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N,N-二乙基-1,3-丙二胺(DEAPA)的生产工艺流程

时间:2025-07-11    阅读:
N,N-二乙基-1,3-丙二胺(DEAPA) 的完整技术解析,涵盖结构、特性及核心生产工艺流程:

一、分子结构

项目 参数/描述
化学名称 N,N-二乙基-1,3-丙二胺
分子式 C₇H₁₈N₂
CAS号 104-78-9
结构式 (CH₃CH₂)₂N-CH₂-CH₂-CH₂-NH₂
结构特征 - 丙基链(-CH₂-CH₂-CH₂-)两端分别连接 叔胺基(-N(CH₂CH₃)₂) 和 伯胺基(-NH₂)
- 不对称双官能团设计,兼具高反应性伯胺与催化性叔胺

二、物理化学特性

类别 特性描述
物理状态 无色至淡黄色透明液体,具有强烈氨味
密度 ~0.82 g/cm³ (20°C)
沸点 168-170°C
闪点 58°C(闭杯)
溶解性 与水、乙醇、丙酮混溶;溶于多数有机溶剂
酸碱性 强碱性(伯胺 pKa~10.5,叔胺 pKa~10.0)
关键特性 1. 双重反应性:伯胺参与聚合,叔胺催化
2. 高效环氧促进剂:加速固化速率5-8倍
3. 低粘度:25°C时~2.5 mPa·s,利于加工

三、核心应用领域

  1. 环氧树脂固化体系

    • 促进剂:添加量1-5%即显著加速聚酰胺/脂肪胺固化剂反应(尤其低温环境)

    • 改性固化剂:与单缩水甘油醚反应合成低粘度固化剂(如用于风电叶片胶)

  2. 聚氨酯催化剂

    • 选择性促进凝胶反应(NCO/OH),用于高回弹泡沫、涂料

  3. 气体净化

    • 复配MDEA用于天然气脱硫(H₂S吸收率>90%)

  4. 有机合成中间体

    • 合成缓蚀剂、表面活性剂(如两性离子型DEAPA氧化物)


四、生产工艺流程(丙烯腈路线)

原料:丙烯腈(ACN)、二乙胺(DEA)、氢气、雷尼镍催化剂

▶ 三步法工艺

 
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关键工序说明:

  1. 迈克尔加成

    • 条件:40-60°C,常压,DEA/ACN摩尔比=1.05:1

    • 反应
      (CH₃CH₂)₂NH + CH₂=CH-CN → (CH₃CH₂)₂N-CH₂-CH₂-CN

    • 收率:>98%(需控制pH防止聚合)

  2. 催化加氢

    • 催化剂:雷尼镍(Ni-Al合金)或Pd/C

    • 条件:80-120°C,3-5 MPa H₂,胺腈:催化剂=100:1(wt)

    • 反应
      (CH₃CH₂)₂N-CH₂-CH₂-CN + 2H₂ → (CH₃CH₂)₂N-CH₂-CH₂-CH₂-NH₂

    • 副产物:三乙胺(通过精馏分离)

  3. 精馏纯化

    • 塔系设计:双塔连续精馏

      • 初馏塔:移除低沸物(二乙胺,沸点55°C)

      • 主塔:切取168-170°C馏分(DEAPA纯度≥99%)

    • 能耗:~800 kg蒸汽/吨产品


五、质量控制标准

指标 规格 检测方法
外观 无色透明液体 ASTM D1209
纯度 ≥99.0% GC-FID
水分 ≤0.1% Karl Fischer
伯胺含量 32.0-33.5% 电位滴定
色度(APHA) ≤20 ASTM D5386

六、安全与环保

  • 安全警示

    • 腐蚀性液体(GHS05标识),LD50(大鼠口服)= 680 mg/kg

    • 操作需佩戴防毒面具+耐胺手套(丁基橡胶材质)

  • 三废处理

    • 废水:中和后生化处理(COD负荷~15,000 mg/L)

    • 废催化剂:镍催化剂回收率>95%


七、技术进展

  • 绿色工艺优化

    • 采用固定床连续加氢替代釜式反应,转化率提升至99.5%

    • 开发分子筛膜分离技术,降低精馏能耗30%

注:DEAPA的合成需严格控制丙烯腈残留(<10 ppm),以满足电子级环氧应用要求。
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