[發(fā)明專利]乙醇胺生產高壓管式反應系統(tǒng)的改進

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710071486.8
• 申請日: 2007-09-29
• 公開（公告）號: CN101148413A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 吳兆立
• 申請（專利權）人: 吳兆立
• 主分類號: C07C215/12
• 分類號: C07C215/12;C07C213/04
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司
• 代理人: 唐銀益

技術領域

本發(fā)明涉及乙醇胺的制造技術，更具體地說，本發(fā)明涉及乙醇胺生產中的反應系統(tǒng)。

背景技術

現今乙醇胺(包含一乙醇胺MEA、二乙醇胺DEA、三乙醇胺TEA)的生產，均采用氨(NH₃)和環(huán)氧乙烷(EO)作起始原料進行反應的工藝制得。

1、較早的技術，

如Sulzer和Dow?Chem為代表的工藝，是用20％～40％的氨水為原料，和EO進行反應，故稱為“氨水工藝”。由于大量水的存在，該反應系統(tǒng)可以采用較低的壓力，因此不需要采用高壓管式的反應系統(tǒng)。但是為要得到無水的乙醇胺類產品，需要耗費大量的能量去蒸脫反應產物中多余的水分，特別是NH₃/EO摩爾比較高(NH₃/EO＝10～45)時，由于循環(huán)水量很大，蒸脫水能耗高得難以忍受，因此這類“氨水工藝”無法在較高的NH₃/EO摩爾比下運行。而較高的NH₃/EO摩爾比是為防止EO自聚等副反應所必不可少的，因此除了能耗高以外，這類“氨水工藝”的反應產物中高沸點副產物雜質必然較多。由于這些原因，“氨水工藝”正逐漸被淘汰。

2、較新的工藝

是用液氨中只加入少量水的“氨液”(水也作反應的催化劑)與EO進行反應。這類“氨液工藝”與上述的“氨水工藝”相比，可以大量節(jié)省蒸脫水的能量。例如用含氨90％的氨液(水是氨的11.1％)作原料和含氨40％的氨水(水是氨的150％)相比，前者耗于蒸脫水的能量僅為后者的5～7％。“氨液工藝”中具有代表性的是德國BASF的工藝，其流程示意圖見附圖1。該工藝采用90％以上濃度的氨液作為反應原料。由于該工藝采用的高壓管式反應器接近于絕熱式，產生的反應熱積聚較快，因此必須在經過一段時間反應后插入一臺換熱器，以移走反應熱。按BASF技術，管式反應器被分成4段，每一段后安插一臺換熱器，使反應物料的溫度保持在≤140℃。為防止氣相氨的生成，使氨液始終保持為液態(tài)，反應須在較高壓力(≥10MPa)下進行。BASF及其類似工藝的反應系統(tǒng)的能耗指標優(yōu)越，但由于幾臺耐高壓的換熱器投資較大，并且由于換熱器本身以及換熱器和管式反應器的聯接都必須采用厚重的高壓法蘭，這不但價格昂貴而且容易泄漏。此外，管式反應器在不同生產能力的條件下，最高溫度區(qū)(換熱器應插在該區(qū))必然會位移，因此該工藝按某一生產能力設計的反應系統(tǒng)，調整生產能力的彈性不大。

3、以本人為主發(fā)明并曾申請(申請人為浙江大學)了名為“乙醇胺生產的液液管式反應工藝”的中國發(fā)明專利，提出了一種與BASF等絕熱式反應系統(tǒng)的工藝不同，而是采用接近于等溫式反應系統(tǒng)的工藝。1993年12月該工藝獲得發(fā)明專利授權(授權公告號CN1023401C)。其特點是利用水夾套連續(xù)移去反應管中物料發(fā)生的反應熱，使生成乙醇胺的反應在較低的溫度(≤100℃)和較低的壓力(6～7MPa)下進行，反應較為緩和，避免了反應熱的迅速積聚。因而反應管不需分段和插入換熱器，反應系統(tǒng)是“一管到底”的。而且反應管不采用高壓法蘭，也是“一管到底”地全部采用焊接的結構(注：這一“一管到底”的概念和叫法及高壓管式反應器的設計原則并未在專利CN1023401C中闡明過)。1995年起，該專利在工業(yè)實踐中得以實施。使用(并未轉讓)該專利，在中國建立了兩套萬噸級規(guī)模的工業(yè)裝置，并取得大幅度節(jié)省投資、節(jié)能和保證產品質量的實際效果。但由于該專利反應系統(tǒng)中物料的停留時間必須比BASF等工藝長，而且反應管較粗時導出反應熱有困難，因此單套乙醇胺反應裝置年生產能力僅適合于10000噸以下的規(guī)模。

1999年8月該專利因費用問題中止，此后國內外未發(fā)表、報導或采用過類似、近似的專利或技術。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現有其他工藝尤其是作為乙醇胺生產主流工藝——BASF工藝的不足，還包括對曾被授權的專利“乙醇胺生產的液液管式反應工藝”(CN1023401C)中未披露的設計原則加以闡明，并對其工藝更進一步的改進，使其適合于更大的產業(yè)規(guī)模。

本發(fā)明是在授權專利CN1023401C的高壓管式反應系統(tǒng)的基礎上改進的，該專利的特征和優(yōu)點為：