[发明专利]催化氨化法制乙醇胺的方法

说明书

本发明涉及一种催化氨化法制乙醇胺的方法，主要解决现有技术中存在的催化氨化法制乙醇胺反应器结构复杂、壳体内流体分布不均、撤热不及时造成反应器局部飞温，催化剂过早失活而大大缩短了使用周期，设备安全性与工艺稳定性差等问题。本发明通过采用上下集合管结构的等温固定床反应器，该反应器为具有列管式催化剂床的圆筒形容器，催化剂床由多根位于反应器壳体内上下管板之间的反应列管构成，反应列管内装填催化剂，撤热介质位于反应器壳体内反应列管间，撤热介质的进出口采用环形集合管结构的技术方案，较好地解决了该问题，可用于催化氨化法制乙醇胺的工业生产。

技术领域

本发明涉及一种催化氨化法制乙醇胺的方法。

背景技术

乙醇胺(简称：EA)为氨分子中的氢原子分别被一个、两个或三个羟基乙醇取代后的产物总称，分别称为一乙醇胺(简称：MEA)，二乙醇胺(简称：DEA)与三乙醇胺(简称：TEA)。近年来乙醇胺在二次采油、气体净化以及医药中间体等方面发挥着愈来愈重要的应用价值。作为有机化工原料环氧乙烷(简称：EO)重要下游产品之一的乙醇胺在未来5～10年内全球需求年均增长将保持在4～5％，而国内乙醇胺市场需求的增长速度将超过这一平均增长速度。因此，EO催化氨化合成乙醇胺及其下游产品在未来的石化行业中具有广阔的发展空间与技术开发价值。

由于环氧乙烷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点物质；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、聚醇醚等高沸点物质，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收率，浪费了EO原料，而且严重影响了乙醇胺产品的质量，因此催化氨化法制乙醇胺反应器对于催化氨化法制乙醇胺技术的应用至关重要。

工业上，环氧乙烷和氨在液相条件下发生反应，是三步串连反应，生成一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)和三乙醇胺(TEA)三种产品，反应方程式如下：

由反应热数据可知，以上三个反应都是剧烈的放热反应，且反应热是递增的。如果反应器壳体內流体分布不均，反应热不能及时有效地移出，造成反应器内轴径向温度不均匀，则直接影响装置的安全性和稳定性，从而影响产品质量，因此壳体內流体分布是否均匀、反应热能否及时移出，对于催化氨化法制乙醇胺反应器的稳定操作尤为重要。

现有工艺主要采用管式反应器进行乙醇胺生产，如专利CN101148412A，CN101148413A，CN101613289A，CN101613290A等均采用管式反应器，管内为反应物料和催化剂，管外采用循环热水作为撤热介质，连续移除反应热。

专利CN101613290A公开了一种以液氨和环氧乙烷为原料生产乙醇胺的方法，其流程为采用带夹套的管式反应器，液氮和部分环氧乙烷在常温下进行预混合后进入管式反应器，分次加入水作为催化剂，使之反应生产一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺，其中预定量的环氧乙烷和循环的一乙醇胺、二乙醇胺采用分段交替方式加入反应器以调整一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺三种产物的比例。该管式反应器的直管段内装填散装填料，外部的夹套管内为循环水，夹套内的循环水与反应管内物料为逆向流动，连续移出反应热，以达到反应温度的控制要求。