專利名稱：N，n-二甲基甲酰胺的純化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含有甲酸雜質(zhì)的N， N—二甲基甲酰胺溶液的純化方法。更具體地說，是一 種通過貴金屬催化法促使N, N—二甲基甲酰胺溶液中所含甲酸遭到分解破壞的純化處理法。
背景技術(shù)：
N， N-二甲基甲酰胺(N， N-dimethylformamide，簡(jiǎn)稱DMF)，結(jié)構(gòu)式為HCON(CH3)2。 常溫下它是一種無色、透明的粘性液體，熔點(diǎn):-61'C，沸點(diǎn)153t:，相對(duì)密度0.9487,它極 性強(qiáng)，并有一定毒性。DMF具有很強(qiáng)的溶解能力，曾被譽(yù)為"萬能溶劑"，作為重要的化工 原料以及性能優(yōu)良的溶劑，主要應(yīng)用于聚氨酯、腈綸、醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、電子等行業(yè)。在 聚氨酯行業(yè)中作為洗滌固化劑，主要用于濕法合成革生產(chǎn)；在農(nóng)藥行業(yè)中用于合成高效低毒 農(nóng)藥殺蟲劑；在染料行業(yè)作為染料溶劑；在電子行業(yè)作為鍍錫零部件的淬火劑及電路板的清 洗劑等。
在無酸、堿、水存在下，DMF即使加熱到沸點(diǎn)也是比較穩(wěn)定的，但是DMF在水存在的 條件下會(huì)發(fā)生水解，酸、堿以及有氧的條件都會(huì)對(duì)水解起催化作用，這對(duì)DMF的純度及使 用會(huì)產(chǎn)生很大的影響。DMF水解生成甲酸和二甲胺，甲酸的生成將進(jìn)一步促進(jìn)水解的進(jìn)行
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同時(shí)甲酸還能與DMF形成具有高沸點(diǎn)共沸物，使的DMF的精制更加困難。因此，尋找適 當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)DMF溶液中甲酸進(jìn)行脫除具有一定的實(shí)際意義。
目前，國(guó)際上在DMF生產(chǎn)過程中，通常用于去除DMF溶液中甲酸的方法有蒸餾、中 和以及吸附等。但是這些方法都有可能導(dǎo)致DMF發(fā)生部分分解或引入新的雜質(zhì)，不利于提 高DMF產(chǎn)品的品質(zhì)，或由于使用高溫高壓，需要大量的能源和相關(guān)的設(shè)備，工業(yè)化生產(chǎn)投 資大，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種反應(yīng)條件溫和、設(shè)備投資小、 生產(chǎn)成本低，行之有效的N， N—二甲基甲酰胺的純化方法，本發(fā)明方法將甲酸催化分解成 C02和H2，使整個(gè)系統(tǒng)中不會(huì)引入新的雜質(zhì)。
本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
本發(fā)明N， N—二甲基甲酰胺的純化方法的特點(diǎn)是在缺氧的條件下，含甲酸的DMF溶 液與負(fù)載型金屬催化劑相接觸，進(jìn)行催化反應(yīng)，DMF溶液中的甲酸在經(jīng)過催化反應(yīng)后轉(zhuǎn)化 生成二氧化碳和氫氣，完成DMF溶液的純化處理。
本發(fā)明純化方法的特點(diǎn)也在于 所述方法的工藝過程為
a、 首先用氫氣還原法對(duì)所述負(fù)載型金屬催化劑進(jìn)行活化處理，然后將活化的負(fù)載型金 屬催化劑放置于固定床反應(yīng)器內(nèi)，并保證催化劑不會(huì)流失，通入惰性氣體以排除反應(yīng)器中可 能存在的氧氣，控制反應(yīng)器的溫度為80-150'C，壓力為常壓；
b、 在保持通入惰性氣體的條件下，通入待處理的含甲酸的DMF溶液，使DMF溶液與催 化劑之間充分接觸，經(jīng)過10 — 60分鐘的催化反應(yīng)，獲得純化的DMF溶劑。
本發(fā)明純化方法的特點(diǎn)還在于
所述負(fù)載型金屬催化劑的催化劑載體為活性炭、A1203或MgO。
所述負(fù)載型金屬催化劑的負(fù)載活性金屬為鈀(Pd)、銠(Rh)或鉑(Pt)，所述負(fù)載活性 金屬在催化劑中的質(zhì)量百分比為0.1 10%; 所述的惰性氣體為氮?dú)饣驓鍤狻?br> 與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在
1、 本發(fā)明方法中所包含的主要的化學(xué)反應(yīng)為
ZfCOO/f "'— >co2個(gè)+//2個(gè) 顯然，使用貴金屬催化法可以將甲酸分解成C02和H2，不引入新的雜質(zhì)，并且不會(huì)對(duì)DMF 產(chǎn)品產(chǎn)生任何影響。
2、 雖然，催化反應(yīng)本身可在任何傳統(tǒng)的常溫常壓催化氧化反應(yīng)器中實(shí)施，但由于DMF 在有氧和較高的溫度下易發(fā)生分解反應(yīng)，本發(fā)明方法中設(shè)定反應(yīng)溫度在80—15(TC，可以顯 著提高反應(yīng)效率。
3、 本發(fā)明方法操作簡(jiǎn)便，既可間歇式進(jìn)行也可連續(xù)處理，具有高效和反應(yīng)條件溫和的 特點(diǎn)，所需設(shè)備簡(jiǎn)單，消耗能量低，為處理含甲酸廢水和脫除其他有機(jī)溶液中甲酸提供了一 種新途徑。
4、 本發(fā)明方法合理使用惰性氣體，可以有效地同時(shí)去除溶解在溶液中的C02、 ft和02。


圖1為實(shí)施本發(fā)明催化分解DMF溶液中的甲酸所使用的固定床反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中標(biāo)號(hào)l氣體入口、 2產(chǎn)品出口、 3氣體出口、 4物料進(jìn)口。 以下通過具體實(shí)施方式
，并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:用鉑碳催化劑用來脫除DMF溶液中的甲酸雜質(zhì)，相應(yīng)的反應(yīng)步驟如下1、 催化劑預(yù)處理將50g鉑碳催化劑，加入到固定床反應(yīng)器內(nèi)，鉑在鉑碳催化劑中的質(zhì)量百分比為1%， 如圖1所示。圖中氣體入口 1和產(chǎn)品出口 2處在反應(yīng)器的下部，氣體出口3和物料進(jìn)口4處 在反應(yīng)器的上部。在常壓下，反應(yīng)器加熱到25(TC并用氮?dú)庵脫Q出反應(yīng)器內(nèi)的空氣。然后用 氫氣置換出反應(yīng)器內(nèi)的氮?dú)?，將鉑碳催化劑還原使催化劑處于活化狀態(tài)，反應(yīng)半小時(shí)后，用 氮?dú)廒s走反應(yīng)器內(nèi)的氫氣。2、 DMF溶液中的甲酸脫除當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)保持溫度為IO(TC時(shí)，從固定床頂部連續(xù)通入含甲酸雜質(zhì)的DMF溶液，流 量保持為0.2mL/s，甲酸濃度為0.2mol/L，保持在反應(yīng)器內(nèi)的催化反應(yīng)時(shí)間為30分鐘，從 反應(yīng)器底部可以得到純化后的DMF產(chǎn)品，經(jīng)分析甲酸的去除率達(dá)到了 100%。實(shí)施例2:選用的催化劑為鈀碳催化劑粉末，鈀在鈀碳催化劑中的質(zhì)量百分比為1%，其他內(nèi)容與 實(shí)施例1相同，最后經(jīng)過分析，甲酸的去除率達(dá)到了 96%。實(shí)施例3:催化反應(yīng)所用的溫度為150°C，其他內(nèi)容與實(shí)施例l相同，最后經(jīng)過分析，甲酸的去除 率達(dá)到了 95%。
權(quán)利要求
1、N，N-二甲基甲酰胺的純化方法，其特征是在缺氧的條件下，含甲酸的DMF溶液與負(fù)載型金屬催化劑相接觸，進(jìn)行催化反應(yīng)，DMF溶液中的甲酸在經(jīng)過催化反應(yīng)后轉(zhuǎn)化生成二氧化碳和氫氣，完成DMF溶液的純化處理。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的n， n—二甲基甲酰胺的純化方法，其特征是所述方法的工 藝過程為a、 首先用氫氣還原法對(duì)所述負(fù)載型金屬催化劑進(jìn)行活化處理，然后將活化的負(fù)載型金 屬催化劑放置于固定床反應(yīng)器內(nèi)，并保證催化劑不會(huì)流失，通入惰性氣體以排除反應(yīng)器中可 能存在的氧氣，控制反應(yīng)器的溫度為80-15(TC，壓力為常壓；b、 在保持通入惰性氣體的條件下，通入待處理的含甲酸的DMF溶液，使DMF溶液與催 化劑之間充分接觸，經(jīng)過10 — 60分鐘的催化反應(yīng)，獲得純化的DMF溶劑。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的n， n—二甲基甲酰胺的純化方法，其特征是 所述負(fù)載型金屬催化劑的催化劑載體為活性炭、A1203或MgO。所述負(fù)載型金屬催化劑的負(fù)載活性金屬為鈀(Pd)、銠(Rh)或鉑(Pt)，所述負(fù)載活性 金屬在催化劑中的質(zhì)量百分比為0.1 10%; 所述的惰性氣體為氮?dú)饣驓鍤狻?br> 全文摘要
N，N-二甲基甲酰胺的純化方法，其特征是在缺氧的條件下，含甲酸的DMF溶液與負(fù)載型金屬催化劑相接觸，進(jìn)行催化反應(yīng)，DMF溶液中的甲酸在經(jīng)過催化反應(yīng)后轉(zhuǎn)化生成二氧化碳和氫氣，完成DMF溶液的純化處理。本發(fā)明方法將甲酸催化分解成CO₂和H₂，反應(yīng)條件溫和、設(shè)備投資小、生產(chǎn)成本低，行之有效，整個(gè)系統(tǒng)中不會(huì)引入新的雜質(zhì)。
文檔編號(hào)C07C233/03GK101157626SQ20071013515
公開日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月26日
發(fā)明者姚運(yùn)金, 鵬 崔 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)