[發明專利]利用微流控技術制備異丙胺的方法及所用裝置

有效

• 申請號: 202110186574.2
• 申請日: 2021-02-18
• 公開（公告）號: CN113041966B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 沈劍;馮烈;陳云斌;林良良;高俊華;李榮;孫棟;周國權;楊澤慧
• 申請（專利權）人: 浙江建業化工股份有限公司;寧波工程學院
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00;C07C209/26;C07C209/84;C07C211/06
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

本發明公開了一種利用微流控技術制備異丙胺的裝置，包括丙酮蒸汽管道組件(1)、氨氣管道組件(2)、氫氣管道組件(3)、加成?消去固定床微通道反應器(6)、還原固定床微通道反應器(8)；加成?消去固定床微通道反應器(6)內設有微通道一(61)，還原固定床微通道反應器(8)內設有微通道二(81)。本發明還同時提供了利用上述裝置進行的微流控技術制備異丙胺的方法。本發明利用微流控技術精準投料、反應完全的特點，極大地提高反應選擇性和轉化率，減少副產物的生成，直接減緩工業生產異丙胺過程中副產物繁多帶來的精制提純困難、環保壓力大以及存在安全隱患等問題。

技術領域

本發明屬于合成胺的技術領域，具體涉及一種利用微流控技術提高異丙胺產率的裝置及相應的方法。

背景技術

異丙胺(Isopropylamine)，其分子式為C₃H₉N，是一種重要有機合成中間體和化學品助劑，廣泛應用于農藥、醫藥、染料、日化等領域。

日前，工業生產異丙胺的方法主要有兩種：丙酮氫化氨化法和異丙醇氫化氨化法。其中，前者異丙胺總產率可達90％以上，而后者產率略低，且異丙醇中摻雜的前驅體(溴代異丙烷)對產物的精制提純帶來新的挑戰。即使使用丙酮氫化氨化法，即在催化劑的作用下，丙酮通過加成-消除-還原反應合成異丙胺的過程中也會不可避免的產生二異丙胺、異丙醇、N-1,3-二甲基丁基-N-異丙基胺、N-1-異丁基正戊基-N-甲基胺、N-1,3,5-三甲基已基-N-甲基胺等副產物。這些雜質不僅為分離提純增加難度，若作為廢料處理，還會帶來不小的環境壓力以及安全隱患。

專利CN 101684073A為解決現有異丙胺工業生產裝置存在的二異丙胺不能有效地轉化為異丙胺的問題，提出丙酮氫氨化反應的反應器實行分段控溫的解決方案。隨著丙酮沿床層的濃度逐漸降低，逐段提高溫度，有利于二異丙胺和異丙醇轉化為異丙胺，從而降低二異丙胺和異丙醇的循環量，降低能耗，減少操作困難的二異丙胺精餾過程。

專利CN 101880236A公布了一種將90％以上的鎳活性組分分布在載體殼體中的方法，結果可以大大提高丙酮轉化為異丙胺的選擇性，并使分離出異丙胺后的物流進行循環回反應器利用，簡化異丙胺的生產工藝流程。而且可以使系統中的二異丙胺量不增加，從而不需要再運行二異丙胺分離單元，異丙胺的收率提高。

如何提高異丙胺產率，減少副產物生成是一項具有科研研發和工業應用雙重意義的工作。

發明內容

本發明要解決的問題是提供了一種利用微流控技術制備異丙胺的方法及所用裝置。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種利用微流控技術制備異丙胺的裝置，包括丙酮蒸汽管道組件、氨氣管道組件、氫氣管道組件、加成-消去固定床微通道反應器、還原固定床微通道反應器；

丙酮蒸汽管道組件由丙酮蒸汽總管和至少2根的丙酮蒸汽細分管組成，每根丙酮蒸汽細分管的進口與丙酮蒸汽總管的出口相連通；

氨氣管道組件由氨氣總管和至少2根的氨氣細分管組成，每根氨氣細分管的進口與氨氣總管的出口相連通；

氫氣管道組件由氫氣總管和至少2根的氫氣細分管組成，每根氫氣細分管的進口與氫氣總管的出口相連通；

在丙酮蒸汽總管、氨氣總管、氫氣總管上分別各自設有用于調節物料輸送速度的閥門；

加成-消去固定床微通道反應器內設有微通道一，還原固定床微通道反應器內設有微通道二；

丙酮蒸汽細分管、氨氣細分管、氫氣細分管、微通道一、微通道二、連接管的數量相等；

一根丙酮蒸汽細分管的出口與一根氨氣細分管出口通過一個合并接口后與一個微通道一的進口相連通；

一個微通道一的出口連接一根連接管，所述連接管的出口與一根氫氣細分管出口通過另一個合并接口后與一個微通道二的進口相連通。