[发明专利]液烃介质的胺和膜分离处理

说明书

发明领域

本发明关于抑制液烃介质的羰基类污染以及与这种介质相接触的金属表面腐蚀的方法。该方法包括随后进行或者不进行物理处理步骤的化学处理步骤。物理处理步骤包括使化学处理的液烃介质与半透膜接触。

发明背景

例如那些存在于石化工业中的液烃介质经常由于其中存在羰基化合物而受到污染。例如，在这种烃工业生产液流中的二氧化碳形成碳酸。此酸和存在的其它有机酸可能导致与工业生产液流接触的冶金的酸腐蚀。存在于这种液流中的酯能够水解成酸。另外，在液烃流或产品中的醛类和其它杂质可能超过所要求的杂质浓度，并且如果不从工业生产液流中分离出来，将导致产品不符合纯度要求或最终的使用规范。

例如适于形成乙二醇的石化工艺中会遇到这些问题。乙二醇例如单乙二醇、二甘醇、三甘醇等是在多种应用中使用的重要产品和中间体。例如，在纺织纤维、防冻剂、液压流体、传热剂、湿润剂以及粘结剂的制备中，这些产品是有用的。尤其在保护性涂层工业中乙二醇醚可用作溶剂和化学中间体。

在聚酯纺织纤维的制备中，使乙二醇与对苯二酸反应形成希望的聚合物。为了形成高质量的聚合物，用于该工艺的乙二醇必须具有最高的纯度。一种测量乙二醇纯度的方法是使其接受UV光透射率测试，其中过多的杂质导致透射率比希望的低。乙二醇的羰基类污染物导致更低的UV透射率，并且可能难以满足希望的UV和颜色规范。

可以通过几种已知的方法制备乙二醇(例如单乙二醇、二甘醇、三甘醇及四甘醇)。在美国专利5,034,134介绍的一种方法中，公开了包括第一步在适宜的催合剂上氧化乙烯形成环氧乙烷的二阶段反应系统。然后将所制备的环氧乙烷在多种汽提和反应步骤中与水反应，最终形成希望的乙二醇。含水的乙二醇流和不需要的羰基污染物经过一个或多个蒸馏步骤以分离和提纯希望的产品。

发明概述

根据本发明，通过添加高沸点胺或者通过采用胺与利用膜的物理分离技术相结合的二步法，减少了液烃工业生产液流的羰基类污染物。胺选自高沸点的伯胺和仲胺，并将抑制系统冶金的酸基腐蚀，并且应具有热稳定性以致它在所采用的热处理步骤过程中不会挥发，以致在这些工艺中它将因此保留在塔底流出物中。

如上所述的基于羰基的有机和无机污染物与胺反应，然后当烃介质与分离膜例如在一个实施方案中的纳米过滤膜接触时去除该污染物。尽管申请人不受本发明的任何操作理论束缚，但能够想到胺与杂质的反应增大了污染物的尺寸，从而提高了分离膜的分离效率(即反应速率)。

典型实施方案详述

尽管将主要在乙二醇生产和净化过程中的应用方面描述本发明，但值得注意的是本发明还适用于其它烃介质，例如在多种石化工艺如烯烃或环烷(napthenic)的工业生产液流、芳烃及它们的衍生物、二氯乙烷以及其它工艺中遇到的那些烃介质。所有这些都在如说明书和权利要求通篇所用的术语碳氢化合物或烃介质的范围内。如同对技术人员显而易见的那样，这样的介质中还可存在大量的水。

向希望的液烃介质中按每摩尔存在的羰基官能团分子加入约0.1～100摩尔量的伯胺和仲胺。优选地，处理范围是每摩尔存在的羰基官能团分子约0.5～10摩尔的胺。应选择沸点足够高的胺以在热处理和净化工艺例如蒸馏和分馏中与希望的产品同时保留。

在包含水分的乙二醇烃流中，胺应具有约200℃或更高的沸点，优选300℃或更高，因为在热处理和净化过程中，乙二醇烃流通常经受这样的温度。例如，乙二醇/水流可以存在于环氧乙烷或乙二醇生产或净化工艺的任何地方。

通常，根据本发明能够采用的胺特征在于如下(I)或(II)或者(I)和(II)的组合所述的分子式。

其中R¹是H、烷基、环烷基或芳基；y是从0到9的整数；x是1～10的整数；以及R¹～R⁶分别选自H、C₁～C₁₈烷基或用羟基、芳基、环烷基、烷氧基或氨基基团取代的C₁～C₁₈烷基。