[发明专利]乙醇胺生产中的多点进EO工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种乙醇胺生产技术，更具体地说，本发明涉及一种乙醇胺生产中环氧乙烷(EO)原料的进料技术。

背景技术

现代的乙醇胺(EA)生产技术是将氨(可以是液氨(LNH₃)，或含有少量(5％～10％)水的“氨液”，或不同浓度(20％～40％)的氨水)和液态的环氧乙烷(EO)两种起始原料，在催化剂(水或乙醇胺等含有羟基(-OH)的化合物)存在下和在一定压力的条件下，反应得到一系列共生产物，然后将其分离提纯成各种纯产品。

由于环氧乙烷(EO)的化学性质极其活泼，在浓度较高时倾向于发生自聚反应自聚为聚氧乙烯或聚醚等高沸物质；或与分子中含有羟基的物质，例如水、醇类等，发生水合等反应生成多元醇、聚醇醚等高沸物质，这些高沸物质统称重质乙醇胺(HEA)，都进入低价值的三乙醇胺TEA二级品之中。上述副反应对于环氧乙烷与氨发生的主反应——氨解反应来说，都是有害的副反应，生成的高沸点副产物HEA，不但降低了主产品的得率，浪费了价格昂贵的EO原料，而且严重地影响了主产品的质量。

为了减少EO的副反应，唯一的办法是降低反应原料中EO的浓度。目前，世界上几乎所有的乙醇胺生产工艺都是在EO和NH₃反应原料的配比中采用大过量的NH₃，以显著降低EO的浓度。这可以使EO分子四周被NH₃分子包围，减小EO的自聚等副反应的几率。

若以氨和环氧乙烷的摩尔比即NH₃/EO值来计算，乙醇胺生产按化学计量的NH₃/EO值远远小于1.0(视产品中MEA、DEA、TEA不同的比率而异)。而实际生产时，NH₃/EO值经常保持在7～45(视不同的工艺而异)之间。也就是说，原料配比中至少有86％至97％的原料氨是多余而不参与反应的。

很大的NH₃/EO比值，带来了两个问题：

1、加大了能耗

既然极大部分的氨并未参加反应，反应产物中大量富余的氨必须蒸出，并再作原料和EO混配，返回反应系统，这要耗费大量的蒸氨能量。某些工艺流程中作为原料的氨是以20％～40％浓度氨水的形式进入反应系统的，因此在大量的氨在作无效的循环的同时，更多量的水也在作无效的循环。而水的蒸发潜热要比氨高得多，蒸发大量的水消耗的能量更为惊人。例如以40％浓度的氨水作原料的乙醇胺生产工艺，在氨和环氧乙烷的摩尔比即NH₃/EO值为10的条件下，蒸脱反应产物中水所耗的能量竟占全装置耗能的70％以上。因此这些“氨水工艺”只能在NH₃/EO值较小的条件下操作，否则就无法忍受过大的能耗。但较小的NH₃/EO值意味着提高EO的浓度，并增加副反应的几率。

2、增加了产物分子中氨基的比率

为了减少EO的浓度而增加氨和环氧乙烷的摩尔比NH₃/EO值，产生的附加效应是产物分子中氨基的比率增高。例如NH₃/EO值为7时，产物分子中氨基比率较高的MEA约占50％，而NH₃/EO值为15时，MEA可提高到70％。倘若MEA的市场销售情况较好，较高的NH₃/EO值是有利的。但在某些情况下，产物分子中氨基比率较低的DEA、TEA在市场上需求更旺盛。这时为了减少副产物的生成而采用较大的NH₃/EO值时，不得不冒市场的风险。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种通过环氧乙烷多点进料而可以显著降低NH₃/EO值的乙醇胺生产技术。