[发明专利]一种保护吗啉催化剂的装置及其生产工艺

说明书

技术领域：

本发明属于吗啉生产技术领域，特别涉及到一种保护吗啉催化剂的装置及其 生产工艺，尤其是合成吗啉过程中如何避免有毒物质导致催化剂中毒、失去活性 的一种装置及其生产工艺。

背景技术：

吗啉，又称1，4氧氮杂环己烷，分子式C₄H₉NO，为无色油状液体，具有 吸湿性，强碱性，有氨味，能和有机溶剂混溶，不溶于强碱溶液，易燃，是重要 的有机合成试剂。主要用作橡胶促进剂，NOBS、OTOS等的原料，在医药、纺 织、油漆等行业中也有广泛用途。

在二甘醇催化合成吗啉的反应中，发生一系列复杂的化学反应，其中：

主反应：

副反应：

二甘醇裂解断链：

临氢取代：

临氢取代：

在二甘醇断链以及吗啉的临氢取代反应的同时，进行如下反应：

-CH₃+-H→CH₄

-C₂H₅+-H→C₂H₆

从以上副反应中，不难发现

1、以上副反应易生成甲烷，易造成催化剂污染，形成积碳，碳粒随循环气 通过床层堵塞催化剂的微孔，造成催化剂失活。

2、外界所提供的氢气为变压吸附H₂气，含有一定的吸附剂微粒，在气体通 过床层时也易堵塞催化剂微孔，造成失活。

3、合成吗啉的原料二甘醇和液氨都是通过计量泵打入系统的，难免会带入 系统中一部分机械润滑油和机械杂质，随着时间的推移，也会使催化剂积炭、失 活。

目前，在生产吗啉工艺中，所使用的吗啉催化剂是以氧化铝为载体的Cu-Ni 系催化剂，载体本身具有很多微孔，极易积碳和堵塞，在现有的吗啉生产工艺中 是无法解决因在合成吗啉反应的副反应中易生成甲烷，造成催化剂污染，形成积 碳，碳粒随循环气通过反应床层堵塞催化剂中的微孔，造成催化剂失活等技术问 题。

发明内容：

针对以上存在的问题，本发明公开一种用于保护吗啉合成催化剂的除碳净化 器装置及其工艺，它能够克服目前在合成吗啉生产工艺中存在的技术问题。

本发明是通过如下技术方案实现：

在新鲜氢气、循环混合气以及加热气化过的气氨进入反应床层之前，设置一 除碳净化器装置，所述的除碳净化器装置，由罐体填料管线阀门压力表 构成，管线通过除碳阀与罐体相连，在罐体的底部设有倒淋阀，顶部设有出口阀， 在罐体的下部和上部分别设有底部压力表和顶部压力表，在罐体的内部设置具有 过滤和吸附作用的填料。

所述具有过滤和吸附作用的填料是在罐体内部的上下部各设置一格子板，在 格子板上铺有不锈钢丝网，在上下格子板中间装一具有高强吸附和过滤的磁环。

其工艺方法是：(一)新鲜氢气和混合气经循环加压后，通过管线经除碳器 阀，通过填料，经顶部的出口阀去反应床，气化后的氨通过管线经除碳器阀，通 过填料经顶部出口阀去固定床反应器，完成对气体微粒和杂质的吸附过滤；(二) 当大量的各种微粒和杂质被吸附在填磁环上，除碳器进出口压差增大，说明填料 已脏，通过的阻力增大，这时就隔离除碳净化器，让气体改走除碳净化器副线， 将除碳净化器卸压通水清洗后重新并入系统，如此往复。

这一设备的使用，就象一座屏障，不仅对催化剂保护起到关键作用，大大提 高其使用寿命和活性的持续性，同时可减少很多副反应的发生，对于提高吗啉收 率起到关键作用。另外，该设备使用可以在不停车情况下很方便的清洗，效果良 好，该设备的应用所突显的优点，对于吗啉产业的发展具有深远的意义。

附图说明：

附图是本发明结构示意图

在附图中，1是除碳器，2是不锈钢丝网，3是新鲜氢气、循环混合气，4是 气氨，5是热水阀，6是气氨进除碳器阀，7是氢气、混合气进除碳器阀，8是氢 气、混合气进除碳器副线阀，9是除碳器出口阀，10是倒淋阀，11是气氨进除 碳器副线阀，12是除碳器底部压力表，13是除碳器底部压力表

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明。