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环境友好型叔丁胺制备工艺技术
颜吉校，金一丰，刘志湘，王月芬


【摘 要】研究以HZP-II催化剂、异丁烯和液氨为原料，选择了直接胺化制备
叔丁胺的工艺路线，考察了空速、氨烯比、压力、温度对反应转化率的影响，
并对催化剂使用寿命进行了稳定性评价。实验结果表明，在反应压力5 MPa、
反应温度260 ℃、异丁烯空速450 h―1、氨烯比（1.5～3.0）∶1时，反应
2000 h以上，异丁烯单程转化率仍能保持10.2%，产物叔丁胺的选择性>99%。

【期刊名称】化工进展

【年(卷),期】2012(031)009

【总页数】3

【关键词】叔丁胺; 制备; 胺化；催化剂

叔丁胺是一种重要的有机化工中间体，主要应用于合成橡胶硫化促进剂NS和
TBSI、药物利福平、农药杀虫剂、燃料、着色剂、合成树脂、表面活性剂及有
机合成等领域[1]。

与传统的制备方法如叔丁脲水解法[2]、叔丁醇直接胺化法[3]、甲基叔丁基醚-
氢氰酸法[4]、异丁烯-氢氰酸法[1]相比，异丁烯直接胺化制备叔丁中国通号网环境友好型叔丁胺制备工艺技术_股票市场吧|今天股票行情|股票时间胺是一种最
理想的生产工艺。此工艺路线避免了浓硫酸、烧碱以及剧毒品氢氰酸的使用，
也中国通号网环境友好型叔丁胺制备工艺技术_股票市场吧|今天股票行情|股票时间解决了多步反应带来的环境污染问题，是符合现阶段清洁生产理念的原子经
济路线[5]。

本文以 HZP-II型为催化剂、异丁烯和氨为原料，直接胺化制备叔丁胺的原子经
济工艺路线，考察了空速、氨烯比、压力、温度对反应的影响。

1 实验部分

1.1 原料

异丁烯（齐翔腾达，一等品），液氨（龙山化工），HZP-II型催化剂（自制）。

1.2 反应工艺路线

异丁烯和液氨在HZP-II催化剂的作用下，在一定的温度和压力下，直接胺化生
成叔丁胺，其反应式为：

1.3 工艺流程

首先在氮气流存在的情况下，将预热器和反应器升温至实验所需温度，并在设
定温度下使得催化剂在气流下运行0.5 h，并启动在线色谱。之后开启高压计量
泵，通过缓冲压力罐将液氨与异丁烯打入预热器，经预热后进入反应器反应。
反应结束后产物由在线色谱定时检测其组成，其余通过冷凝后进入收集罐，见
图1。

1.4 分析方法

采用安捷伦6890型气相色谱仪，用面积归一法定量测定叔丁胺含量，FID检
测器，HP-5毛细管柱（30 m），柱温45 ℃，进样口温度230 ℃，检测器温度
250 ℃，分流比10∶1。

2 结果与讨论

2.1 空速对转化率的影响

以HZP-II为催化剂，在反应压力为5 MPa，氨烯摩尔比为1.5∶1，温度为
260 ℃时，研究反应原料气对转化率的影响，实验结果如图2所示。

结果显示，在上述反应条件下，随着空速的提高，异丁烯转化率下降，尤其当
空速高于 600 h―1时，异丁烯转化率下降明显。

2.2 氨烯摩尔比对转化率的影响

以HZP-II为催化剂，在反应压力为5 MPa， 空速为450 h―1，温度为260 ℃
时，研究反应原料氨烯摩尔比对转化率的影响，实验结果如图3所示。

结果显示，随着氨烯摩尔比的增大，转化率逐渐上升，与热力学分析一致，综
合考虑设备使用效率及动力学效应，本研究拟以氨烯比（1.5～3.0）∶1为操作
条件。

2.3 压力对转化率的影响

以 HZP-II为催化剂，在反应温度中国通号网环境友好型叔丁胺制备工艺技术_股票市场吧|今天股票行情|股票时间为230～280℃，空速为450 h―1，氨烯摩尔
比为2.0∶1时，研究反应压力对转化率的影响，实验结果如图4所示。

结果显示，在较低压力范围，随着反应压力上升，转化率呈明显上升趋势；但
是当反应压力超过5.0 MPa时，随着反应压力的上升，转化率不再上升，甚至
出现下降。表明本胺化实验适合于<5.0 MPa的中低压反应工艺条件。

2.4 温度对转化率的影响

以HZP-II为催化剂，在反应压力为2～6 MPa，空速为450 h―1，氨烯摩尔比
为2.0∶1时，研究反应温度对转化率的影响，实验结果如图5所示。

热力学计算表明[6]，在本胺化反应体系中，叔丁胺的平衡转化率随温度的上升
而下降，但是由于催化剂催化活性随温度上升而上升，催化活性与叔丁胺平衡
转化率相互消长的关系，表现为在任何反应压力下都出现最佳温度，在该温度
下胺化转化率最高。

在反应压力为5 MPa，反应温度为230～260 ℃之间，随着反应转化率逐渐上
升，在260 ℃时反应转化率达到最高点，之后随反应温度升高，转化率减小。

2.5 稳定性试验

在反应压力为5 MPa、反应温度为260 ℃、异丁烯空速为450 h―1，氨烯摩尔