚腈转化率、聚醚胺选择性都不高。反应的温度高会发生聚醚腈分子断裂、

少量的反应原料炭化以及中间产物聚合反应的发生。同样会造成转化率、收率的下降。所以选取反应的最佳温度为(90—loo)℃。

2.4反应的时间的影响

压力、温度不变,在不同的时间内进行实验。如

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