本發(fā)明涉及化學(xué)合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種嗎啡啉的制備方法。
背景技術(shù)：
嗎啡啉，分子式C4H9NO，或?qū)懗蒓(CH2CH2)2NH。又稱(chēng)嗎啡林，常溫下是一種無(wú)色油狀液體。熔點(diǎn)-4.76℃，沸點(diǎn)128.3℃。密度1.0005g/cm3(20℃)。折射率1.4548。閃點(diǎn)38℃（開(kāi)杯）。與水、丙酮、苯、醚、醇、乙二醇、亞麻子油、松節(jié)油、蓖麻油混溶。有吸濕性和氨的氣味?？捎啥掖及方?jīng)硫酸脫水環(huán)化制備。工業(yè)上主要由二甘醇和氨在臨氫條件和催化劑存在下制取。主要用于制橡膠硫化促進(jìn)劑，還用于表面活性劑、紡織印染助劑、醫(yī)藥和農(nóng)藥的合成。還用作金屬緩蝕劑和防銹劑。也是染料、樹(shù)脂、蠟、蟲(chóng)膠、干酪素等的溶劑。
但是用二甘醇法生產(chǎn)的嗎啡啉的時(shí)候，需要用到催化劑，這些催化劑主要為Cu、Ni、Cr、Co、Mg、Mn、Pd、Pt和Rh，這些金屬的氧化物或其混合物，可是，這些已知催化劑在應(yīng)用于二甘醇的氨解環(huán)化反應(yīng)中，普遍存在活性金屬含量過(guò)高，易粉化，會(huì)使中間體二甘醇胺(DGA)生成量過(guò)大等缺陷，且在在穩(wěn)定性、活性、選擇性及強(qiáng)度等方面還有需要改進(jìn)之處。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明意在提供一種利用二乙醇胺法制備嗎啡啉的工藝，已解決現(xiàn)有技術(shù)使用二甘醇法生產(chǎn)嗎啡啉因催化劑的影響造成副產(chǎn)物多，收率低的問(wèn)題。
本發(fā)明的技術(shù)方案為：?jiǎn)岱冗闹苽浞椒?，其化學(xué)反應(yīng)方程式為：
，
具體步驟為：
步驟一、脫水：往脫水罐加入濃硫酸，攪拌下滴加二乙醇胺液，濃硫酸和二乙醇胺液的投料比為1.8：1~1.9：1，反應(yīng)后溫度升高，控制溫度在190~210℃范圍內(nèi)，反應(yīng)時(shí)間為80~100min，滴完后水冷降溫至60℃；
步驟二、中和：向脫水罐滴加20%氫氧化鈉溶液，至pH為8-9，得到中和液；
步驟三、真空蒸出：中和液放至臥式蒸餾釜，釜內(nèi)設(shè)置有水平攪拌槳，攪動(dòng)釜底的硫酸鈉，真空蒸出嗎啡啉；
步驟四、副產(chǎn)物的處理：蒸鎦釜內(nèi)硫酸鈉，通過(guò)攪拌刮出，收集回收，濾液和洗釜水放至回收池沉放處理。
本發(fā)明的工作原理及有益效果：本發(fā)明將事先對(duì)儲(chǔ)存在脫水罐內(nèi)的濃硫酸進(jìn)行攪拌，在逐步滴加二乙醇胺，再滴加的過(guò)程中，嚴(yán)格控制其反應(yīng)的溫度、時(shí)間以及投料比，確保反應(yīng)朝向不斷生成嗎啡啉的方向進(jìn)行，并減少二乙醇胺液的使用量，進(jìn)而降低生產(chǎn)成本；反應(yīng)時(shí)，濃硫酸始終處于過(guò)量狀態(tài)，是因?yàn)樯傻膯岱冗鴷?huì)與硫酸反應(yīng)生成一種類(lèi)似于絡(luò)合物的硫酸鹽，因此也就使得硫酸的用量大大增加，為了保證反應(yīng)效果，將反應(yīng)中濃硫酸和二乙醇胺液的投料比嚴(yán)格控制在1.8：1~1.9：1的范圍內(nèi)，溫度在190~210℃范圍內(nèi)以及反應(yīng)時(shí)間控制在80~100min；反應(yīng)后，向脫水罐滴加20%氫氧化鈉溶液，不僅能中和掉溶液中的硫酸，同時(shí)還會(huì)與嗎啡啉競(jìng)爭(zhēng)吸附水分子，破壞嗎啡啉與硫酸兩者之間的結(jié)合，可以有效地提高嗎啡啉的分離效率，進(jìn)而提高反應(yīng)的收率，同時(shí)也不會(huì)生產(chǎn)其他類(lèi)似中間體二甘醇胺(DGA)的副產(chǎn)物；本發(fā)明的工藝能最大限度的節(jié)約原料成（二乙醇胺液使用量減少）同時(shí)流程簡(jiǎn)單，廢水也僅是洗濾水，可回收利用，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響，且本發(fā)明的收率在85%以上，更利于工業(yè)應(yīng)用。
進(jìn)一步，所述步驟一中濃硫酸和二乙醇胺液的最適投料比為1.8：1。對(duì)反應(yīng)進(jìn)行單因素試驗(yàn)驗(yàn)證得出，濃硫酸和二乙醇胺液的投料比從1：1開(kāi)始，隨著濃硫酸和二乙醇胺液的投料比的值變大，例如1：16變化到1.8:1，嗎啡啉反應(yīng)的收率逐漸升高，到達(dá)1.8:1時(shí)為峰值，超過(guò)1.8：1~1.9：1時(shí)，收率平緩并稍有下降了，超過(guò)1.9：1時(shí)，收率迅速降低，因此1.8:1為最適宜的投料比。
進(jìn)一步，所述步驟一中反應(yīng)的最適宜溫度為190℃。對(duì)反應(yīng)進(jìn)行單因素試驗(yàn)驗(yàn)證得出，與投料比類(lèi)似的，反應(yīng)溫度從常溫上升到190℃的過(guò)程中，嗎啡啉反應(yīng)的收率逐漸升高，到達(dá)190℃的時(shí)候?yàn)榉逯?，超過(guò)190℃，收率迅速降低，因此190℃為最適宜的反應(yīng)溫度。
進(jìn)一步，所述步驟一中最適宜的反應(yīng)時(shí)間為90min。反應(yīng)進(jìn)行單因素試驗(yàn)驗(yàn)證得出，與投料比類(lèi)似的，當(dāng)二乙醇胺與濃硫酸的摩爾比為1:1.8，反應(yīng)溫度為190℃條件下，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，嗎琳收率不斷提高，當(dāng)時(shí)間超過(guò)90min后，二乙醇胺基本反應(yīng)完全，曲線趨于平緩，收率變化不大，因此反應(yīng)時(shí)間定為90min即可。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明：
實(shí)施例1：?jiǎn)岱冗闹苽浞椒?，具體步驟為：
步驟一、脫水：往脫水罐中加入濃濃硫酸，在攪拌下滴加二乙醇胺液，濃硫酸和二乙醇胺液的投料比為1.8：1，反應(yīng)后溫度升高，控制溫度在190℃范圍內(nèi)，反應(yīng)時(shí)間為80min，滴完后對(duì)脫水罐內(nèi)的容易水冷降溫至60℃；
步驟二、中和：向脫水罐滴加20%氫氧化鈉溶液，至pH為8-9，得到中和液；
步驟三、真空蒸出：將中和液放至臥式蒸餾釜內(nèi)，在釜內(nèi)設(shè)置有水平攪拌槳，利用水平攪拌槳攪動(dòng)釜底的硫酸鈉，真空蒸出嗎啡啉，真空度為-0.05MPa~-0.2MPa；
步驟四、副產(chǎn)物的處理：蒸鎦釜內(nèi)硫酸鈉，通過(guò)攪拌刮出，收集回收，濾液和洗釜水放至回收池沉放處理。
實(shí)施例2：?jiǎn)岱冗闹苽浞椒ǎ唧w步驟為：
步驟一、脫水：往脫水罐中加入濃濃硫酸，在攪拌下滴加二乙醇胺液，濃硫酸和二乙醇胺液的投料比為1.85：1，反應(yīng)后溫度升高，控制溫度在200℃范圍內(nèi)，反應(yīng)時(shí)間為85min，滴完后對(duì)脫水罐內(nèi)的容易水冷降溫至60℃；
步驟二、中和：向脫水罐滴加20%氫氧化鈉溶液，至pH為8-9，得到中和液；
步驟三、真空蒸出：將中和液放至臥式蒸餾釜內(nèi)，在釜內(nèi)設(shè)置有水平攪拌槳，利用水平攪拌槳攪動(dòng)釜底的硫酸鈉，真空蒸出嗎啡啉，真空度為-0.05MPa~-0.2MPa；
步驟四、副產(chǎn)物的處理：蒸鎦釜內(nèi)硫酸鈉，通過(guò)攪拌刮出，收集回收，濾液和洗釜水放至回收池沉放處理。
實(shí)施例3：?jiǎn)岱冗闹苽浞椒ǎ唧w步驟為：
步驟一、脫水：往脫水罐中加入濃濃硫酸，在攪拌下滴加二乙醇胺液，濃硫酸和二乙醇胺液的投料比為1.9：1，反應(yīng)后溫度升高，控制溫度在210℃范圍內(nèi)，反應(yīng)時(shí)間為90min，滴完后對(duì)脫水罐內(nèi)的容易水冷降溫至60℃；
步驟二、中和：向脫水罐滴加20%氫氧化鈉溶液，至pH為8-9，得到中和液；
步驟三、真空蒸出：將中和液放至臥式蒸餾釜內(nèi)，在釜內(nèi)設(shè)置有水平攪拌槳，利用水平攪拌槳攪動(dòng)釜底的硫酸鈉，真空蒸出嗎啡啉，真空度為-0.05MPa~-0.2MPa；
步驟四、副產(chǎn)物的處理：蒸鎦釜內(nèi)硫酸鈉，通過(guò)攪拌刮出，收集回收，濾液和洗釜水放至回收池沉放處理。
以上所述的僅是本發(fā)明的實(shí)施例，方案中公知的具體結(jié)構(gòu)及特性等常識(shí)在此未作過(guò)多描述。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍，這些都不會(huì)影響本發(fā)明實(shí)施的效果和專(zhuān)利的實(shí)用性。本申請(qǐng)要求的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以其權(quán)利要求的內(nèi)容為準(zhǔn)，說(shuō)明書(shū)中的具體實(shí)施方式等記載可以用于解釋權(quán)利要求的內(nèi)容。