[发明专利]氮丙啶、哌嗪和三乙烯二胺的联合生产方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种氮丙啶与哌嗪和三乙烯二胺的联合生产方法。

背景技术

氮丙啶，又称乙撑亚胺，在医药、农药、高能燃料、键合剂、感光材料、交联剂等领域有着广泛的用途。哌嗪是重要的医药中间体和精细化工原料。三乙烯二胺是最重要的一种聚氨酯催化剂。

US433717公开了一种用Nb或Ta氧化物与碱土金属氧化物(BaO)的复合氧化物催化剂生产乙撑亚胺的方法。以单乙醇胺为反应原料，在反应温度390～400℃，NH₃作为惰性保护气反应，结果为转化率13.87%，乙烯亚胺选择82.09%，另外，还有少量乙醛、乙烯胺、吡嗪及烷基吡嗪生成。

EP0227461报道了一种含硅的催化剂，其元素组成为：Sia/Xx/Yy/Ob，其中X是碱金属或碱土金属中任一元素，Y是B、Al、Ti、Zr、Sn、Zn及Ce中的至少一个元素，下标a、b、x、y分别表示各元素原子比，当a=1时，x=0.05～1,y=0～0.1,b值由前三个值所确定。以单乙醇胺为反应原料，采用惰性气体(如NH₃、N₂或H₂)稀释剂，乙醇胺/惰性气体=2～50%，反应一般在常压下进行，温度300～500℃，反应气体总空速最佳值为500～3000h^-1。其中最佳乙醇胺摩尔转化率56.5%，氮丙啶摩尔选择89.1%。

现有技术中，哌嗪和三乙烯二胺的生产中，一般使用单乙醇胺，二乙醇胺，乙二胺、氨乙基哌嗪、羟乙基哌嗪等原料。

CN97123116.8公开了一种使用薄棉酸性减活化得沸石催化剂生产三乙烯二胺。反应原料使用单乙醇胺和哌嗪，在350℃，液时重量空速0.52h^-1，转化率(mol)72%,TEDA选择(mol)30%。

上述资料文献分别提出了氮丙啶、哌嗪和/或三乙烯二胺的新途径，其反应过程均为酸催化反应，可以使用固体酸催化剂，两个过程的催化剂的特点存在很大差异，同一装置中不能同时联合生产氮丙啶、哌嗪和/或三乙烯二胺。

经检索，未检索到乙醇胺为原料进行氮丙啶与哌嗪和三乙烯二胺的联合生产方法的报道的资料。

发明内容

针对现有技术的缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种氮丙啶与哌嗪和三乙烯二胺的联合生产方法，以有效节约能量，同时联合生产氮丙啶与哌嗪和三乙烯二胺，装置竞争力强。

为此，本发明提供的氮丙啶、哌嗪和三乙烯二胺的联合生产方法，方法包括：

反应一，在环胺催化剂存在的条件下，以乙醇胺为原料反应制备生产哌嗪和三乙烯二胺；

反应二，在催化剂B存在的条件下，以乙醇胺为原料反应制备氮丙啶；

所述所述催化剂B组成为：催化剂组成为：Ti_aP_bB_cX_dY_eO_f，其中：X为碱土金属，Y为碱金属，O为氧元素；a、b、c、d、e、f为各元素原子的摩尔比，且a=1，b=0.02～0.2，c=0.002～0.02，d=0.01～0.1，e=0.001～0.01，f值取决于a、b、c、d、e；

反应一放出的热量作为反应二吸热的热源。

优选的，反应一的反应温度为300℃～400℃。

优选的，反应二的反应温度为350℃～450℃。

优选的，所述催化剂B的制备方法包括：

将含有X的化合物、含有Y的化合物、偏钛酸、磷酸盐、硼酸混合均匀，加入石墨，压制成型后，先在氧气存在下，300℃～400℃条件下焙烧，再在600℃～900℃条件下焙烧得催化剂；

所述含X的化合物为X的氧化物、X的氢氧化物、X的卤化物、X的硝酸盐、X的碳酸盐或X的硫酸盐；

所述含Y的化合物为Y的氧化物、Y的氢氧化物、Y的卤化物、Y的硝酸盐、Y的碳酸盐或Y的硫酸盐；

所述磷酸盐为磷酸铵、磷酸氢二铵或磷酸二氢铵；

所述石墨用量是所述含有X的化合物、含有Y的化合物、偏钛酸、磷酸盐和硼酸混合物质量的1%～4%。

进一步，所述氮丙啶与哌嗪和三乙烯二胺的联合生产方法还包括产品的分离，分离方法包括：

将反应一的反应产物与反应二的反应产物混合；首先对混合流股进行闪蒸分离惰性气体氮气，其余产物流再进行蒸馏处理，蒸除氨，分离得到氮丙啶；最后进行精馏处理，分离得到哌嗪和三乙烯二胺。