CN1139101A - 乙醇胺生产的无水管式反应方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种乙醇胺生产的无水管式反应方法，其特点是首先将液相的环氧乙烷(EO)和无水的工业液氨按一定比例进行低温预混合，接着将上述液相混合物送入管式反应器中在高压下进行反应，然后经过2次降压蒸出并回收过量的氨。液相产物不经脱水进行减压蒸馏，得到一乙醇胺(MEA)二乙醇胺(DEA)和三乙醇胺(TEA)三种产品。采用本发明可大量节约工艺设备投资、节约能量及改善产品质量。
Description
本发明属于乙醇胺生产的无水管式反应方法。
乙醇胺包括一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)三种联产物，用途均极为广泛。现代的乙醇胺生产技术都是用环氧乙烷(EO)和氨(NH3)在水作催化剂下反应而得：
得到的是MEA、DEA和TEA三种产物的混合物，然后加以精馏分离而得纯产品。
在反应时由于EO本身会在水的作用下发生副反应而产生副产物乙二醇(EG)、二甘醇(DEG)、三甘醇(TEG)、四甘醇(TetraEG)等降低了主产物乙醇胺的纯度和收率：
因此各种生产方法都必然采用大量过剩的氨，以减少EO的副反应。氨的用量可以超过实际需量的5～45倍不等。
在这一原则下因氨水的浓度、反应的相态、反应的压力、反应器的形式、过量氨的回收和返回反应器的方式等的不同，而在世界上发展出众多的方法，但它们的共同特点是：
1.各种方法均以水为催化剂。水以氨水的形式进入反应器，氨水浓度低的(例如＜30％)可以在＜1MPa的条件下进行反应，但蒸脱水的能耗较大；氨水浓度高的(例如60～99％)比较节约能量，但需要高压，因此常用管式反应器，由于或多或少用了水，在获得产品时仍须脱水。
2.各种反应器均是一边混和一边反应，这样局部反应区内NH3∶EO的摩尔比就比宏观的配比小得多，这也促使副反应发生。
3.各种方法中蒸脱的氨总有一部分须用水吸收而送回，氨水送回反应器后带进了水，使氨水的浓度降低。如果不欲将水送回，则必须再将氨水蒸出其中的氨，使之冷凝成液氨，或将氨气压缩送回，这都会增加能耗与更多的设备。
本发明的目的是提供一种乙醇胺生产的无水管式反应方法。
下面结合实例加以说明。
乙醇胺生产的无水管式反应方法，特征是：a.首先将预冷至0～15℃，摩尔比为4～40的液相环氧乙烷(EO)和无水的工业液氨(NH3)送入管式反应器反应，反应压力≥3.0MPa，反应温度40～150℃；b.然后，将液相反应物降压至1～1.2MPa蒸出过量的氨，再降至常压脱除残存氨得到乙醇胺混合物；c.最后，将上述乙醇胺混合物精馏得一乙醇胺(MEA)二乙醇胺(DEA)和三乙醇胺(TEA)。d.上述a中所说的摩尔比为10～15，预冷温度0～5℃，反应温度40～100℃；e.上述b中所说液相反应物降压至0.8～1.2MPa。f.上述b中所说蒸出的过量氨在常温下冷凝成液氨，所脱除的残存的氨，采用一乙醇胺(MEA)为吸收剂吸收。
实施例1：
无水的工业液氨(含水量≤0.03％)，装在带压的罐中，压注入无水的MEA，配制成含MEA1.2％(wt)的混合物，并冷却到5±1℃。与同样温度的EO，分别用微型计量泵以总流量为1330mL/hr，NH3∶EO摩尔比为20∶1的配比，连续送经有5℃冷却水夹套的200mL高压搅拌容器中，充分搅拌混合。接着将上述液相混合物连续送经高压管式反应器进行反应，反应管外水浴温度为65℃±10℃，反应压力为3.0MPa，反应时间30分钟。得到的反应液加热到100℃脱除氨气后经分析，含MEA62％DEA25％TEA13％，检验不出水分，分析误差±1％。
实施例2：
无水的工业液氨，装在10L带压的贮罐中注入MEA2％(wt)后，冷却到10±1℃，与同样温度的EO，分别用微型计量泵以总流量为1000mL/hr，NH3∶EO摩尔比为8∶1的配比流经有10℃冷却水夹套的小型静态混合器，然后送入高压管式反应器中进行反应，反应管内物料温度为40～125℃，反应压力为5.0MPa，反应时间40分钟。反应液在1.0MPa下加热到180℃，蒸出的氨气经25℃水冷却，冷凝成液氨返回液氨贮罐。反应液经冷却到10℃后加以收集。在1小时中收集到的反应液混匀后分析，含氨3％。加热到100℃脱氨后再分析得到的产品，分析结果为MEA25％，DEA45％，TEA30％，检验不出水分，分析误差±1％。
本发明的优点是：
1.不以水为催化剂，而以无水的MEA为催化剂，这样，可以用基本无水的工业液氨与液态EO进行反应。反应产物就可以不需脱水工序。这不但节省了能量，减少了设备，而且避免了困水分而引起从EO生成EG的水合反应，减少了副产物。
2.采用了在低温下抑反应的预混合，改变了其它各种方法中边混合边反应的缺点。
3.常压(或减压)下脱除的氨用MEA吸收而回收。不采用各类工艺中用水吸收的办法。这样，不会向反应产物中带进水，脱氨后的混合乙醇胺可以不经脱水而直接送去精馏。
Claims (3)
1.一种乙醇胺生产的无水管式反应方法，其特征在于：
a.首先将预冷至0～15℃，摩尔比为4～40的液相环氧乙烷(EO)和无水的工业液氨(NH3)送入管式反应器反应，反应压力≥3.0MPa，反应温度40～150℃；
b.然后，将液相反应物降压至1～1.2MPa蒸出过量的氨，再降至常压脱除残存氨得到乙醇胺混合物；
c.最后，将上述乙醇胺混合物精馏得一乙醇胺(MEA)二乙醇胺(DEA)和三乙醇胺(TEA)。
2.根据权利要求1所述的一种乙醇胺生产的无水管式反应方法，其特征在于：
d.上述a中所说的摩尔比为10～15，预冷温度0～5℃，反应温度40～100℃；
e.上述b中所说液相反应物降压至0.8～1.2MPa。
3.根据权利要求1或2所述的一种乙醇胺生产的无水管式反应方法，其特征在于：
f.上述b中所说蒸出的过量氨在常温下冷凝成液氨，所脱除的残存的氨，采用一乙醇胺(MEA)为吸收剂吸收。
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