張小燕

（南京紅寶麗醇胺化學(xué)有限公司，江蘇南京 210047）

1 概述

DIPA（二異丙醇胺）是1,1’-亞氮烷基二丙-2-醇及其異構(gòu)體的統(tǒng)稱(chēng)，主要應(yīng)用于石油和天然氣工業(yè)中的脫硫劑，但隨著應(yīng)用技術(shù)的不斷進(jìn)步，DIPA正逐步被MDEA（甲基二乙醇胺）等高效脫硫劑替代，市場(chǎng)正在萎縮，急需拓展新市場(chǎng)。

據(jù)市場(chǎng)反饋，DIPA在新型涂料市場(chǎng)前景廣闊，瑞士一家公司將DIPA應(yīng)用于HAA型粉末涂料固化劑，表現(xiàn)出耐黃變、色澤保持時(shí)間長(zhǎng)、毒性低等優(yōu)點(diǎn)；此外，DIPA還可應(yīng)用于2,6-二甲基嗎啉和2,6-二甲基哌嗪的合成，可大幅提高目標(biāo)產(chǎn)品的選擇性和產(chǎn)率。但新的市場(chǎng)應(yīng)用，需要較高規(guī)格的DIPA，以涂料固化劑為例，客戶(hù)要求：水分含量≤0.1%、異構(gòu)體含量＜1%。

普通規(guī)格的DIPA含量水分0.1%～0.2%、異構(gòu)體含量為4%～7%，此外還有少量由MIPA（一異丙醇胺）和雜質(zhì)構(gòu)成的輕組分，無(wú)法滿(mǎn)足客戶(hù)要求。普通DIPA樣品的氣相色譜圖如圖1所示：

圖1 普通DIPA氣相色譜圖

為滿(mǎn)足客戶(hù)特殊需求，開(kāi)拓DIPA市場(chǎng)，開(kāi)展單組分DIPA制備工藝研究。單組分DIPA主要技術(shù)指標(biāo)為：1,1’-亞氮烷基二丙-2-醇（主含量）≥99%、異構(gòu)體含量＜1%、水分含量≤0.1%。

2 單組分DIPA制備工藝研究

2.1 普通DIPA品質(zhì)提升

異丙醇胺主要原料是環(huán)氧丙烷和氨，催化劑為水，根據(jù)合成段出口產(chǎn)品中帶雜質(zhì)的檢測(cè)結(jié)果，推斷雜質(zhì)可能為丙二醇醚，后采用添加丙二醇標(biāo)樣的方法進(jìn)行了驗(yàn)證，確定了雜質(zhì)的主要成分為丙二醇。

根據(jù)雜質(zhì)定性結(jié)果，在異丙醇胺合成工段，進(jìn)行了催化劑（水）投料量、PO進(jìn)料分布等工藝調(diào)整；在精餾工段進(jìn)行了溫度、回流比等工藝調(diào)整，降低了普通DIPA中雜質(zhì)含量。

2.2 單組分DIPA制備

DIPA產(chǎn)品中所含物質(zhì)的沸點(diǎn)由低到高順序?yàn)椋核IPA、雜質(zhì)、DIPA（主含量）和異構(gòu)體。制備單組分DIPA，不但要去除輕組分—水、MIPA和雜質(zhì)，還要去除重組分—異構(gòu)體，是一項(xiàng)“掐頭去尾”的工作。

2.2.1 異構(gòu)體分離

在氣相色譜圖中，單組分DIPA及其異構(gòu)體出峰時(shí)間較接近，說(shuō)明它們的沸點(diǎn)差距不大，常規(guī)的減壓精餾分離較困難，需添加共沸劑。此外，由于DIPA的熱敏性，高溫加熱會(huì)導(dǎo)致塔釜液黃變，因此對(duì)填料類(lèi)型、填料高度、塔釜液位等參數(shù)要求較高。

2.2.1.1 共沸劑

考察了苯、甲苯、環(huán)戊烷和環(huán)庚烷等共沸劑，在精餾過(guò)程中發(fā)現(xiàn)較低的溫度（50～80℃）就開(kāi)始鼓泡沸騰，但塔釜溫度90～130℃時(shí)，塔釜液面逐漸平靜，塔釜溫度140～145℃時(shí)，才再次出現(xiàn)鼓泡沸騰，此現(xiàn)象說(shuō)明幾種低沸點(diǎn)的共沸劑，未與DIPA形成共沸效果，無(wú)法作為單組分DIPA及其異構(gòu)體分離的共沸劑。

由于DIPA產(chǎn)品中含水，研究人員嘗試在DIPA原料中主動(dòng)加入一定量的水，以水作為共沸劑，發(fā)現(xiàn)5%～10%的水加入DIPA后，可形成共沸。以水作為共沸劑，還可減少脫除共沸劑后處理，簡(jiǎn)化了操作。

2.2.1.2 減壓精餾

在小試中，多次出現(xiàn)了塔頂未出現(xiàn)氣相但塔釜已變色的情況，主要原因是填料阻力過(guò)大，需要較多的蒸發(fā)量，但高溫和停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，易造成塔釜液變色，因此，本項(xiàng)工作重點(diǎn)考察了不同填料類(lèi)型和填料高度，篩選出了既利于分離又能保證塔釜色度的填料及其高度。

2.2.2 脫水

由于水在前期作為共沸劑加入，精餾后塔頂半成品中水含量最高達(dá)11.4%，因此后期仍采用減壓精餾的方式進(jìn)行大規(guī)模脫水處理。

由于DIPA產(chǎn)品具有一定的吸水性，在產(chǎn)品儲(chǔ)存過(guò)程中，要防止吸水后引起產(chǎn)品不合格，在實(shí)際操作過(guò)程中，采用氮封的方式，保證儲(chǔ)罐和包裝桶中微正壓，防止產(chǎn)品吸收空氣中的水分。

單組分DIPA制備工藝方框流程示意如圖2所示。

圖2 單組分DIPA制備工藝流程方框示意圖

主要工藝參數(shù)如表1所示。

表1 單組分DIPA制備工藝參數(shù)

采用該工藝制備的單組分DIPA，經(jīng)客戶(hù)試用，滿(mǎn)足要求，圖3為單組分DIPA的氣相色譜圖（干基不含水）。

圖3 單組分DIPA氣相色譜圖

3 結(jié)語(yǔ)

1）通過(guò)異丙醇胺制備工藝的調(diào)整，可顯著降低普通DIPA中的雜質(zhì)含量，有利于產(chǎn)品品質(zhì)提升。

2）單組分DIPA及其異構(gòu)體沸點(diǎn)較近，且有熱敏性，減壓精餾過(guò)程中，既要保證分離效果又要保證塔釜不變色，對(duì)工藝要求較嚴(yán)格，后期計(jì)劃選用新型高效的精餾設(shè)備。

3）DIPA具有吸水性，需要采用氮封微正壓保存。