謝銳,徐保明,陳坤
(湖北工業(yè)大學(xué) 湖北省研究生工作站,湖北 武漢 430068)
己二胺,簡稱HMD,為三大尼龍?jiān)牧现唬爻B(tài)下為無色透明的結(jié)晶體,是一種強(qiáng)堿性有機(jī)物,同時(shí)也是一種對人體有生理效用的毒性物質(zhì)。己二胺的主要用途是用來和己二酸中和反應(yīng)生產(chǎn)尼龍66產(chǎn)品,和癸二酸反應(yīng)生產(chǎn)尼龍610產(chǎn)品,然后制成各種尼龍樹脂、尼龍纖維和工程塑料產(chǎn)品,也可合成二異氰酸酯、環(huán)氧樹脂或脲醛樹脂的固化劑、有機(jī)交聯(lián)劑等[1-2],是合成材料中重要的化工中間體。
目前己二胺全球產(chǎn)能約為213.5萬t/a,2017年全球產(chǎn)量約為146萬t/a,產(chǎn)能利用率約為68%,2018年全球己二胺消費(fèi)量約149萬t。依據(jù)PCI年報(bào),2015~2025年平均增長率為2.3%。目前全球己二胺的產(chǎn)能主要集中在英威達(dá)、巴斯夫、奧升德、神馬等企業(yè)中,行業(yè)集中度較高,這主要是受原料端己二腈的供給制約,行業(yè)決定權(quán)在于己二腈。目前國內(nèi)只有中國平煤神馬集團(tuán)一家企業(yè)擁有己二胺生產(chǎn)技術(shù),產(chǎn)品在滿足自給的基礎(chǔ)上有少量進(jìn)入市場,但大多數(shù)市場需求還是依賴進(jìn)口。
本文從己二胺合成路線及工藝優(yōu)化出發(fā),探究出適合工業(yè)化生產(chǎn)及環(huán)境友好的合成方法,為己二胺的合成及其研發(fā)提供方向。
本文將己二胺的合成工藝主要分為三類:己二腈法、己內(nèi)酰胺法和其他方法。并分別對己二胺的合成路線及工藝優(yōu)化進(jìn)行分析和討論。
己二腈法是目前制備己二胺的主要方法,己二腈催化加氫反應(yīng)主要采用Co和Raney Ni型催化劑,研究者使用冶煉法、共沉淀法、化學(xué)法和浸漬法對Raney Ni型催化劑進(jìn)行改性,使催化劑機(jī)械性能提高,能有效與產(chǎn)物進(jìn)行分離;同時(shí)使己二腈加氫反應(yīng)能在溫和條件,無需液氨、K2O或氫氧化鈉的條件下達(dá)到高的己二胺選擇性。
Lin等[3]提出在粒狀Cr和Ni促進(jìn)的阮內(nèi)Co催化劑的存在下,通過氫化己二腈制備己二胺。反應(yīng)在至少5%質(zhì)量(己二腈)的液氨存在下,反應(yīng)溫度在60~125 ℃,壓力在0.3~30 MPa下進(jìn)行。此方法的缺點(diǎn)是必須回收、提純、壓縮和循環(huán)利用液氨,增加了生產(chǎn)操作的難度。己二腈轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%以上,己二胺的選擇性為90%。
陳聚良等[4]以Ni催化劑作為加氫的主催化劑,將己二腈乙醇溶液、Ni基催化劑和助催化劑K2O投入到高壓釜中,再通入氫氣反應(yīng)得到己二胺。實(shí)驗(yàn)對己二腈反應(yīng)條件進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)氫氣壓力對己二腈的加氫有很大影響,在氫氣壓力較低時(shí),己二腈的加氫更容易得到氨基己腈,在氫氣壓力較高時(shí),己二腈的加氫的產(chǎn)物則為己二胺。
喬懷思等[5]將Ni基催化劑的助催化劑由液氨或K2O改為氫氧化鈉。己二腈、乙醇和氫氧化鈉按一定質(zhì)量比混合均勻,加入Ni基催化劑,得到反應(yīng)混合物,再將反應(yīng)混合物于70~100 ℃,壓力在1.8~2.7 MPa條件下加氫反應(yīng),得到半成品己二胺,最后通過真空精餾得到99.9%純度的己二胺。采用乙醇作稀釋劑,有利于回收利用,反應(yīng)過程中添加液氨或K2O可以抑制仲胺和叔胺的生成,但研究發(fā)現(xiàn)添加氫氧化鈉作為助催化劑對抑制副產(chǎn)物生成的效果更好,己二胺的選擇性也更高。但制備過程有大量堿液排出,污染環(huán)境,腐蝕設(shè)備。
己二腈催化加氫所用Raney Ni型催化劑具有機(jī)械性能差,易破碎,與產(chǎn)物分離困難,熱穩(wěn)定性差,在空氣中易自燃,不易儲存的缺點(diǎn)。Hoffer[6]提出Raney Ni型催化劑的基礎(chǔ)上添加微量的Mo、Cr或Fe,能有效改善Raney Ni型催化劑的缺點(diǎn)。同時(shí)Mo、Cr或Fe具有一定的活性,與Raney Ni混合后,增加了其活性位點(diǎn),加氫性能也得到了明顯提高。
現(xiàn)在己二腈的加氫催化劑主要是Raney Ni型催化劑,由于該催化劑機(jī)械性能差,易破碎,與產(chǎn)物分離困難,熱穩(wěn)定性差,在空氣中易自燃,不易儲存的缺點(diǎn),且需要通過添加液氨、K2O或氫氧化鈉來抑制副反應(yīng)的產(chǎn)生,但反應(yīng)后有大量堿液排出,污染環(huán)境且需要后處理,同時(shí)堿液會腐蝕設(shè)備,對設(shè)備的要求較高,增加了設(shè)備成本。所以后人通過冶煉法、共沉淀法、化學(xué)法和浸漬法對Raney Ni型催化劑進(jìn)行改性,使催化劑機(jī)械性能提高,能有效與產(chǎn)物進(jìn)行分離;同時(shí)使己二腈加氫反應(yīng)能在溫和條件,無需液氨、K2O或氫氧化鈉的條件下達(dá)到高的己二胺選擇性。
1.1.1 冶煉法 慕旭宏等[7]以Ni為主體,Al、P為副體,Co、Cr或Mo的量不為0的條件下進(jìn)行高溫熔融,使合金充分融合,再對催化劑進(jìn)行氫氧化鈉抽鋁活化處理,洗滌得到所要的催化劑在乙醇或水中進(jìn)行保存。在高壓釜中加入己二腈、乙醇和催化劑,通入氫氣加熱反應(yīng)得到己二胺。對催化劑進(jìn)行活化處理的條件進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)活化溫度對催化劑的活化效果的影響比較大,活化溫度過高,反應(yīng)激烈,反應(yīng)氣體溢出量大,帶出的偏鋁酸鈉多,孔道殘留少,容易洗凈,使活化中心暴露數(shù)量多,但抽出鋁過多,可破壞鎳的骨架,降低催化性能。己二腈的轉(zhuǎn)化率為96%以上,己二胺的選擇性在90%以上。
李修建等[8]將鋁全部熔化后,在800~900 ℃分批加入Ni、Cr、Fe和合金全熔后,溫度控制在 1 500 ℃ 左右降低冶煉功率,充分機(jī)械攪拌后出爐,然后進(jìn)行快速淬冷處理,最后進(jìn)行催化劑活化和超聲波處理得到鎳鋁催化劑??焖俅憷涫菫榱藴p少穩(wěn)定性和活性不高的NiAl3相和單質(zhì)Al,留下活性相Ni2Al3。超聲波處理催化劑有利于增加催化劑的比表面積、孔徑和孔容,同時(shí)使催化劑表面更加光潔,活性位的分布更加均勻。但通過高溫熔融制備合金能耗很高。
1.1.2 沉淀法 趙磊[9]將一定體積的去離子水和一定量的MgO粉末加入燒杯中,攪拌下將一定濃度的硝酸鎳溶液和沉淀劑NaOH溶液滴入燒杯中,使溶液pH調(diào)至10,老化后進(jìn)行抽濾洗滌,最后進(jìn)行焙燒處理得到催化劑;在固定床中添加催化劑,將己二腈的乙醇溶液從頂部加入,底部通入氫氣反應(yīng)得到己二胺。MgO的加入使得催化劑體系中形成了NiO-MgO固溶體,而Ni與NiO-MgO固溶體的作用較強(qiáng),從而提高了Ni粒子的抗燒結(jié)能力,使得Ni能以較小的晶粒子存在,保證了Ni晶粒具有較高的活性,抑制了縮合反應(yīng)的發(fā)生,因而提高了反應(yīng)的穩(wěn)定性。己二腈的轉(zhuǎn)化率在86%。
梁長海等[10]取一定質(zhì)量的硝酸鎳、硝酸鋁、堿土金屬硝酸Mg、Ca、Sr、Ba中一種和稀土金屬硝酸La、Zr、Ce中的一種溶于去離子水中,在45 ℃油浴條件下攪拌,再將pH=11的碳酸鈉溶液滴入燒杯中,產(chǎn)生淺綠色的沉淀后,再將碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)混合溶液pH=8,老化抽濾洗滌后進(jìn)行烘干焙燒得到催化劑。在溫度60~200 ℃,壓力3~8 MPa下直接加氫一定濃度的己二腈乙醇溶液,所得產(chǎn)品經(jīng)真空蒸餾后獲得高品質(zhì)精己二胺。該方法研制穩(wěn)定,成本低,解決了鎳型催化劑機(jī)械性能差、易破碎的問題。己二胺的轉(zhuǎn)化率為99%,己二胺的選擇性為95%。
梁長海等[11]采用硝酸鋁、硝酸鎳及相應(yīng)稀土金屬鹽(鈰、釤、釔、銩)前軀體,通過超聲混合均勻,配制混合溶液,在25~90 ℃溫度條件下,將混合溶液和碳酸鈉溶液并流下滴入去離子水中,持續(xù)滴加碳酸鈉溶液控制溶液最終pH為8~11,老化后通過去離子水及甲醇進(jìn)行過濾、洗滌、干燥,再進(jìn)行焙燒處理,最后加氫還原催化劑。本發(fā)明過程中不需要添加任何堿性溶劑或氨氣抑制環(huán)化副產(chǎn)物環(huán)己亞胺的發(fā)生,減少環(huán)境污染,且催化劑機(jī)械強(qiáng)度大,反應(yīng)后處理簡單,反應(yīng)條件相對溫和,己二胺的轉(zhuǎn)化率高達(dá)100%,產(chǎn)物己二胺選擇性可達(dá)90%。
1.1.3 化學(xué)法 王鵬等[12]將SiO2載體用含Ni的金屬鹽溶液浸漬過夜,在紅外燈下烘干,冷卻后于冰水浴中,在載體上逐滴加入KBH4(內(nèi)含NaOH)溶液,反應(yīng)完畢分別用蒸餾水和無水乙醇洗滌,經(jīng)H2或N2吹干得到催化劑;催化劑在催化床溫度180~240 ℃,己二腈分壓在1.3~5.3 kPa,H2流量為 75 mL/min下反應(yīng)得到己二胺。負(fù)載型非晶態(tài)合金催化劑(Ni-B/SiO2)對己二腈氣固相常壓加氫具有很高的活性和選擇性,且隨Ni的負(fù)載量的增加而增大,當(dāng)Ni的負(fù)載量大于20%時(shí),選擇性都比較好,己二腈選擇性高達(dá)90%。
劉文等[13]將鎳金屬與Mg、Ca、Cr、Bi、Ce、Sn、Cd、Cu金屬對應(yīng)的可溶性金屬鹽混合后溶于水中,將分子篩經(jīng)堿水熱反應(yīng)處理后洗滌烘干,再將混合溶液和處理后的分子篩焙燒后,經(jīng)氫氣還原得到催化劑。己二腈乙醇溶液和催化劑加入到反應(yīng)釜中,通入氫氣反應(yīng)得到己二胺。各組分具有不同的化學(xué)電位,在其作用下各組分在溶液中以離子型態(tài)存在能更加有序的混合,鎳基分子篩催化劑通過金屬鹽溶液在分子篩表面均勻沉淀而成,活性鎳的分布更加均勻。己二腈的轉(zhuǎn)化率為97%,己二胺的選擇性為96%。
耿玉俠等[14]以氨水為配位劑,硝酸鎳水溶液為原料混合反應(yīng)生成鎳氨配合物溶液,在攪拌條件下加入修飾劑水溶液,再加入多空鋁磨成的粉末為載體,將其水熱老化后,過濾分離干燥焙燒后,經(jīng)氫氣還原得到催化劑;將催化劑在冰水浴及攪拌條件下,緩慢加入氫氧化鈉溶液,然后在微波條件下加熱攪拌反應(yīng),除去上層堿液并用去離子水洗滌至中性,再用無水乙醇洗滌備用。將己二腈乙醇溶液,反應(yīng)溫度 80 ℃,反應(yīng)壓力1 MPa氫氣反應(yīng)得到己二胺。己二腈的轉(zhuǎn)化率為98%以上,己二胺的選擇性為97%以上。
1.1.4 浸漬法 岳魯敏[15]將銳鈦礦TiO2顆粒溶解于NaOH溶液中,再加入硝酸鉻后移至水熱反應(yīng)釜中,冷卻過濾后,并用去離子水洗滌至中性,將得到的固體物置于pH=1~2的HCl水溶液中浸泡,過濾洗滌至中性,最后焙燒得到TiO2納米管;將載體TiO2納米管加入到硝酸鎳和硝酸鉀的水溶液中,攪拌均勻后老化,最后進(jìn)行焙燒還原處理得到催化劑;以己二腈為原料,氫氣為還原劑,在無水乙醇和所述的催化劑存在下加氫制得己二胺。采用TiO2納米管作為載體,其具有管壁薄、管徑小比、表面積大的優(yōu)點(diǎn),使得活性位點(diǎn)更高,己二腈的轉(zhuǎn)化率為80%以上。
劉平樂等[16]將海泡石經(jīng)活化處理,再過濾洗滌干燥處理,然后使用鎳、鉀和鑭的鹽溶液浸漬,再進(jìn)行過濾干燥研磨焙燒處理,用氫氣還原,在氮?dú)獗Wo(hù)下降溫得到催化劑;在高壓釜中加入無水乙醇、己二腈混合催化劑,通入氫氣反應(yīng)得到己二胺。海泡石廉價(jià)易得,成本低,制備方法簡單,具有很好的應(yīng)用前景。己二腈的轉(zhuǎn)化率為97%以上,己二胺的選擇性為60%左右。
李俊等[17]將多空載體(HKUST-1、MIL-101、ZIF-8、MIL-120晶體材料中的一種)加入到乙酸鎳和硝酸鎂水溶液中攪拌,然后干燥,所得固體在空氣中焙燒得到負(fù)載鎳鎂氧化物的催化劑,最后將此催化劑在氫氣中還原。以己二腈為原料,氫氣為還原劑,在無水乙醇和所述的催化劑存在下加氫制得己二胺。該特點(diǎn)是催化劑使用量比較少,只需要己二腈質(zhì)量的2%,而其他催化劑的使用量則為己二腈質(zhì)量的5%。己二胺的收率為70%,純度為90%。
王明勝等[18]將氧化鋁載體在500 ℃下焙燒后,加入到攪拌狀態(tài)下的硝酸鎂和硝酸鎳混合溶液中,在室溫下浸漬后將溶液蒸干,最后進(jìn)行焙燒、壓片、破碎和篩分處理得到催化劑。以乙醇為溶劑,催化劑中氧化鎂負(fù)載量為6%,反應(yīng)溫度70 ℃,氫氣分壓1.5 MPa,乙醇和己二腈質(zhì)量比為2,催化劑用量為原料的5%。該催化劑有利于提高催化劑堿性活性位數(shù)量,能有效地抑制加氫該過程脫氨副反應(yīng)的發(fā)生。己二腈的轉(zhuǎn)化率為99.9%,己二胺的選擇性達(dá)到98.4%。
魏延雨等[19]將可溶性活性Ni、Co、Mo,助劑Cu、Fe、Ag、Ce、Zn及Mg、Ca、Ba的鹽、表面活性劑和尿素一起溶于去離子水配成混合溶液,然后將混合溶液置于80~110 ℃的環(huán)境中反應(yīng),生成的沉淀過濾洗滌干燥焙燒,最后加氫還原得到催化劑。以己二腈為原料,氫氣為還原劑,在無水乙醇和所述的催化劑存在下加氫制得己二胺。催化劑內(nèi)部空隙為介孔,利于反應(yīng)物及產(chǎn)物的擴(kuò)散,比表面積比較大,能夠有效提供更多的活性中心。己二腈的轉(zhuǎn)化率為99.2%,己二胺的選擇性達(dá)到98.9%。
隨著我國己內(nèi)酰胺的產(chǎn)能逐漸提高,生產(chǎn)工藝得到明顯優(yōu)化,己內(nèi)酰胺的成本大幅降低,更多的研究者把生產(chǎn)己二胺的原材料由己二腈轉(zhuǎn)向?yàn)榧簝?nèi)酰胺。通過己內(nèi)酰胺反應(yīng)生成中間體6-氨基己腈,再進(jìn)行加氫反應(yīng)得到己二胺。
趙清香等[20]先將己內(nèi)酰胺、堿和水混合后加熱回流得到6-氨基己酸鹽,得到的6-氨基己酸鹽引入氨基保護(hù)基團(tuán)保護(hù)端氨基,然后加酸中和生成氨基保護(hù)基團(tuán)的氨基己酸,得到的產(chǎn)物烘干后加入酰胺用脫水催化劑并在氨源存在下加熱反應(yīng)將羧酸基團(tuán)轉(zhuǎn)變?yōu)榘被玫疆a(chǎn)物腈,得到的產(chǎn)物腈經(jīng)萃取提純后催化氫化生成相應(yīng)的胺后,再除去保護(hù)基團(tuán)即可得到己二胺。該法克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn),操作簡單,條件溫和。將氨基轉(zhuǎn)變?yōu)殡娴姆磻?yīng),反應(yīng)溫度的把控是關(guān)鍵,反應(yīng)溫度低于260 ℃時(shí),生成的中間產(chǎn)物不能順利脫除水分子生成相應(yīng)的腈,若溫度高于300 ℃,則容易生成副產(chǎn)物,亦影響收率。最終己二胺的收率達(dá)到60%。
史文濤等[21]將己內(nèi)酰胺蒸汽和熱氨氣按一定質(zhì)量比混合,在催化劑(堿土金屬氧化物、過渡金屬氧化物、二氧化硅和活性氧化鋁中的一種或兩種)存在下進(jìn)行氨化脫水反應(yīng)得到氨化流出物,最后將氨化流出物進(jìn)行減壓蒸餾得到6-氨基己腈。該方法克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷,反應(yīng)轉(zhuǎn)化率較高,制備過程簡單。但催化劑和混合物的接觸時(shí)間為0.1 s,不宜操作控制。反應(yīng)轉(zhuǎn)化率可達(dá)96%以上,可得到純度99.5%以上的6-氨基己腈。
崔炳春等[22]將己內(nèi)酰胺和氨氣分別預(yù)熱后混合,混合后加熱到一定溫度,在催化劑的條件下進(jìn)行氨化脫水反應(yīng)得到氨化反應(yīng)物,最后將氨化反應(yīng)物進(jìn)行減壓精餾得到6-氨基己腈。該方法相比于其他氣相法制備6-氨基己腈的方法,原料用量比例范圍縮小,減少了氨氣的用量,降低了生產(chǎn)成本。用二氧化鈦或者ZSM-5分子篩作為催化劑載體,使活性組分的分散性得到了很大的提高,改善了催化劑整體的抗燒結(jié)能力,提高了催化劑的活性和穩(wěn)定性,使反應(yīng)更加充分,反應(yīng)轉(zhuǎn)化率得到了提升。最終所得反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率可達(dá)96.5%以上,反應(yīng)收率可達(dá)95%以上,目標(biāo)產(chǎn)物純度可達(dá)99.5%,適合大規(guī)模生產(chǎn)。
史文濤等[23]將己內(nèi)酰胺、有機(jī)溶劑及催化劑(磷酸、磷酸銨、磷酸鎂和磷酸鋁中的一種或兩種)按照一定的質(zhì)量比混合得到混合溶液,再將混合溶液加入反應(yīng)釜中并對其進(jìn)行攪拌加熱,當(dāng)混合溶液達(dá)到一定溫度時(shí),向混合溶液中通入氨氣進(jìn)行反應(yīng),最后對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行減壓精餾得到6-氨基己腈。該方法使用了價(jià)格比較昂貴的有機(jī)溶劑己二腈,且需要氨水分離器,原料氨氣的利用率不高。氣相法反應(yīng)溫度較高,能耗較大,液相法溫度低,反應(yīng)較為容易。己內(nèi)酰胺的轉(zhuǎn)化率為60%左右,選擇性在95%,純度達(dá)到99%以上。
Li等[24]在反應(yīng)器中,將己二醇或氨基己醇或己二醇/氨基己醇混合物和液氨按一定比例混合后,經(jīng)泵打入反應(yīng)釜中,在催化劑的存在下進(jìn)行反應(yīng)得到己二胺。該方法可以調(diào)變反應(yīng)條件,靈活調(diào)變產(chǎn)品的組成,提高目標(biāo)產(chǎn)品的選擇性,降低了生產(chǎn)裝置一次性投資和生產(chǎn)成本,反應(yīng)產(chǎn)物與催化劑的分離簡單。但整個(gè)反應(yīng)周期為50 h以上,反應(yīng)周期較長。己二胺轉(zhuǎn)化率為60%左右,己二胺的選擇性在65%左右。
Niemeier等[25]將己二醇、氨水和催化劑Ru/C置于高壓釜中,加入氫氣在170 ℃下反應(yīng)生成己二胺。該反應(yīng)在水相將己二醇胺化成己二胺,對多元醇水相胺化有重大意義。該實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)氫氣壓力在5 MPa 以上,胺化反應(yīng)才會進(jìn)行,在氫氣壓力達(dá)到 10 MPa 時(shí),胺化程度最高,羥基轉(zhuǎn)化率高達(dá)79%。
張振民[26]將水和硫酸加入反應(yīng)釜中,加入催化劑,然后一邊加熱一邊加入尼龍-66,在一定的壓力下反應(yīng)得到酸解液,將酸解液經(jīng)過濾冷卻結(jié)晶分離得到己二酸晶體和己二胺硫酸鹽溶液,將足量的石灰乳加入到己二胺硫酸鹽溶液,充分?jǐn)嚢枋狗磻?yīng)完全,中和后溶液的pH值大于12,過濾分離出含有己二胺的溶液和潮濕的CaSO4·2H2O,得到的含有己二胺的溶液用真空萃取法或萃取法得到己二胺粗溶液,再濃縮精制得到純的己二胺。該方法所用的原料是廢尼龍-66,解決了廢尼龍-66回收難的問題,本工藝對環(huán)境的污染小,廢水可以達(dá)到零排放,副產(chǎn)物CaSO4·2H2O可加熱制成石灰乳,可重復(fù)利用。但該工藝一次性投資比較高,操作性比較嚴(yán)格。己二胺和己二酸的純度可達(dá)到99%。
黃梅等[27]將尼龍-66、蒸餾水和濃硫酸置于高壓釜中加熱攪拌,待反應(yīng)完全后,冷卻至室溫,過濾分離反應(yīng)物,向?yàn)V液中加入足量氫氧化鈣,攪拌加熱至反應(yīng)完全,減壓蒸餾得到己二胺。利用正交實(shí)驗(yàn)對反應(yīng)條件進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)溫度對其產(chǎn)物產(chǎn)率的影響最大,并得到最佳的反應(yīng)溫度為110 ℃,尼龍-66大的轉(zhuǎn)化率為100%,己二胺的收率為97.15%。
張英偉等[28]在壓力釜中加入氫氣、稀釋溶劑和加氫催化劑,升高溫度到設(shè)定值后,通入氫氣至釜內(nèi)壓力到設(shè)定值,形成氣液混合物;在燒瓶中,加入稀釋溶劑和己二醛,保持溫度低于5 ℃,攪拌混合均勻以防止半醛水合物或醛水合物的生成,將上述混合物在0~5 ℃條件下,在一定時(shí)間內(nèi)攪拌條件下緩慢加入到壓力釜,當(dāng)反應(yīng)釜的壓力不再下降時(shí),反應(yīng)結(jié)束。濾液中的氨氣,稀釋溶劑可通過精餾除去并循環(huán)利用,己二醛的轉(zhuǎn)化率為99%,己二胺的選擇性為83%。
袁揚(yáng)揚(yáng)等[29]將含有己二醛、氨氣、氫氣的原料通入載有Ni基催化劑的反應(yīng)器,接觸反應(yīng)生成己二胺。該方法采用由Ni2+的水滑石制得的Ni基催化劑催化己二醛經(jīng)還原胺化制備己二胺,避免了使用劇毒原料己二腈,路線清潔,環(huán)保。該催化劑利用水滑石前軀體制備得到高分散Ni基催化劑,有效提高了Ni的分散度,通過堿金屬改性,調(diào)變催化劑的酸堿性,制得的催化劑兼具金屬催化劑和堿性催化劑的特點(diǎn),應(yīng)用于己二醛還原胺化反應(yīng)中可減少對胺的吸附,從而減少副反應(yīng)發(fā)生,表現(xiàn)出良好的活性和選擇性。己二醛的轉(zhuǎn)化率最高可達(dá)99.7%,己二胺的選擇性最高可達(dá)87.3%。
許磊等[30]通過等體積浸漬法將過渡金屬鹽前軀體溶液浸漬到HBeta分子篩上,經(jīng)干燥,在還原性氣氛下焙燒,得到負(fù)載有過渡金屬的HBeta分子篩,將含有己二醛、氫氣和氨氣通入載有催化劑的固定床反應(yīng)器中,與催化劑接觸反應(yīng)生成己二胺。該方法的催化劑通過金屬封裝在分子篩孔道內(nèi)部,利用分子篩的限域效應(yīng)有效提高目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性及催化劑穩(wěn)定性。己二醛的轉(zhuǎn)化率最高可達(dá)99.8%,己二胺的選擇性最高可達(dá)86.3%。
目前國內(nèi)主要采用己二腈法制備己二胺,己二腈原料受限于國外進(jìn)口,具有成本偏高和供給受到制約的問題。廢尼龍-66的解聚反應(yīng)制備己二胺,解決了廢尼龍-66回收難的問題。現(xiàn)在國內(nèi)制備己內(nèi)酰胺的工藝越來越成熟,己內(nèi)酰胺的成本降低,由己內(nèi)酰胺制備己二胺成為了可能,使己內(nèi)酰胺的用途更加廣泛。故未來合成工藝發(fā)展應(yīng)主要集中在己內(nèi)酰胺法合成工藝優(yōu)化,致力于開發(fā)出高效環(huán)保且低成本的合成工藝路線。