年产8000吨N,N-二烷基乙醇胺的生产工艺设计开题报告

全文总字数：4020字

1. 研究目的与意义（文献综述）

n,n-二烷基乙醇胺包括 n,n-二甲基乙醇胺（dmae）、n,n-二乙基乙醇胺（deae）、n,n-二正丙基 乙醇胺（dpae）和 n,n-二正丁基乙醇胺（dbae）等，是一类具有重要商业用途的精细化工产品，可作为医药中间体、聚氨酯发泡催化剂、脱硫剂和二氧化碳捕获剂等。其国内主要生产厂家为一些制药厂，国外主要有 basf 和 ici 公司等。

n,n-二烷基乙醇胺的制备方法有许多种，主要分成仲胺的羟乙基化法和乙醇胺的n-烷基化法两大类。相比较而言，以环氧乙烷为原料合成n,n-二烷基乙醇胺在工业上应用较为广泛，但同时也存在一些问题，如原料较贵，生成危险系数较高等；而脂肪醇n-烷基化方法由于原料来源广、工艺简单和绿色环保等优点，在合适的催化剂作用下，即可代替环氧乙烷法，用于制备 n,n-二烷基乙醇胺，是合成n,n-二烷基乙醇胺化合物的绿色化发展方向之一。

关于环氧乙烷法的研究，headlee 以环氧乙烷与二甲胺为原料，在100℃下，高压釜中反应1 h即可得到产物n,n-二甲基乙醇胺，收率为81%，少量水能促进此反应，但增加产物分离的难度。陈爱民等发明了一种 n-取代乙醇胺的催化合成方法：仲胺和环氧乙烷在金属杂原子改性的mcm-41分子筛介孔催化剂作用下，反应温度为60℃~190℃、压力为1~3.5 mpa下反应40~100 min，原料转化率达90%以上。melder等以水作为介质，在90℃~160℃、5~70bar和5~35wt%水，仲胺:环氧乙烷= 1.2~10:1 条件下，n,n-二烷基乙醇胺收率达 80%以上。

2. 研究的基本内容与方案

设计年产8000吨n,n-二烷基乙醇胺的生产工艺及流程。采用环氧乙烷法进行工业化生产，采用进行了一定的改进的环氧乙烷法，该法使得传统生产中环氧乙烷损耗大的问题得以改进，并通过优化工艺条件（包括原料配比、环氧乙烷的进料速率、催化剂水用量、反应压力与反应温度），提高目标产物选择性，减少环氧乙烷消耗和副产物n,n-二正丁基二甘醇胺（dbaee）的生成。

以环氧乙烷和二正丁胺为原料合成n,n-二正丁基乙醇胺，环氧乙烷和二正丁胺的物质的量之比为0.8，以水作催化剂，用水量为5%（质量分数），环氧乙烷以气相形式缓慢通入到体系中，使环氧乙烷相对于二正丁胺极少，从而控制副产物的生成。在反应温度为65℃下反应5h，原料转化率可达73%（理论最大转化率80%），产物选择性可达93%。将反应后所得的液体进行减压精馏，减压精馏回收所得的水和原料以及未分离的混合馏分，进行循环利用。循环十次后，总收率可达82.2%。

3. 研究计划与安排

第1－3周：资料查阅和工艺路线的选择。

第4－6周：工艺过程计算和工艺流程草图绘制。

第7－9周：设备计算和选型。

4. 参考文献（12篇以上）

1.garg p, purohit a, tak v k, et al. enhanced detectability of fluorinated derivatives of n, n-dialkylamino alcohols and precursors of nitrogen mustards by gas chromatography coupled to fourier transform infrared spectroscopy analysis for verification of chemical weapons convention[j]. journal of chromatography a, 2009, 1216(45): 7906-7914.

2.wang x, sun x, zhai g. aqueous radical polymerization of n, n-dimethylacrylamide redox-initiated by aerobically catalytic oxidation of water-soluble tertiary amines[j]. polymer bulletin, 2015, 72(11): 2809-2829.

3.xu z, zhang q, ye x, et al. overview on the progress of synthesis of n, n-dialkylethanolamine[j]. 2017