CN109748805B - 液氨法生产异丙醇胺的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种液氨法生产异丙醇胺的方法，主要解决现有技术中以水为催化剂，从而导致装置投资高、脱水能耗高、产品副产多等问题。该方法采用无水液氨和环氧丙烷为反应原料，设置列管式固定床反应器和绝热式固定床反应器，确保环氧丙烷完全转化，列管式固定床反应器通过循环热水撤热，撤热热水预热反应原料及减压后的反应产物，可回收绝大部分反应热，反应产物通过闪蒸罐回收绝大部分氨，通过塔顶配置压缩机的氨汽提塔回收剩余氨，该方法副产少，可降低设备投资和装置能耗，可用于异丙醇胺的工业生产中。
Description
技术领域
本发明涉及异丙醇胺生产领域，具体来说，涉及一种以无水液氨和环氧丙烷作原料在无粘结剂ZSM-5沸石分子筛催化剂催化作用下生产异丙醇胺的方法。
背景技术
异丙醇胺包括一异丙醇胺(1-氨基-2-丙醇，简称MIPA)，二异丙醇胺(2,2’-二羟基二丙胺，简称DIPA)及三异丙醇胺(1,1,1’-次氮基三-2-丙醇，简称TIPA)三种同系物产品。异丙醇胺是一种两性化合物，由于分子中同时具有氨基和羟基，既能进行胺类的典型反应，也能进行醇类的典型反应，从而合成一系列有用的衍生物。这些衍生物广泛应用于制取洗涤剂、聚氨酯交联剂、纺织整理剂、印染柔软剂、肥皂、化妆品、防锈剂、金属切削冷却剂、鞣革剂、涂料、蜡制品以及杀虫剂等。二异丙醇胺的水溶液或它与其他溶剂一起构成的混合水溶液广泛用作工业脱硫剂。由于其物性与乙醇胺相似，所以凡是乙醇胺应用的场合，异丙醇胺基本都有类似的应用。异丙醇胺自身性质使其在某些方面的应用优于乙醇胺，日益引起人们的关注，应用范围日益扩大，成为一种优良的、有广阔发展前景的有机化工与精细化工品。
以氨和环氧丙烷为原料合成一、二、三异丙醇胺的反应是一个三级串联反应，其主要反应方程式如下：
三个反应的反应热分别为-125.698kJ/mol、-136.692kJ/mol、-151.056kJ/mol，为强放热反应。随着氨和环氧丙烷摩尔比(氨烷比)的不同，三种产物的比例会有所不同。氨烷比越大，一异丙醇胺、二异丙醇胺在产物中所占的比例越大，反之则三异丙醇胺在产物中的比例越大。若氨烷比过小，过量的环氧丙烷和三异丙醇胺反应生成三异丙醇胺丙氧基醚：
上述反应即使在高温高压下，反应速度也极慢，需有酸、碱、醇、离子交换树脂或水等活性基团对反应起催化作用，才能加速反应，其中水是首选的廉价催化剂，与原料氨配制成氨水投入反应。一般而言，采用的氨水浓度越低，即催化剂水的量越多时，合成反应条件越温和，反应压力越低(氨水浓度低于25wt％时，反应压力低于1MPa)，反应速度越快。
但采用水作为催化剂将带来一系列问题，水在促进主反应发生的同时促进了副反应的反应，水将与环氧丙烷发生开环反应生成丙二醇和丙二醇丙氧基醚：
作为催化剂的水在生产过程中需与产品进行分离，脱水需消耗大量热能，同时，大量水的存在会促进(5)、(6)两个副反应的发生，造成异丙醇胺纯度的下降，不仅使精馏分离工艺复杂化，而且能耗增大。
可见采用低浓度氨水溶液作为原料的工艺虽然反应条件温和，但产品纯度低，单位能耗高。
国外大多采用60-90wt％的高浓度氨水溶液作为原料，反应压力控制在6-8MPa，氨和环氧丙烷比例在10～40:1之间。由于减少了水量，脱水能耗可较大幅度下降，高压又为闪蒸脱氨提供了条件，氨回收能耗也随之降低。但工艺仍以水为催化剂，(4)、(5)两式的副反应依然存在，产品纯度仍受一定影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的以水为催化剂，从而导致装置投资高、脱水能耗高、产品副产多等问题，提供一种新的液氨法生产异丙醇胺的方法，本发明采取的技术方案如下：一种液氨法生产异丙醇胺的方法，包括以下步骤：
a)新鲜无水液氨与循环液氨混合为液氨进料，预热后与环氧丙烷进料混合为进料混合物；
b)所述进料混合物送入列管式固定床反应器，反应后得到一级反应产物物流；
c)所述列管式固定床反应器，通过循环热水撤热；
d)所述一级反应产物物流进入绝热式固定床反应器，继续反应后得到含氨的混合异丙醇胺产物；
e)所述含氨的混合异丙醇胺产物首先减压，再经反应器撤热热水换热后，首先送入闪蒸罐，闪蒸罐顶部气体冷凝为冷凝液氨，循环回反应单元，闪蒸罐底部得到含少量氨的混合异丙醇胺产物；
f)所述含少量氨的混合异丙醇胺产物送入氨汽提塔，塔顶得到氨蒸汽，塔釜得到脱除氨的混合异丙醇胺产物，送往后续的分离工序；
g)所述氨蒸汽经压缩机三级压缩冷凝为压缩冷凝液氨，循环回反应单元。
上述技术方案中，优选地，列管式固定床反应器和绝热式固定床反应器中反应物料的流向为上进下出，其中列管式固定床反应器管程走反应物料，壳程走循环热水。
上述技术方案中，优选地，列管式固定床反应器反应压力为7～10MPa，温度为80～120℃。
上述技术方案中，优选地，绝热式固定床反应器反应压力为7～10MPa，温度为85～130℃。
上述技术方案中，优选地，新鲜液氨和环氧丙烷的摩尔比为5:1～12:1。
上述技术方案中，优选地，列管式固定床反应器中壳程内的循环热水与管程内的反应物料流动方向相同，连续撤出反应热，使管程内的反应物料的温度≤120℃，压力≤10MPa。
反应器撤热热水与工艺中冷物流进行换热，是回收反应热最为有效的一种方式，上述技术方案中，优选地，循环热水出列管式固定床反应器后，全部与所述含氨的混合异丙醇胺产物换热，再经过冷却器冷却后进入列管式固定床反应器。
上述技术方案中，优选地，循环热水出列管式固定床反应器后，分为两部分，一部分与所述液氨进料换热，一部分与所述含氨的混合异丙醇胺产物换热，再经过冷却器冷却后进入列管式固定床反应器。
上述技术方案中，优选地，循环热水进出列管式固定床反应器的温差≤6℃。
上述技术方案中，优选地，所述闪蒸罐为一级、二级或多级，也可用精馏塔代替。
异丙醇胺为热敏性物质，高温下容易发生高温分解而影响产品色度以及质量，上述技术方案中，优选地，氨汽提塔塔顶压力≤0.13MPa，塔釜温度≤180℃。
氨汽提塔塔顶压力越低，压缩能耗越大，上述技术方案中，优选地，氨汽提塔塔顶压力0.11～0.13MPa。
为使用价格低廉的冷却水作为冷却介质冷却经压缩加压后的氨蒸汽，应提高压缩机出口压力，使此压力下氨蒸汽的冷凝温度≧35℃，但压力过高，易造成能量的浪费，上述技术方案中，优选地，所述压缩机出口压力≧1.4MPa。
上述技术方案中，优选地，所述压缩机出口压力为1.4MPa。
上述技术方案中，优选地，一级压缩机和二级压缩机之间设有冷却器和气液分离器，气液分离器液相采出送往后续的分离工序。
上述技术方案中，优选地，二级压缩机和三级压缩机之间设有冷却器和气液分离器，气液分离器液相采出送往后续的分离工序。
上述技术方案中，优选地，所述压缩机也可为一级压缩、二级压缩、四级压缩或更多级压缩。
新鲜无水液氨杂质含量过高将影响反应的转化率和选择性，缩短催化剂寿命，因此，可将新鲜无水液氨进料位置移至工艺其他位置处，首先经过提纯，再通过循环液氨管道送回反应器参加反应，上述技术方案中，优选地，新鲜无水液氨可在绝热式固定床反应器和闪蒸罐之间任意位置加入，也可在氨汽提塔进料位置处加入。
本发明工艺列管式反应器和绝热式固定床反应器中填充无粘结剂ZSM-5沸石分子筛催化剂，替代传统工艺中以水为催化剂，可减少水导致的一系列副反应，提高产品质量，节省脱水能耗。列管式反应器出口物料进入绝热式固定床反应器，保证环氧丙烷完全转化，避免环氧丙烷穿透可能造成的安全事故和设备故障。列管式反应器和绝热式固定床反应器串联的结构，可减小列管式催化氨化主反应器体积，主反应器撤热方便、反应温和，通过调节热水进量和热水入口温度进行温度控制，具有反应温度可控、安全可靠等特点。列管式固定床反应器的循环撤热热水用于预热液氨进料和反应产物，可回收60～99％反应热。反应产物中超过90％氨通过闪蒸罐循环回收，10％以下氨通过氨汽提塔回收，氨汽提塔塔顶氨蒸汽先压缩再冷凝，可降低装置整体能量消耗。异丙醇胺工艺环保安全、产品结构可调，能够抑制副产物，产品纯度高易分离，可实现长周期运行和降低生产成本。
采用本发明方法，产品异丙醇胺(包括一异丙醇胺、二异丙醇胺和一异丙醇胺)的收率≥99.6％，产品中三异丙醇胺丙氧基醚等醚的含量仅为0.1～0.4％，催化剂的使用寿命可长达12个月，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1为本发明液氨法生产异丙醇胺的工艺流程图。
图1中，R-101为列管式固定床反应器，R-102为绝热式固定床反应器，E-101为进料预热器，E-102为循环热水冷却器，E-103为反应产物冷却器，E-104为液氨冷凝器，E-105为一级压缩冷却器，E-106为二级压缩冷却器，E-107为三级压缩冷却器，D-101为闪蒸罐，D-102为一级压缩气液分离罐，D-103为二级压缩气液分离罐，T-101为氨汽提塔，C-101为一级压缩机，C-102为二级压缩机，C-103为三级压缩机。1为环氧丙烷进料，2为新鲜无水液氨，3为液氨进料，4为高温液氨进料，5为一级反应产物，6为减压反应产物，7为闪蒸罐进料，8为闪蒸罐气相出料，9为冷凝液氨，10为氨汽提塔进料，11为氨蒸汽，12为氨汽提塔塔釜出料，13为一级压缩气液分离罐液相出料，14为二级压缩气液分离罐液相出料，15为脱除氨的异丙醇胺产物，16为压缩冷凝液氨。
图1中，新鲜无水液氨1与冷凝液氨9和压缩冷凝液氨16混合为液氨进料3，经进料预热器E-101预热后得到高温液氨进料4，高温液氨进料4与环氧丙烷进料1混合，混合物送往列管式固定床反应器R-101顶部，反应后于R-101底部得到一级反应产物5，R-101采用循环热水撤热，循环热水上进下出，与反应物料顺向流动，撤热后的循环热水分为两股，一股用于在E-101中预热液氨进料3，一股用于在反应产物冷却器E-103中预热减压反应产物6，经循环热水冷却器E-102冷却后送回列管式固定床反应器R-101；一级反应产物5送入绝热式固定床反应器R-102继续发生反应，将剩余的环氧丙烷完全转化，R-102出口减压得到减压反应产物6，减压反应产物6首先经循环热水在反应产物冷却器E-103中预热，出口得到的闪蒸罐进料7送入闪蒸罐D-101，闪蒸罐气相出料8送入液氨冷凝器E-104冷凝为冷凝液氨9，冷凝液氨9循环至反应单元，闪蒸罐液相出料即为氨汽提塔进料10，氨汽提塔T-101塔顶气氨蒸汽11经一级压缩机C-101、一级压缩冷却器E-105压缩冷却后送往一级压缩气液分离罐D-102，D-102气相出料继续送往二级压缩机C-102、二级压缩冷却器E-106压缩冷却，二级压缩气液分离罐D-103气相出料送往三级压缩机C-103、三级压缩冷却器E-107压缩冷却得到压缩冷凝液氨16循环至反应单元，D-102液相出料13和D-103液相出料14与氨汽提塔塔釜出料12混合为脱除氨的异丙醇胺产物15，送入后续的分离工序。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但是这些实施例无论如何都不对本发明的范围构成限制。
具体实施方式
【实施例1】
新鲜液氨2与冷凝液氨9和压缩冷凝液氨16混合为液氨进料3，经预热后与环氧丙烷进料1混合送入列管式固定床反应器R-101，一级反应产物5进入绝热式固定床反应器R-102，R-101与R-102中均填充无粘结剂ZSM-5沸石分子筛催化剂，R-102出口减压得到物流6，经反应器热水预热后送入闪蒸罐D-101，D-101顶部物流8冷凝后循环至反应单元，底部物流10送入氨汽提塔T-101，T-101顶部物流11经三级压缩冷凝为物流16，循环至反应单元，一级压缩和二级压缩、二级压缩和三级压缩之间还设有气液分离罐D-102和D-103，D-102和D-103的液相出料物流13和物流14与塔釜出料物流12混合为物流15，送入后续的分离工序。
液氨进料3与环氧丙烷进料1的摩尔比为8:1。
列管式固定床反应器反应压力为9MPa，出口温度为110℃。绝热式固定床反应器反应压力为9MPa，出口温度为118℃。
循环热水105℃进入列管式固定床反应器壳程后，被加热至110℃从列管式固定床反应器下部流出，将减压反应产物物流6加热至98℃，再经过循环热水冷却器冷却至105℃进入列管式固定床反应器壳程。循环热水进出列管式固定床反应器的温差为5℃。
列管式固定床反应器反应热93％被回收利用，降低了过程能耗。
物流6中95％氨通过闪蒸罐D-101回收，5％氨进入氨汽提塔T-101。
氨汽提塔T-101塔顶压力0.13MPa，塔釜温度180℃，三级压缩压缩机出口压力1.4MPa，压缩冷凝物流16的温度为40℃。
产品异丙醇胺(包括一异丙醇胺、二异丙醇胺和一异丙醇胺)的收率为99.6％，产品中三异丙醇胺丙氧基醚等醚的含量为0.15％，催化剂的使用寿命可长达12个月，再生周期为3～6个月。
【实施例2】
新鲜液氨2与冷凝液氨9和压缩冷凝液氨16混合为液氨进料3，经预热后与环氧丙烷进料1混合送入列管式固定床反应器R-101，一级反应产物5进入绝热式固定床反应器R-102，R-101与R-102中均填充无粘结剂ZSM-5沸石分子筛催化剂，R-102出口减压得到物流6，经反应器热水预热后送入闪蒸罐D-101，D-101顶部物流8冷凝后循环至反应单元，底部物流10送入氨汽提塔T-101，T-101顶部物流11经三级压缩冷凝为物流16，循环至反应单元，一级压缩和二级压缩、二级压缩和三级压缩之间还设有气液分离罐D-102和D-103，D-102和D-103的液相出料物流13和物流14与塔釜出料物流12混合为物流15，送入后续的分离工序。
液氨进料3与环氧丙烷进料1的摩尔比为9:1。
列管式固定床反应器反应压力为9.5MPa，出口温度为115℃。绝热式固定床反应器反应压力为9.5MPa，出口温度为122℃。
循环热水110℃进入列管式固定床反应器壳程后，被加热至115℃从列管式固定床反应器下部流出，将减压反应产物物流6加热至86℃，再经过循环热水冷却器冷却至110℃进入列管式固定床反应器壳程。循环热水进出列管式固定床反应器的温差为5℃。
列管式固定床反应器反应热99％被回收利用，降低了过程能耗。
物流6中94％氨通过闪蒸罐D-101回收，6％氨进入氨汽提塔T-101。
氨汽提塔T-101塔顶压力0.13MPa，塔釜温度180℃，三级压缩压缩机出口压力1.4MPa，压缩冷凝物流16的温度为40℃。
产品异丙醇胺(包括一异丙醇胺、二异丙醇胺和一异丙醇胺)的收率为99.6％，产品中三异丙醇胺丙氧基醚等醚的含量为0.17％，催化剂的使用寿命可长达12个月，再生周期为3～6个月。
【实施例3】
新鲜液氨2与冷凝液氨9和压缩冷凝液氨16混合为液氨进料3，经预热后与环氧丙烷进料1混合送入列管式固定床反应器R-101，一级反应产物5进入绝热式固定床反应器R-102，R-101与R-102中均填充无粘结剂ZSM-5沸石分子筛催化剂，R-102出口减压得到物流6，经反应器热水预热后送入闪蒸罐D-101，D-101顶部物流8冷凝后循环至反应单元，底部物流10送入氨汽提塔T-101，T-101顶部物流11经三级压缩冷凝为物流16，循环至反应单元，一级压缩和二级压缩、二级压缩和三级压缩之间还设有气液分离罐D-102和D-103，D-102和D-103的液相出料物流13和物流14与塔釜出料物流12混合为物流15，送入后续的分离工序。
液氨进料3与环氧丙烷进料1的摩尔比为10:1。
列管式固定床反应器反应压力为10MPa，出口温度为120℃。绝热式固定床反应器反应压力为10MPa，出口温度为126℃。
循环热水110℃进入列管式固定床反应器壳程后，被加热至115℃从列管式固定床反应器下部流出，将减压反应产物物流6加热至71℃，再经过循环热水冷却器冷却至110℃进入列管式固定床反应器壳程。循环热水进出列管式固定床反应器的温差为5℃。
列管式固定床反应器反应热99％被回收利用，降低了过程能耗。
物流6中93％氨通过闪蒸罐D-101回收，7％氨进入氨汽提塔T-101。
氨汽提塔T-101塔顶压力0.13MPa，塔釜温度180℃，三级压缩压缩机出口压力1.4MPa，压缩冷凝物流16的温度为40℃。
产品异丙醇胺(包括一异丙醇胺、二异丙醇胺和一异丙醇胺)的收率为99.6％，产品中三异丙醇胺丙氧基醚等醚的含量为0.19％，催化剂的使用寿命可长达12个月，再生周期为3～6个月。
【实施例4】
新鲜液氨2与冷凝液氨9和压缩冷凝液氨16混合为液氨进料3，经预热后与环氧丙烷进料1混合送入列管式固定床反应器R-101，一级反应产物5进入绝热式固定床反应器R-102，R-101与R-102中均填充无粘结剂ZSM-5沸石分子筛催化剂，R-102出口减压得到物流6，经反应器热水预热后送入闪蒸罐D-101，D-101顶部物流8冷凝后循环至反应单元，底部物流10送入氨汽提塔T-101，T-101顶部物流11经三级压缩冷凝为物流16，循环至反应单元，一级压缩和二级压缩、二级压缩和三级压缩之间还设有气液分离罐D-102和D-103，D-102和D-103的液相出料物流13和物流14与塔釜出料物流12混合为物流15，送入后续的分离工序。
液氨进料3与环氧丙烷进料1的摩尔比为11:1。
列管式固定床反应器反应压力为10MPa，出口温度为120℃。绝热式固定床反应器反应压力为10MPa，出口温度为125℃。
循环热水110℃进入列管式固定床反应器壳程后，被加热至115℃从列管式固定床反应器下部流出，将减压反应产物物流6加热至69℃，再经过循环热水冷却器冷却至110℃进入列管式固定床反应器壳程。循环热水进出列管式固定床反应器的温差为5℃。
列管式固定床反应器反应热99％被回收利用，降低了过程能耗。
物流6中92％氨通过闪蒸罐D-101回收，8％氨进入氨汽提塔T-101。
氨汽提塔T-101塔顶压力0.13MPa，塔釜温度180℃，三级压缩压缩机出口压力1.4MPa，压缩冷凝物流16的温度为40℃。
产品异丙醇胺(包括一异丙醇胺、二异丙醇胺和一异丙醇胺)的收率为99.6％，产品中三异丙醇胺丙氧基醚等醚的含量为0.19％，催化剂的使用寿命可长达12个月，再生周期为3～6个月。
【实施例5】
新鲜液氨2与冷凝液氨9和压缩冷凝液氨16混合为液氨进料3，经预热后与环氧丙烷进料1混合送入列管式固定床反应器R-101，一级反应产物5进入绝热式固定床反应器R-102，R-101与R-102中均填充无粘结剂ZSM-5沸石分子筛催化剂，R-102出口减压得到物流6，经反应器热水预热后送入闪蒸罐D-101，D-101顶部物流8冷凝后循环至反应单元，底部物流10送入氨汽提塔T-101，T-101顶部物流11经三级压缩冷凝为物流16，循环至反应单元，一级压缩和二级压缩、二级压缩和三级压缩之间还设有气液分离罐D-102和D-103，D-102和D-103的液相出料物流13和物流14与塔釜出料物流12混合为物流15，送入后续的分离工序。
液氨进料3与环氧丙烷进料1的摩尔比为12:1。
列管式固定床反应器反应压力为10MPa，出口温度为120℃。绝热式固定床反应器反应压力为10MPa，出口温度为125℃。
循环热水110℃进入列管式固定床反应器壳程后，被加热至115℃从列管式固定床反应器下部流出，将减压反应产物物流6加热至60℃，再经过循环热水冷却器冷却至110℃进入列管式固定床反应器壳程。循环热水进出列管式固定床反应器的温差为5℃。
列管式固定床反应器反应热99％被回收利用，降低了过程能耗。
物流6中91％氨通过闪蒸罐D-101回收，9％氨进入氨汽提塔T-101。
氨汽提塔T-101塔顶压力0.13MPa，塔釜温度180℃，三级压缩压缩机出口压力1.4MPa，压缩冷凝物流16的温度为40℃。
产品异丙醇胺(包括一异丙醇胺、二异丙醇胺和一异丙醇胺)的收率为99.6％，产品中三异丙醇胺丙氧基醚等醚的含量为0.19％，催化剂的使用寿命可长达12个月，再生周期为3～6个月。
【实施例6】
新鲜液氨2与冷凝液氨9和压缩冷凝液氨16混合为液氨进料3，经反应器热水预热后与环氧丙烷进料1混合送入列管式固定床反应器R-101，一级反应产物5进入绝热式固定床反应器R-102，R-101与R-102中均填充无粘结剂ZSM-5沸石分子筛催化剂，R-102出口减压得到物流6，经反应器热水预热后送入闪蒸罐D-101，D-101顶部物流8冷凝后循环至反应单元，底部物流10送入氨汽提塔T-101，T-101顶部物流11经三级压缩冷凝为物流16，循环至反应单元，一级压缩和二级压缩、二级压缩和三级压缩之间还设有气液分离罐D-102和D-103，D-102和D-103的液相出料物流13和物流14与塔釜出料物流12混合为物流15，送入后续的分离工序。
液氨进料3与环氧丙烷进料1的摩尔比为7:1。
列管式固定床反应器反应压力为8.5MPa，出口温度为105℃。绝热式固定床反应器反应压力为8.5MPa，出口温度为114℃。
循环热水100℃进入列管式固定床反应器壳程后，被加热至105℃从列管式固定床反应器下部流出，将减压反应产物物流6加热至86℃，将液氨进料3加热至80℃，再经过循环热水冷却器冷却至100℃进入列管式固定床反应器壳程。循环热水进出列管式固定床反应器的温差为5℃。
列管式固定床反应器反应热24％被液氨进料3预热利用，75％被减压反应产物6预热利用，列管式固定床反应器反应热99％被回收利用，降低了过程能耗。
物流6中91％氨通过闪蒸罐D-101回收，9％氨进入氨汽提塔T-101。
氨汽提塔T-101塔顶压力0.13MPa，塔釜温度180℃，三级压缩压缩机出口压力1.4MPa，压缩冷凝物流16的温度为40℃。
产品异丙醇胺(包括一异丙醇胺、二异丙醇胺和一异丙醇胺)的收率为99.6％，产品中三异丙醇胺丙氧基醚等醚的含量为0.14％，催化剂的使用寿命可长达12个月，再生周期为3～6个月。
【实施例7】
新鲜液氨2与冷凝液氨9和压缩冷凝液氨16混合为液氨进料3，经反应器热水预热后与环氧丙烷进料1混合送入列管式固定床反应器R-101，一级反应产物5进入绝热式固定床反应器R-102，R-101与R-102中均填充无粘结剂ZSM-5沸石分子筛催化剂，R-102出口减压得到物流6，经反应器热水预热后送入闪蒸罐D-101，D-101顶部物流8冷凝后循环至反应单元，底部物流10送入氨汽提塔T-101，T-101顶部物流11经三级压缩冷凝为物流16，循环至反应单元，一级压缩和二级压缩、二级压缩和三级压缩之间还设有气液分离罐D-102和D-103，D-102和D-103的液相出料物流13和物流14与塔釜出料物流12混合为物流15，送入后续的分离工序。
液氨进料3与环氧丙烷进料1的摩尔比为6:1。
列管式固定床反应器反应压力为8MPa，出口温度为100℃。绝热式固定床反应器反应压力为8MPa，出口温度为110℃。
循环热水95℃进入列管式固定床反应器壳程后，被加热至100℃从列管式固定床反应器下部流出，将减压反应产物物流6加热至95℃，将液氨进料3加热至80℃，再经过循环热水冷却器冷却至95℃进入列管式固定床反应器壳程。循环热水进出列管式固定床反应器的温差为5℃。
列管式固定床反应器反应热20.4％被液氨进料3预热利用，71.5％被减压反应产物6预热利用，列管式固定床反应器反应热91.9％被回收利用，降低了过程能耗。
物流6中93％氨通过闪蒸罐D-101回收，7％氨进入氨汽提塔T-101。
氨汽提塔T-101塔顶压力0.13MPa，塔釜温度180℃，三级压缩压缩机出口压力1.4MPa，压缩冷凝物流16的温度为40℃。
产品异丙醇胺(包括一异丙醇胺、二异丙醇胺和一异丙醇胺)的收率为99.6％，产品中三异丙醇胺丙氧基醚等醚的含量为0.13％，催化剂的使用寿命可长达12个月，再生周期为3～6个月。
【实施例8】
新鲜液氨2与冷凝液氨9和压缩冷凝液氨16混合为液氨进料3，经反应器热水预热后与环氧丙烷进料1混合送入列管式固定床反应器R-101，一级反应产物5进入绝热式固定床反应器R-102，R-101与R-102中均填充无粘结剂ZSM-5沸石分子筛催化剂，R-102出口减压得到物流6，经反应器热水预热后送入闪蒸罐D-101，D-101顶部物流8冷凝后循环至反应单元，底部物流10送入氨汽提塔T-101，T-101顶部物流11经三级压缩冷凝为物流16，循环至反应单元，一级压缩和二级压缩、二级压缩和三级压缩之间还设有气液分离罐D-102和D-103，D-102和D-103的液相出料物流13和物流14与塔釜出料物流12混合为物流15，送入后续的分离工序。
液氨进料3与环氧丙烷进料1的摩尔比为5:1。
列管式固定床反应器反应压力为7MPa，出口温度为90℃。绝热式固定床反应器反应压力为7MPa，出口温度为103℃。
循环热水85℃进入列管式固定床反应器壳程后，被加热至90℃从列管式固定床反应器下部流出，将减压反应产物物流6加热至85℃，将液氨进料3加热至80℃，再经过循环热水冷却器冷却至85℃进入列管式固定床反应器壳程。循环热水进出列管式固定床反应器的温差为5℃。
列管式固定床反应器反应热16.3％被液氨进料3预热利用，46.9％被减压反应产物6预热利用，列管式固定床反应器反应热63.2％被回收利用，降低了过程能耗。
物流6中90％氨通过闪蒸罐D-101回收，10％氨进入氨汽提塔T-101。
氨汽提塔T-101塔顶压力0.13MPa，塔釜温度180℃，三级压缩压缩机出口压力1.4MPa，压缩冷凝物流16的温度为40℃。
产品异丙醇胺(包括一异丙醇胺、二异丙醇胺和一异丙醇胺)的收率为99.6％，产品中三异丙醇胺丙氧基醚等醚的含量为0.12％，催化剂的使用寿命可长达12个月，再生周期为3～6个月。
【实施例9】
新鲜液氨2与冷凝液氨9和压缩冷凝液氨16混合为液氨进料3，经预热后与环氧丙烷进料1混合送入列管式固定床反应器R-101，一级反应产物5进入绝热式固定床反应器R-102，R-101与R-102中均填充无粘结剂ZSM-5沸石分子筛催化剂，R-102出口减压得到物流6，经反应器热水预热后送入闪蒸罐D-101，D-101顶部物流8冷凝后循环至反应单元，底部物流10送入氨汽提塔T-101，T-101顶部物流11经三级压缩冷凝为物流16，循环至反应单元，一级压缩和二级压缩、二级压缩和三级压缩之间还设有气液分离罐D-102和D-103，D-102和D-103的液相出料物流13和物流14与塔釜出料物流12混合为物流15，送入后续的分离工序。
液氨进料3与环氧丙烷进料1的摩尔比为8:1。
列管式固定床反应器反应压力为9MPa，出口温度为80℃。绝热式固定床反应器反应压力为9MPa，出口温度为89℃。
循环热水75℃进入列管式固定床反应器壳程后，被加热至80℃从列管式固定床反应器下部流出，将减压反应产物物流6加热至75℃，再经过循环热水冷却器冷却至75℃进入列管式固定床反应器壳程。循环热水进出列管式固定床反应器的温差为5℃。
列管式固定床反应器反应热90.7％被回收利用，降低了过程能耗。
物流6中93％氨通过闪蒸罐D-101回收，7％氨进入氨汽提塔T-101。
氨汽提塔T-101塔顶压力0.13MPa，塔釜温度180℃，三级压缩压缩机出口压力1.4MPa，压缩冷凝物流16的温度为40℃。
产品异丙醇胺(包括一异丙醇胺、二异丙醇胺和一异丙醇胺)的收率为99.6％，产品中三异丙醇胺丙氧基醚等醚的含量为0.13％，催化剂的使用寿命可长达12个月，再生周期为3～6个月。
【实施例10】
新鲜液氨2与冷凝液氨9和压缩冷凝液氨16混合为液氨进料3，经预热后与环氧丙烷进料1混合送入列管式固定床反应器R-101，一级反应产物5进入绝热式固定床反应器R-102，R-101与R-102中均填充无粘结剂ZSM-5沸石分子筛催化剂，R-102出口减压得到物流6，经反应器热水预热后送入闪蒸罐D-101，D-101顶部物流8冷凝后循环至反应单元，底部物流10送入氨汽提塔T-101，T-101顶部物流11经三级压缩冷凝为物流16，循环至反应单元，一级压缩和二级压缩、二级压缩和三级压缩之间还设有气液分离罐D-102和D-103，D-102和D-103的液相出料物流13和物流14与塔釜出料物流12混合为物流15，送入后续的分离工序。
液氨进料3与环氧丙烷进料1的摩尔比为8:1。
列管式固定床反应器反应压力为9MPa，出口温度为95℃。绝热式固定床反应器反应压力为9MPa，出口温度为89℃。
循环热水90℃进入列管式固定床反应器壳程后，被加热至95℃从列管式固定床反应器下部流出，将减压反应产物物流6加热至90℃，再经过循环热水冷却器冷却至90℃进入列管式固定床反应器壳程。循环热水进出列管式固定床反应器的温差为5℃。
列管式固定床反应器反应热88.7％被回收利用，降低了过程能耗。
物流6中94％氨通过闪蒸罐D-101回收，6％氨进入氨汽提塔T-101。
氨汽提塔T-101塔顶压力0.13MPa，塔釜温度180℃，三级压缩压缩机出口压力1.4MPa，压缩冷凝物流16的温度为40℃。
产品异丙醇胺(包括一异丙醇胺、二异丙醇胺和一异丙醇胺)的收率为99.6％，产品中三异丙醇胺丙氧基醚等醚的含量为0.14％，催化剂的使用寿命可长达12个月，再生周期为3～6个月。
【对比例1】
采用现有技术的方法生产异丙醇胺，管道长度达到550米，其中一级反应器为管式反应器(套管，热水撤热)500米，二级反应器为管式反应器(绝热)50米，以水为催化剂，操作压力为4～10MPa，反应温度60～120℃，反应出口温度110～120℃。
产物异丙醇胺的收率为96～98％，其中三异丙醇胺丙氧基醚等醚的含量为0.5～2％。
Claims (12)
1.一种液氨法生产异丙醇胺的方法，包括以下步骤：
a)新鲜无水液氨与循环液氨混合为液氨进料，预热后与环氧丙烷进料混合为进料混合物；
b)所述进料混合物送入列管式固定床反应器，反应后得到一级反应产物物流；
c)所述列管式固定床反应器，通过循环热水撤热；
d)所述一级反应产物物流进入绝热式固定床反应器，继续反应后得到含氨的混合异丙醇胺产物；
e)所述含氨的混合异丙醇胺产物首先减压，再经反应器撤热热水换热后，首先送入闪蒸罐，闪蒸罐顶部气体冷凝为冷凝液氨，循环至反应单元，闪蒸罐底部得到含少量氨的混合异丙醇胺产物；
f)所述含少量氨的混合异丙醇胺产物送入氨汽提塔，塔顶得到氨蒸汽，塔釜得到脱除氨的混合异丙醇胺产物，送往后续的分离工序；
g)所述氨蒸汽经压缩机三级压缩冷凝为压缩冷凝液氨，循环至反应单元；
其中，所述压缩机出口压力≧1.4MPa；
一级压缩机和二级压缩机之间设有冷却器和气液分离器，气液分离器液相采出送往后续的分离工序；
二级压缩机和三级压缩机之间设有冷却器和气液分离器，气液分离器液相采出送往后续的分离工序；
所述列管式反应器和绝热式固定床反应器中填充无粘结剂ZSM-5沸石分子筛催化剂；
所述的氨汽提塔塔顶压力≤0.13MPa，塔釜温度≤180℃。
2.根据权利要求1所述液氨法生产异丙醇胺的方法，其特征在于列管式固定床反应器和绝热式固定床反应器中反应物料的流向为上进下出，其中列管式固定床反应器反应物料走管程，循环热水走壳程。
3.根据权利要求1所述液氨法生产异丙醇胺的方法，其特征在于列管式固定床反应器反应压力为7～10MPa，温度为80～120℃。
4.根据权利要求1所述液氨法生产异丙醇胺的方法，其特征在于绝热式固定床反应器反应压力为7～10MPa，温度为85～130℃。
5.根据权利要求1所述液氨法生产异丙醇胺的方法，其特征在于新鲜液氨和环氧丙烷的摩尔比为(5:1)～(12:1)。
6.根据权利要求1所述液氨法生产异丙醇胺的方法，其特征在于列管式固定床反应器中壳程内的循环热水与管程内的反应物料流动方向相同，连续撤出反应热，使管程内的反应物料的温度≤120℃，压力≤10MPa。
7.根据权利要求1所述液氨法生产异丙醇胺的方法，其特征在于循环热水出列管式固定床反应器后与所述含氨的混合异丙醇胺产物换热，再经过冷却器冷却后进入列管式固定床反应器。
8.根据权利要求1所述液氨法生产异丙醇胺的方法，其特征在于循环热水出列管式固定床反应器后与所述液氨进料和所述含氨的混合异丙醇胺产物换热，再经过冷却器冷却后进入列管式固定床反应器。
9.根据权利要求1所述液氨法生产异丙醇胺的方法，其特征在于循环热水进出列管式固定床反应器的温差≤6℃。
10.根据权利要求1所述液氨法生产异丙醇胺的方法，其特征在于所述闪蒸罐为一级、二级或多级，或用精馏塔代替。
11.根据权利要求1所述液氨法生产异丙醇胺的方法，其特征在于氨汽提塔塔顶压力0.11～0.13Mpa。
12.根据权利要求1所述液氨法生产异丙醇胺的方法，其特征在于新鲜无水液氨在绝热式固定床反应器和闪蒸罐之间任意位置加入，或在氨汽提塔进料位置处加入。
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