專利名稱：乙醇胺生產(chǎn)方法的改進的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機化學(xué)的合成技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，涉及一種以液
氨(AWO和環(huán)氧乙烷(E0)在少量催化劑存在下生產(chǎn)乙醇胺的新工藝。
背景技術(shù)：
目前，大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)乙醇胺的方法可分為兩種類型
一種是將液氨配置成重量百分濃度為30%-50%左右的氨水，然 后與液態(tài)環(huán)氧乙垸一起，經(jīng)靜態(tài)混合器混合后進入活塞流動管道反應(yīng) 器中進行反應(yīng)，最后得到預(yù)定產(chǎn)品比例的三種乙醇胺產(chǎn)物。其中，一 乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺三種乙醇胺的比例由投入的氨與環(huán)氧乙 垸(A7/3/EO)摩爾比所決定。流程圖見圖1。
另一種是將液氨與環(huán)氧乙烷在大約2-10wtW水作為催化劑(基于 液氨重量)的條件下，在管道反應(yīng)器中高壓反應(yīng)生產(chǎn)三種乙醇胺產(chǎn)物。 三種乙醇胺的比例同樣由投入液氨與環(huán)氧乙垸(Mf3/EO)的摩爾比 所決定。流程圖見圖2。
在通常的乙醇胺生產(chǎn)方法中，是將反應(yīng)所得的三種產(chǎn)物經(jīng)分離 后，再將一乙醇胺或二乙醇胺循環(huán)回到反應(yīng)器中，以提高二乙醇胺和 三乙醇胺兩種產(chǎn)物的比例。此外，在通常的乙醇胺生產(chǎn)方法中，亦有 采用一乙醇胺與環(huán)氧乙烷反應(yīng)，生成二乙醇胺與三乙醇胺，然后進入 分離系統(tǒng)，以提高二乙醇胺和三乙醇胺兩種產(chǎn)物的比例。
同時，也有文獻報道，為了提高一乙醇胺產(chǎn)物的比例，在氨與環(huán)氧乙垸反應(yīng)時，選擇無機酸作為催化劑， 一乙醇胺產(chǎn)物比例可達
70-89%,甚至更高。此外，為了提高二乙醇胺產(chǎn)物比例，在氨與環(huán) 氧乙垸反應(yīng)時，也可選擇其他催化劑，使二乙醇胺產(chǎn)物比例達到90% 以上。而通常生產(chǎn)高比例三乙醇胺的方法，是將氣態(tài)環(huán)氧乙垸通入定 量的氨水中來生產(chǎn)，但此法只能采用較小的7VZ/3/EO摩爾比，且多為 間斷法生產(chǎn)，副產(chǎn)物多。
在已知的乙醇胺生產(chǎn)方法中，還未見報道利用混合反應(yīng)器來制造 乙醇胺的方法，也未曾公開采用混合反應(yīng)器來制造乙醇胺的工藝及相 應(yīng)調(diào)整的工藝參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種乙醇胺的制造方法，該方法可 以保證液氨與環(huán)氧乙烷在液相條件下反應(yīng)，環(huán)氧乙垸完全轉(zhuǎn)化，在一 套裝置上實現(xiàn)了三種乙醇胺產(chǎn)物比例的大范圍調(diào)整。
本發(fā)明的乙醇胺生產(chǎn)工藝，包括以液氨和環(huán)氧乙烷為原料，投料 的液氨與環(huán)氧乙烷摩爾比為3-20: 1，更優(yōu)選3-15: 1，加入液氨重 量2-10y。wt的水作為催化劑，更優(yōu)選的是液氨重量的6%wt,在管道 式混合反應(yīng)器中反應(yīng)，反應(yīng)壓力范圍5.0-8.0Mpa，反應(yīng)溫度范圍 80-175°C，反應(yīng)在液相中進行。
其中，液氨和環(huán)氧乙垸先經(jīng)常溫下預(yù)混合，然后進入反應(yīng)器。
進一步地，管道式混合反應(yīng)器分成若干組，以串聯(lián)方式焊接，水 催化劑分次加入。
進一步地，預(yù)混合的液氨和環(huán)氧乙烷進入管道式混合反應(yīng)器，在催化劑存在下反應(yīng)，使得環(huán)氧乙烷完全反應(yīng)。
進一步地，環(huán)氧乙烷和循環(huán)的一乙醇胺、二乙醇胺采用分段交替 方式加入反應(yīng)器中以調(diào)整一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺的產(chǎn)物比 例。
具體來說，液氨以液氨計量泵P-102輸入反應(yīng)器。在其入口管道 上安裝預(yù)混合器MX-101，與環(huán)氧乙垸計量泵P-101泵出的環(huán)氧乙垸 在此進行預(yù)混合，然后進入反應(yīng)器R-101。 R-101為(套管)管道混 合反應(yīng)器，反應(yīng)器的總長度足以保證環(huán)氧乙垸能完全轉(zhuǎn)化。在反應(yīng)器 內(nèi)充滿散裝填料，以使分次加入的催化劑、環(huán)氧乙垸和循環(huán)的一乙醇 胺或二乙醇胺能混合均勻，避免副產(chǎn)物的生成。夾套內(nèi)通入溫水，它 既能除去反應(yīng)放出的熱量，又能維持一定的反應(yīng)溫度。反應(yīng)產(chǎn)物送至 脫氨、脫水單元和精餾單元，最后獲得純品。反應(yīng)流程圖見圖3。
本發(fā)明采用的反應(yīng)器為(夾套)管道式混合反應(yīng)器，它能經(jīng)受 10.Mpa壓力。內(nèi)裝散裝填料，液體在管道內(nèi)呈無規(guī)則流動， 一方面 起到混合作用， 一方面可起到傳遞反應(yīng)熱的效果。外部為夾套管，在 夾套中通入溫水，以除去反應(yīng)熱和預(yù)熱反應(yīng)起始段。溫水通入方式可 以根據(jù)反應(yīng)溫度控制要求，采用串聯(lián)或并聯(lián)，通常采用并聯(lián)。在混合 反應(yīng)器的末端，連接有不帶夾套和不裝散裝填料的保險反應(yīng)段。管道 式混合反應(yīng)器結(jié)構(gòu)見圖4。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的工藝過程具有如下特點 1 )液氨與環(huán)氧乙垸在常溫下進行預(yù)混合，由于沒有催化劑存在， 預(yù)混合過程時間較短，不會產(chǎn)生激烈反應(yīng)，安全可靠。2) 作為催化劑的水是分次加入，其加入總量相當(dāng)于投入液氨總重 量的2-10%左右，從而保證反應(yīng)平穩(wěn)進行。反應(yīng)過程控制壓力 5.0-8.0Mpa，反應(yīng)溫度80-175。C，保證氨與環(huán)氧乙垸在液相中進行反 應(yīng)。
3) 環(huán)氧乙垸和循環(huán)的一乙醇胺或二乙醇胺采用分段、交替加入的 方法， 一方面利于反應(yīng)溫度的控制， 一方面可以準(zhǔn)確調(diào)整三種產(chǎn)物的 比例。
4) 本發(fā)明有兩種調(diào)整三種產(chǎn)物的手段， 一種是改變投料時 7W/3/EO的摩爾比，實現(xiàn)本發(fā)明的工廠的7W/3/EO比可在3-20/1的廣 泛范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；另一種是分段交替加入循環(huán)的一乙醇胺或二乙醇胺和 環(huán)氧乙烷，可使二乙醇胺產(chǎn)物比例提高到80%以上。


圖1為氨水法生產(chǎn)乙醇胺工藝流程(濕法)； 圖2為液氨法生產(chǎn)乙醇胺工藝流程(干法)； 圖3為應(yīng)用于本發(fā)明工藝流程圖中P-101——環(huán)氧乙垸計量泵；P-102——液氨計量泵； MX-101——預(yù)混合器；R-101——管道混合反應(yīng)器； 圖4為應(yīng)用于實現(xiàn)本發(fā)明的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)圖中1——孔板；2——散裝填料；3——反應(yīng)液進料口； 4—— 催化劑、循環(huán)的一乙醇胺、二乙醇胺進口； 5——反應(yīng)液出口。
具體實施方式
以下通過具體實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)說明，但該實施例僅僅是示例的目的，并非旨在限制本發(fā)明的保護范圍。 實施例l
在應(yīng)用于本發(fā)明工藝的50kt/a生產(chǎn)裝置上，A^VEO10: 1摩爾 比投料，水催化劑為氨重量的6%，反應(yīng)壓力5.0Mpa。反應(yīng)溫度IO(TC， 不循環(huán)一乙醇胺、二乙醇胺和二次環(huán)氧乙烷時所得產(chǎn)物比例為 一乙
醇胺二乙醇胺三乙醇胺=56%: 32%: 12%。 實施例2
在應(yīng)用于本發(fā)明工藝的50kt/a生產(chǎn)裝置上，iVi/3/EO=10: l摩爾 比投料，水催化劑為氨重量的8%，反應(yīng)壓力6.0Mpa。反應(yīng)溫度ll(TC, 一乙醇胺一次循環(huán)1760kg/h, 二次環(huán)氧乙烷890kg/h，三次環(huán)氧乙垸
890kg/h時，所得產(chǎn)物比例為 一乙醇胺二乙醇胺三乙醇胺=29.5%:
52%: 18.5%。 實施例3
在應(yīng)用于本發(fā)明工藝的50kt/a生產(chǎn)裝置上，iW/3/EO=20: 1摩爾 比投料，水催化劑為氨重量的10%，反應(yīng)壓力8.0Mpa。反應(yīng)溫度120°C， 一乙醇胺一次循環(huán)1600kg/h, 二次環(huán)氧乙烷712kg/h，三次環(huán)氧乙垸 12461^/11時，所得產(chǎn)物比例為一乙醇胺二乙醇胺:三乙醇胺=29.3%: 48.7%: 22%。 實施例4
在應(yīng)用于本發(fā)明工藝的50kt/a生產(chǎn)裝置上，A^VEO=5: 1摩爾 比投料，水催化劑為氨重量的6%，反應(yīng)壓力5.0Mpa。反應(yīng)溫度150°C,
生成一乙醇胺全回流時，所得產(chǎn)物比例為 一乙醇胺二乙醇胺三乙醇胺=0%: 66%: 34%。 實施例5
在應(yīng)用于本發(fā)明工藝的50kt/a生產(chǎn)裝置上，7V//3/EO=10: l摩爾 比投料，水催化劑為氨重量的6%，反應(yīng)壓力8.0Mpa。反應(yīng)溫度165°C, 一乙醇胺一次循環(huán)2000kg/h，環(huán)氧乙烷360kg/h，二次循環(huán)一乙醇胺 1500kg/h,環(huán)氧乙烷360kg/h時，所得產(chǎn)物比例為二乙醇胺三乙醇 胺=77%: 23%。 實施例6
在應(yīng)用于本發(fā)明工藝的50kt/a生產(chǎn)裝置上，7Wf3/EO=3: 1摩爾 比投料，水催化劑為氨重量的8%，反應(yīng)壓力8.0Mpa。反應(yīng)溫度175°C, 一次循環(huán)二乙醇胺1600kg/h, 二次環(huán)氧乙垸1335kg/h，三次環(huán)氧乙垸
1335kg/h時，所得產(chǎn)物比例為 一乙醇胺二乙醇胺三乙醇胺=25%:
16%: 59%。
盡管上文對本發(fā)明的具體實施方式
給予了詳細(xì)描述和說明，但是 應(yīng)該指明的是，我們可以依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想對上述實施方式進行各種 等效改變和修改，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說明書及附圖所涵蓋 的精神時，均應(yīng)在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種乙醇胺生產(chǎn)工藝，以液氨和環(huán)氧乙烷為原料，投料的液氨與環(huán)氧乙烷摩爾比為3-20∶1，加入液氨重量2-10％的水作為催化劑，其特征在于在管道式混合反應(yīng)器中反應(yīng)，反應(yīng)壓力范圍5.0-8.0Mpa，反應(yīng)溫度范圍80-175℃，反應(yīng)在液相中進行。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中液氨和環(huán)氧乙烷先經(jīng)常溫下預(yù) 混合，然后進入反應(yīng)器。
3、 根據(jù)權(quán)利要去2所述的工藝，其中預(yù)混合的液氨-環(huán)氧乙垸進入管 道式混合反應(yīng)器，分次加入水催化劑，在催化劑存在下進行反應(yīng)，使 得環(huán)氧乙垸完全反應(yīng)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其中環(huán)氧乙垸和循環(huán)的一乙醇胺或 二乙醇胺采用分段交替加入反應(yīng)器以調(diào)整一乙醇胺、二乙醇胺和三乙 醇胺的產(chǎn)物比例。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述工藝，其中管道式混合反應(yīng)器分成若干組， 以串聯(lián)方式焊接成一整體反應(yīng)器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種以液氨(NH₃)和環(huán)氧乙烷(EO)在少量催化劑存在下生產(chǎn)乙醇胺的新工藝，液氨和部分環(huán)氧乙烷在常溫下先于管道中直接進行預(yù)混合；混合后的氨-環(huán)氧乙烷溶液進入高壓管道混合反應(yīng)器，分次加入水作為催化劑，使之反應(yīng)生產(chǎn)一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺；分段交替加入預(yù)定量的環(huán)氧乙烷或一乙醇胺、二乙醇胺調(diào)節(jié)一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺三種產(chǎn)物的比例。
文檔編號C07C215/00GK101613290SQ200910098498
公開日2009年12月30日 申請日期2009年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月12日
發(fā)明者孫立平 申請人:嘉興金燕化工有限公司