[01137144]4,4’-二氨基二苯甲烷生产工艺改进

一、任务来源 本项目任务来源：河南省二0一0年科技发展计划科技攻关计划项目关于下达河南省二0一0年科技发展计划的通知（豫科计[2010]2号）,项目编号： 102102210410。 二、应用领域和与国内外同类技术比较 N,N’-4,4’-二苯甲烷双马来酰亚胺（BMI）是马来酰亚胺聚合物的主要单体,广泛应用于航空航天、电子、耐热绝缘材料等领域,是目前国内外制作F、H、C级绝缘材料的主要原料,市场需求量很大。4,4’-二氨基二苯基甲烷（MDA）是生产BMI的主要原料,其最常用的生产工艺是利用盐酸催化剂的作用下苯胺与甲醛的缩合反应。该生产工艺普遍存在苯胺/甲醛投料比过高、回收提高了生产成本、盐酸催化剂腐蚀生产设备、副产物较多且难于分离等问题,导致产品产率不高（约75%）、环境污染较大。为解决上述问题,国内外科技人员开展了深入研究,如开发高岭土、分子筛、金属配合物等新型固体催化剂,向液体酸催化剂添加金属离子、改进MDA分离工艺等,但技术尚不成熟,收率较低,且产品质量不稳定,相关研究成果仅局限于理论层面,而未能得到推广。 本项目以粉煤灰为原料制备了两种新的固体超强酸—粉煤灰·SO42-固体超强酸和粉煤灰基沸石·SO42-固体超强酸,并以其为催化剂催化苯胺与甲醛反应合成4,4’-二氨基二苯甲烷,反应收率分别高达89.3%和94.8%。本项目该方法的后处理简单,反应结束后将反应产物和催化剂分离,催化剂可以循环使用。解决了传统盐酸催化剂催化工艺存在的腐蚀设备、中和产生大量废液、产品产率较低等问题。因此,该方法是一种操作简单,环境友好,经济效益好的4,4’-二氨基二苯甲烷合成新工艺。 三、技术原理及达到的性能指标 1.技术原理 苯胺与甲醛在固体超强酸催化剂作用下反应合成4,4’-二氨基二苯甲烷。 2.达到的性能指标 （1）以粉煤灰为原料制备了两种新的固体超强酸—粉煤灰·SO42-固体超强酸和粉煤灰基沸石·SO42-固体超强酸并以其为催化剂催化苯胺与甲醛反应合成4,4’-二氨基二苯甲烷,反应收率分别高达89.3%和94.8%。 （2）本项目所用催化剂重复利用性好,重复利用次数达到4次时,4,4’-二氨基二苯甲烷收率仍达81.5%; （3）本项目以固体超强酸代替传统的质子酸催化4,4’-二氨基二苯甲烷的合成反应,解决了传统盐酸催化剂催化工艺存在的腐蚀设备、中和产生大量废液、产品产率较低等问题。 四、本项目的特色和创新之处 （1）以粉煤灰为原料制备了两种新的固体超强酸—粉煤灰·SO42-固体超强酸和粉煤灰基沸石·SO42-固体超强酸,并对其酸性进行了表征。 （2）以所得固体超强酸代替传统工艺中常用的盐酸等质子酸催化剂催化苯胺与甲醛合成4,4’-二氨基二苯甲烷的反应,产品收率分别高达89.3%和94.8%,优于传统工艺收率水平;粉煤灰基沸石·SO42-固体超强酸催化剂重复利用次数达到4次时,反应产物产率仍高达81%。 （3）以所得固体超强酸代替传统工艺中常用的盐酸等质子酸催化剂催化苯胺与甲醛合成4,4’-二氨基二苯甲烷的反应解决了传统盐酸催化剂催化工艺存在的腐蚀设备、中和产生大量废液、产品产率较低等问题。 （4）本研究的成果已获得国家发明专利授权（ZL 201010618380.7）,具有良好的市场推广前景。