[发明专利]一种乙醇胺胺化反应工艺物流的快速分析方法

说明书

本发明公开了一种乙醇胺胺化反应工艺物流的快速分析方法，该工艺物流是胺化反应器的反应输入流或产物输出流，从工艺物流中提取一股物料作为支流，将冷却的支流物料使用近红外光谱法分析，采集反应输入流或产物输出流的近红外光谱信息；将反应工艺物流的近红外光谱与其对应的标准值(化学值)采用偏最小二乘法进行关联建立定量校正模型，使用所建模型通过所获得的近红外光谱直接确定反应工艺流中多种组分的质量分数；根据所测工艺输出物流和输入物流中各组分的质量分数与胺化反应的需求，调节输入流中输入流组分的质量分数。本发明主要用于乙醇胺胺化反应工艺物流的快速分析。

技术领域

本发明属于化工过程的分析测试技术领域，涉及一种胺化反应工艺物流的快速分析方法。

背景技术

乙二胺是一种用途广泛的基础有机化工原料，主要用于环氧树脂固化剂、农药、医药、螯合剂等。通常，采用乙醇胺和氨为原料，在胺化催化剂存在下进行胺化反应得到胺化产物，经精馏工艺分离得到各种胺化产品，其中胺化产物中除有未反应的原料氨、乙醇胺外，产物中还有水、乙二胺、二乙烯三胺、羟乙基乙二胺等。

为了探索胺化反应及分离工艺的各种操作条件，胺化反应产物需要进行定量分析，常用的分析方法有气相色谱法、液相色谱法、电位滴定法、光度法及pH电位法。孙国宋在《乙醇胺还原氨化制乙二胺反应液的气相色谱分析方法》理化检验-化学分册，2011，(47)︰711中报道了乙二胺反应液的气相色谱分析方法。该方法使用手性色谱柱，采用程序升温及乙二醇内标物作为色谱条件，将乙二胺合成过程中相关组分分离定量。这种分析方法操作繁琐，劳动强度大，且分析时间长，极大地影响了工业装置的自动控制和调节，也制约了反应装置的自动化。同时，气相色谱技术不能够同时快速测定胺化反应液中的水生成量，难以分析蒸气相中的工艺流，有些组分如水蒸汽可能发生冷凝，使获得可靠的分析数据变得困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种胺化反应工艺物流的快速分析方法，具有操作步骤简单、分析时间短的优点，且能够同时快速测定胺化反应液中水的生成量。

根据本发明，提供一种乙醇胺胺化反应工艺物流的快速分析方法，该工艺物流是胺化反应器的反应输入流或产物输出流，该工艺流具有至少180℃的温度，工艺物流的组分处于蒸气相中，该方法包括：

(1)从工艺物流中提取一股物料作为支流；

(2)支流物料的温度高于其露点温度；

(3)将冷却的支流物料使用近红外光谱法分析，采集反应输入流或产物输出流的近红外光谱；

(4)将具有标准值的反应工艺物流分为校正集和验证集，校正集用于建立模型，验证集用于验证模型的准确性，采用偏最小二乘法，将校正集光谱经过选择性预处理后的数据与对应的标准值线性关联，建立校正模型，利用上述校正模型对验证集进行预测，将预测值与标准值对比验证模型；

(5)使用所建模型，根据采集反应输入流或产物输出流的近红外光谱直接得到反应工艺流中一种或多种组分的质量分数。

所述反应输入流包括乙醇胺、氨，可能含有蒸汽形式存在的水，产物输出流包括氨、乙醇胺、乙二胺、二乙烯三胺、羟乙基乙二胺及生成水。

所述反应产物输出流中的氨、乙醇胺、乙二胺、二乙烯三胺、羟乙基乙二胺及生成水的标准值采用气相色谱-质谱连用分析方法测定其质量分数，水分含量采用卡尔费休法测定质量分数数据。

所述工艺物流可被定量的光谱区域为9800至5300cm^-1。

根据本发明，提供另一种乙醇胺胺化反应工艺物流的快速分析方法，该工艺物流是胺化反应器的反应输入流或产物输出流，该工艺流温度高于180℃，工艺物流的组分处于蒸气相中，该方法包括：

(1)从工艺物流中提取一股物料作为支流；