一种生产高纯羟胺的工业化量产方法与流程

1.本发明涉及羟胺技术领域，具体为一种生产高纯羟胺的工业化量产方法。

背景技术：

2.羟胺是一种不稳定的白大片状或针状结晶，结构式为nh2oh，它是合成尼龙-6单体己内酰胺的重要原料。羟胺盐及其溶液在工业上是一种重要的中间体，羟胺是无，无臭，易于潮解的晶体，易溶于水，在醇中的溶解度随醇相对分子质量的增加而减少，在氯仿、苯、乙醚等非极性溶剂中的溶解度很小。因为游离态的羟胺很不稳定，所以羟胺常常都以其盐的形式存在和使用。最常见的两种羟胺盐是硫酸盐和盐酸盐，羟胺在水中能离解，溶液显碱性，但碱性比氨弱。羟胺能和很多物质发生反应，它的一个典型特性就是与炭基化物形成肟，如羟胺与酮的肟化，而目前工业上制备羟胺的方法主要是盐酸羟胺、硫酸羟胺等与碱液的反应制备，该制备工艺具有间歇生产、产品品质低及副产大量盐类环保压力大等缺点和难点，特别是各生产企业产能非常低，最大只有千吨级规模(45％主含量)，随着国内半导体行业的发展，高纯度羟胺需求量大导致大量进口，瓶颈问题突出。
3.所以我们提出了一种生产高纯羟胺的工业化量产方法，以便于解决上述中提出的问题。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种生产高纯羟胺的工业化量产方法，以解决上述背景技术提出的目前市场上目前工业上制备羟胺的方法主要是盐酸羟胺、硫酸羟胺等与碱液的反应制备，该制备工艺具有间歇生产、产品品质低及副产大量盐类环保压力大等缺点和难点，特别是各生产企业产能非常低，最大只有千吨级规模(45％主含量)，随着国内半导体行业的发展，高纯度羟胺需求量大导致大量进口，瓶颈问题突出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种生产高纯羟胺的工业化量产方法，包括以下生产步骤：
6.(1)原材料的准备：准备适量的30-50％硫酸羟胺溶液或盐酸羟胺溶液、5-25％硫酸溶液或者盐酸溶液、胺类稳定剂、超纯水；
7.(2)原材料的处理：对步骤(1)中的硫酸羟胺溶液或盐酸羟胺溶液进行过滤净化处理；
8.(3)缓冲体系的配制：往电解槽的1室内加入足量的硫酸溶液或者盐酸溶液，往电解槽的3、4室内加入足量的超纯水和胺类稳定剂；
9.(4)电解液的加入：将步骤(2)中过滤后的硫酸羟胺或盐酸羟胺加入至电解槽的2室内；
10.(5)羟胺的生成：使电解槽的2室内的硫酸羟胺或盐酸羟胺经电化学反应生成羟胺；
11.(6)羟胺的纯化：使生成的羟胺通过电解槽的2室和3室之间的阳离子交换膜进入
至3室内；
12.(7)羟胺的连续性制备：将硫酸羟胺或盐酸羟胺加入至电解槽的2室内，对3室内的硫酸羟胺或盐酸羟胺进行补充，排出电解槽的4室内制备好的羟胺混合液。
13.优选的，所述步骤(2)中的溶液过滤采用树脂塔纯化和精密过滤器过滤，除去原料中的微小杂质颗粒及金属离子。
14.优选的，所述步骤(3)中的电解槽采用单槽形式，单槽为四室三膜的10-20组复极式，四室分为1室、2室、3室和4室，交换膜分别采用阴离子交换膜和阳离子交换膜，阳离子交换膜位于2室和3室之间，电解槽纯聚四氟乙烯及钢衬聚四氟乙烯两种材质形式加工，电解槽采用专用离子膜等复极式连续法电解技术体系，装置可为2-20个单元生产调节。
15.优选的，所述步骤(4)硫酸羟胺或盐酸羟胺的加入量为500l。
16.优选的，所述步骤(5)中电解槽的中间2室内的ph值为1。
17.优选的，所述步骤(6)中的电化学反应的温度为15-55℃，压力0.05-0.1mpa。
18.优选的，所述步骤(7)中电解槽的2室和3室之间仅通过阳离子交换膜相连，2室与1室通过阴离子交换膜相连，3室和4室通过阴离子交换膜相连。
19.优选的，所述步骤(8)中加入硫酸羟胺或盐酸羟胺的量，可根据2室和3室内液面的高度进行动态调节，维持电解槽2室和3室内液面的恒定。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：该生产高纯羟胺的工业化量产方法设置有采用特殊的精密滤芯和树脂过滤方式，除去原料中的微小杂质颗粒及金属离子，降低了微小杂质颗粒及金属离子对还原反应的影响，提高了产品品质，且通过复极式连续法电解技术体系进行电化学反应，有利于控制羟胺的纯度，提高了对羟胺还原反应的控制能力和转化率，增加了企业产能，通过离子交换膜的离子膜法洁净电化学生产体系，可以降低副产盐类的产生，达到连续生产的目的，并通过交换膜对羟胺进行纯化，提高了羟胺的纯度。
具体实施方式
21.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.实施例一
23.一种生产高纯羟胺的工业化量产方法，包括以下生产步骤：
24.(1)原材料的准备：准备适量的30％硫酸羟胺溶液、5％硫酸溶液、胺类稳定剂、超纯水；
25.(2)原材料的处理：对步骤(1)中的硫酸羟胺溶液进行过滤净化处理；
26.(3)缓冲体系的配制：往电解槽的1室内加入足量的硫酸溶液，往电解槽的3、4室内加入足量的超纯水和胺类稳定剂；
27.(4)电解液的加入：将步骤(2)中过滤后的硫酸羟胺加入至电解槽的2室内；
28.(5)羟胺的生成：使电解槽的2室内的硫酸羟胺经电化学反应生成羟胺，还原反应的温度为15℃，压力0.08mpa；
29.(6)羟胺的纯化：使生成的羟胺通过电解槽的2室和3室之间的阳离子交换膜进入
至3室内，3室内的羟胺浓度达到5-45％，品质达到g4标准，即金属离子小于0.1ppb；
30.(7)羟胺的连续性制备：将硫酸羟胺加入至电解槽的2室内，对3室内的羟胺产品进行连续移出。
31.实施例二
32.一种生产高纯羟胺的工业化量产方法，包括以下生产步骤：
33.(1)原材料的准备：准备适量的50％盐酸羟胺溶液、25％盐酸溶液、胺类稳定剂、超纯水；
34.(2)原材料的处理：对步骤(1)中的硫酸羟胺溶液进行过滤净化处理；
35.(3)缓冲体系的配制：往电解槽的1室内加入足量的盐酸溶液，往电解槽的3、4室内加入足量的超纯水和胺类稳定剂；
36.(4)电解液的加入：将步骤(2)中过滤后的盐酸羟胺加入至电解槽的2室内；
37.(5)羟胺的生成：使电解槽的2室内的盐酸羟胺经电化学反应生成羟胺，还原反应的温度为15℃，压力0.06mpa；
38.(6)羟胺的纯化：使生成的羟胺通过电解槽的2室和3室之间的阳离子交换膜进入至3室内，使电解槽的3室羟胺浓度达到5-45％，品质达到g4标准，即金属离子小于0.1ppb；
39.(7)羟胺的连续性制备：将盐酸羟胺加入至电解槽的2室内，对3室内的羟胺产品连续移出。
40.实施例三
41.一种生产高纯羟胺的工业化量产方法，包括以下生产步骤：
42.(1)原材料的准备：准备适量的40％硫酸羟胺溶液、10％硫酸溶液、胺类稳定剂、超纯水；
43.(2)原材料的处理：对步骤(1)中的硫酸羟胺溶液进行过滤净化处理；
44.(3)缓冲体系的配制：往电解槽的1室内加入足量的硫酸溶液，往电解槽的3、4室内加入足量的超纯水和胺类稳定剂；
45.(4)电解液的加入：将步骤(2)中过滤后的硫酸羟胺加入至电解槽的2室内；
46.(5)羟胺的生成：使电解槽的2室内的硫酸羟胺经电化学反应生成羟胺，还原反应的温度为55℃，压力0.1mpa；
47.(6)羟胺的纯化：使生成的羟胺通过电解槽的2室和3室之间的阳离子交换膜进入至3室内，使3室内的羟胺浓度达到5-45％，品质达到g4标准，即金属离子小于0.1ppb；
48.(7)羟胺的连续性制备：将硫酸羟胺加入至电解槽的2室内，对3室内的羟胺产品连续移出。
49.实施例四
50.一种生产高纯羟胺的工业化量产方法，包括以下生产步骤：
51.(1)原材料的准备：准备适量的45％盐酸羟胺溶液、20％盐酸溶液、胺类稳定剂、超纯水；
52.(2)原材料的处理：对步骤(1)中的硫酸羟胺溶液进行过滤净化处理；
53.(3)缓冲体系的配制：往电解槽的1室内加入足量的盐酸溶液，往电解槽的3、4室内加入足量的超纯水和胺类稳定剂；
54.(4)电解液的加入：将步骤(2)中过滤后的盐酸羟胺加入至电解槽的2室内；
55.(5)羟胺的生成：使电解槽的2室内的盐酸羟胺经电化学反应生成羟胺，还原反应的温度为55℃，压力0.05mpa；
56.(6)羟胺的纯化：使生成的羟胺通过电解槽的2室和3室之间的阳离子交换膜进入至3室内，使3室内的羟胺浓度达到5-45％，品质达到g4标准，即金属离子小于0.1ppb；
57.(7)羟胺的连续性制备：将盐酸羟胺加入至电解槽的2室内，对3室内的羟胺溶液产品连续移出。
58.且本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
59.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种生产高纯羟胺的工业化量产方法，包括以下生产步骤：(1)原材料的准备：准备适量的30-50％硫酸羟胺溶液或盐酸羟胺溶液、5-25％硫酸溶液或者盐酸溶液、胺类稳定剂、超纯水；(2)原材料的处理：对步骤(1)中的硫酸羟胺溶液或盐酸羟胺溶液进行过滤净化处理；(3)缓冲体系的配制：往电解槽的1室内加入足量的硫酸溶液或者盐酸溶液，往电解槽的3、4室内加入足量的超纯水和胺类稳定剂；(4)电解液的加入：将步骤(2)中过滤后的硫酸羟胺或盐酸羟胺加入至电解槽的2室内；(5)羟胺的生成：使电解槽的2室内的硫酸羟胺或盐酸羟胺经电化学反应生成羟胺；(6)羟胺的纯化：使生成的羟胺通过电解槽的2室和3室之间的阳离子交换膜进入至3室内，使电解槽的3室和4室之间的阴离子交换膜入至4室内；(7)羟胺的连续性制备：将硫酸羟胺或盐酸羟胺加入至电解槽的2室内，通过电解过程，对3室内的羟胺产出的产品及时移出。2.根据权利要求1所述的一种生产高纯羟胺的工业化量产方法，其特征在于：所述步骤(2)中的溶液过滤采用树脂塔纯化和精密过滤器过滤，除去原料中的微小杂质颗粒及金属离子。3.根据权利要求1所述的一种生产高纯羟胺的工业化量产方法，其特征在于：所述步骤(3)中的电解槽采用单槽形式，单槽为四室三膜的10-20组复极式，四室分为1室、2室、3室和4室，交换膜分别采用阴离子交换膜和阳离子交换膜，阳离子交换膜位于2室和3室，电解槽纯聚四氟乙烯及钢衬聚四氟乙烯两种材质形式加工，电解槽采用专用离子膜等复极式连续法电解技术体系，装置可为2-20个单元生产调节。4.根据权利要求1所述的一种生产高纯羟胺的工业化量产方法，其特征在于：所述步骤(4)硫酸羟胺或盐酸羟胺的加入量为500l。5.根据权利要求1所述的一种生产高纯羟胺的工业化量产方法，其特征在于：所述步骤(5)中电解槽的中间2室内的ph值为1。6.根据权利要求1所述的一种生产高纯羟胺的工业化量产方法，其特征在于：所述步骤(6)中的电化学反应的温度为15-55℃，压力0.05-0.1mpa。7.根据权利要求1所述的一种生产高纯羟胺的工业化量产方法，其特征在于：所述步骤(7)中电解槽的2室和3室之间仅通过阳离子交换膜相连，2室与1室通过阴离子交换膜相连，3室和4室通过阴离子交换膜相连。8.根据权利要求1所述的一种生产高纯羟胺的工业化量产方法，其特征在于：所述步骤(8)中加入硫酸羟胺或盐酸羟胺的量，可根据2室和3室内电压情况进行动态调节，维持电解槽2室和3室内运行的稳定。

技术总结

本发明公开了一种生产高纯羟胺的工业化量产方法，包括以下生产步骤：原材料的准备、原材料的处理、缓冲体系的配制、电解液的加入、羟胺的生成、羟胺的纯化和羟胺的连续性制备，该生产高纯羟胺的工业化量产方法设置有采用特殊的精密滤芯和树脂过滤方式，除去原料中的微小杂质颗粒及金属离子，降低了微小杂质颗粒对还原反应的影响，提高了产品品质，通过复极式连续法电解技术体系进行电化学反应，有利于控制羟胺的纯度，提高了对羟胺还原反应的控制能力和转化率，增加了企业产能，通过离子交换膜的离子膜法洁净电化学生产体系，可以降低副产盐类的产生，达到连续生产的目的，并通过交换膜对羟胺进行纯化，提高了羟胺的纯度。提高了羟胺的纯度。