[发明专利]乙醇胺生产的短流程工艺

说明书

技术领域

本发明属于乙醇胺制备领域，具体来说，涉及一种以液氨(NH₃)和环氧乙烷(EO)作原料，在少量水催化剂存在下生产乙醇胺的短流程工艺。

技术背景

氨与环氧乙烷的反应为依次反应，可同时生成三种产物：

NH₃+C₂H₄O→H₂NC₂H₄OH             MEA

H₂NC₂H₄OH+C₂H₄O→HN(C₂H₄OH)₂     DEA

HN(C₂H₄OH)₂+C₂H₄O→HN(C₂H₄OH)₃   TEA

现代大型连续化乙醇胺生产工艺通常有两种类型：

一种是“干法”，即液氨与环氧乙烷混合后，加入少量水作为催化剂，在较高的温度和压力下，在管道反应器中反应，产物经脱氨、脱水，最后精馏分离出三种乙醇胺产品。(见图1)在此流程中，D-201为中间罐，其容积足以储存4小时的装置生产的中间产品。

另一种是“湿法”工艺，即将氨配置成20-50％氨水，再与环氧乙烷混合，在管道活塞流动反应器中反应，产物经脱氨、脱水、干燥，最后精馏分离出三种乙醇胺产品。(见图2)在此流程中多配制了氨吸收塔T-101，1-2台脱水塔T-202、(T-203)和中间产品罐D-203，两台换热器E-206、E-207等设备。中间产品罐的容积足以储存一天的装置所生产的中间产品。

两种工艺流程中，“干法”流程较“湿法”流程简单，投资费用低，能源消耗少，操作费用低。因此，本发明采用“干法”生产工艺，省去产品中间罐，流程贯通，可进一步节省投资和节约能耗和操作费用。

发明内容

本发明的乙醇胺生产的短流程工艺，是以液氨、环氧乙烷为原料，加入投入液氨量的2-10％的水作为催化剂，反应物经脱氨、脱水后，直接进入精馏分离系统，最后得到MEA、DEA、TEA三种产品。不设置中间产品罐。(见图3)

本发明乙醇胺短流程工艺，首要问题是要保证反应产物组分的稳定。为此目的，本发明首先采取对投入的原材料——液氨、环氧乙烷及水催化剂、循环的一乙醇胺或二乙醇胺进行严格的计量。图3中P-101环氧乙烷供料泵选用隔膜计量泵或柱塞泵，P-102液氨供料泵选用三柱塞高压往复泵，P-103水催化剂泵选用柱塞泵，P-104一乙醇胺循环泵亦选用柱塞泵。上述诸泵均采用变频调节，可精确计算出进入各段反应器料液的数量。进料量的准确，保证了反应产物组份稳定。

本发明乙醇胺短流程工艺，第二种手段是设备设计中充分考虑操作弹性，装置可以在40-110％负荷下进行正常操作。

本发明乙醇胺生产短流程工艺，第三种手段是采用集散控制系统(DCS)、配备不间断(UPS)电源，生产过程中的流量、温度、压力(压差)、液位控制均为自动操作。危险区域设有探测器，具有自动报警功能，因而保证整套装置正常和安全运行。

本发明的50kt/a乙醇胺生产短流程工艺，与“湿法”工艺比较，省去了氨吸收塔(T-101)，至少一台脱水塔(T-201)，二台换热器(E-206、E-207)，一台产品中间储罐(D-203)。与“干法”工艺(图1)比较，省去了产品中间罐D-201和残留氨吸收塔(T-201)及解吸塔(T-202)。同时，本发明的乙醇胺生产短流程工艺能够达到甚至超过现有干法工艺同类装置的产率和产品质量。例如：环氧乙烷利用率达99％以上，氨利用率达98％以上，产品收率达98.5％以上，吨产品蒸汽消耗2.5吨以下。因此，本发明的工艺能够大幅度地节省建设投资和生产过程中的能源消耗，运行费用降低节约了生产成本。

附图说明

图1现有技术中的干法工艺流程图；