專利名稱：乙醇胺生產(chǎn)中的氨回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于乙醇胺制備領(lǐng)域，具體來說，涉及一種乙醇胺生產(chǎn)中 的氨回收方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代大型連續(xù)化乙醇胺生產(chǎn)工藝，均采用A^3和EO為原料，在 生產(chǎn)過程中，根據(jù)對(duì)MEA、 DEA、 TEA三種產(chǎn)物的比例要求，投入 的iW/3與E0的摩爾比(M/3/EO)是可以選擇的，但是，通常A^3/EO 不小于3，因?yàn)?V7/3/ECX3時(shí)，產(chǎn)物比例調(diào)整不易控制。所以在反 應(yīng)物中存在大量過剩的氨，實(shí)現(xiàn)乙醇胺生產(chǎn)中氨回收，使之循環(huán)使用， 成為不能回避的問題。
通常乙醇胺生產(chǎn)中氨回收技術(shù)分兩種類型
第一種類型，是用在氨水與環(huán)氧乙烷反應(yīng)——通常稱為濕法生產(chǎn) 乙醇胺中。該法是將液氨先在氨吸收塔中配置成20-50%的氨水，然 后與環(huán)氧乙烷反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)壓力和溫度控制較低。由于反應(yīng)產(chǎn)物中含 有大量水，所以氨可在板式塔中與水一道被蒸除，蒸出的氨和水回到 氨吸收塔循環(huán)使用。
第二種類型，是用在液氨與環(huán)氧乙烷在以少量7jC——一般為液氨 重量的2-10%為催化劑情況下反應(yīng)——通常稱為干法生產(chǎn)乙醇胺中。 其反應(yīng)壓力較高，可以達(dá)到8.0Mpa，溫度可以達(dá)到175°C，在反應(yīng)結(jié) 束后，反應(yīng)液先經(jīng)閃蒸，同時(shí)伴以蒸發(fā)，使98%以上的氨變成氣相， 經(jīng)冷凝回收，其余的氨再經(jīng)蒸發(fā)，再用水吸收蒸出的氨形成氨水，氨水再蒸發(fā)回收氨，實(shí)現(xiàn)氨的循環(huán)利用。見圖l。
由此可見，根據(jù)不同的乙醇胺生產(chǎn)工藝，氨回收的方法有所不同。 氨的回收工藝要結(jié)合乙醇胺的生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，使之達(dá)到氨的最大利 用，以降低對(duì)環(huán)境的污染。本發(fā)明的特點(diǎn)在于
1、 在一體化脫氨設(shè)備中，可使氨脫除率達(dá)到99.8%以上。
2、 與同工藝比較，在不增加設(shè)備條件下，同樣可以連續(xù)化生產(chǎn)。 而且閉路循環(huán)，不對(duì)環(huán)境造成污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種乙醇胺生產(chǎn)中的氨回收工藝，該工藝
采用如下的技術(shù)方案
本發(fā)明的乙醇胺生產(chǎn)中的氨回收工藝中，乙醇胺反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入一 體化的蒸氨塔上部，壓力的驟然降低使大量液態(tài)氨閃蒸成氣態(tài)氨，液 體通過中部中央循環(huán)管式換熱器，蒸出大部分氨，含有剩余氨的反應(yīng) 液通過U型降液管導(dǎo)入塔的下體，借助再沸器提供的熱量，進(jìn)一步 蒸出，氨氣通過氣體連通管上升到塔上部與閃蒸和被蒸出的氨匯聚， 進(jìn)入氨冷凝器，冷凝器的液態(tài)氨流入液氨周轉(zhuǎn)罐；然后經(jīng)過一次脫氨 的反應(yīng)液，進(jìn)入閃蒸罐，氨再一次閃蒸出，在氨閃蒸的同時(shí)，也閃蒸 出少量水，氨和水蒸汽被冷凝成液態(tài)，回到催化劑罐中；最后，經(jīng)二 次脫氨后的反應(yīng)液，進(jìn)入脫水塔，借助降膜再沸器加熱，反應(yīng)液中的 殘留微量氨和水催化劑一道被蒸出，再次冷凝，凝液一部分回流，大 部分回到催化劑罐。
其中，所述一體化結(jié)構(gòu)的蒸氨塔分為上體和下體兩部分，上體為一次閃蒸一蒸發(fā)段，下體為二次蒸發(fā)段，上體的液體通過u型降液
管導(dǎo)入下體，下體的氣體通過氣體連通管升到上體，上體留有足夠的 空間，中部中央循環(huán)管換熱器對(duì)液料進(jìn)行加熱，補(bǔ)償氨閃蒸過程中吸
收的熱量，并將氨蒸出，溫度控制在100-13(TC，塔頂溫度80-120。C， 塔頂壓力1.2-1.5Mpa，下體采用虹吸再沸器加熱料液，溫度控制在 180-200 。C。
進(jìn)一步地，再一次閃蒸脫氨的閃蒸罐，壓力降至0.1Mpa以下， 脫水塔在真空條件下操作，經(jīng)此過程，氨回收率達(dá)到99.8%以上。
進(jìn)一步地，乙醇胺反應(yīng)液在脫水過程中，將氨全部回收，脫水塔 在真空條件下操作，頂部壓力25-35Kpa，塔釜溫度145-160°C 。
進(jìn)一步地，脫水塔利用水催化劑作為工作液的噴射泵，使得脫水 塔在25-35Kpa條件下操作，又吸收微量氨，使之再次參與反應(yīng)。
本發(fā)明的乙醇胺生產(chǎn)中回收氨的工藝，氨回收與乙醇胺生產(chǎn)都處 在同一閉路系統(tǒng)，有效保護(hù)環(huán)境不受污染。


圖1現(xiàn)有技術(shù)中干法生產(chǎn)乙醇胺過程中氨回收工藝流程圖； 其中T-101—一蒸氨裝置；T-201—一蒸氨及氨吸收塔；D-201
——料液周轉(zhuǎn)罐；T-202——脫氨塔；
圖2本發(fā)明的生產(chǎn)乙醇胺過程中氨回收工藝流程圖3是本發(fā)明的氨回收工藝中使用的蒸氨塔結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1——上體鮑爾環(huán)填料；2——進(jìn)料管；3——中部換熱器；
4——U型降液管；5——?dú)怏w連通管；6——下段鮑爾環(huán)填料；7——虹吸式再沸器。
具體實(shí)施例方式
以下通過具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的乙醇胺生產(chǎn)中回收氨的工藝 進(jìn)行詳細(xì)說明。
本發(fā)明的乙醇胺生產(chǎn)回收氨的工藝過程如圖2所示。其中T-101 為一體化的蒸氨塔、E-101蒸氨塔中部換熱器、E-102氨第一冷凝器、 E-103氨再冷器、E-104虹吸式再沸器、FB-101閃蒸罐、E-105閃蒸 冷凝器、D-101催化劑罐、J-101液體噴射泵、P-101液體噴射動(dòng)力泵、 T-102脫水塔、E-106 (脫水塔)塔頂冷凝器、E-107降膜再沸器、P-102 輸送泵。
本發(fā)明的乙醇胺生產(chǎn)中的氨回收工藝，適用于通常稱之為干法的 乙醇胺生產(chǎn)工藝。該工藝采用的是液氨與環(huán)氧乙烷在少量水催化劑的 存在下反應(yīng)，同時(shí)生成MEA、 DEA、 TEA三種產(chǎn)物。水催化劑一般 占投入液氨重量的2-10%，反應(yīng)壓力5.0-8.0Mpa，反應(yīng)溫度80-175°C， 投料A^/3/E0摩爾比大小視所要求的三種產(chǎn)物的比例而定。由此可 見，以干法生產(chǎn)乙醇胺時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物中僅含少量的水，它不可能像濕 法生產(chǎn)乙醇胺那樣，氨以氨水的形式進(jìn)行回收。
本發(fā)明的乙醇胺生產(chǎn)中的氨回收工藝分為三個(gè)步驟 首先，乙醇胺反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入一體化的蒸氨塔T-101上部，壓力的 驟然降低，大量液態(tài)氨閃蒸成氣態(tài)氨，液體通過中部中央循環(huán)管式換 熱器E-lOl，蒸出大部分氨，含有剩余氨的反應(yīng)液通過U型降液管導(dǎo) 入塔的下體，借助E-104再沸器提供的熱量，進(jìn)一步蒸出，氨氣通過氣體連通管上升到塔上部與閃蒸和被E-101蒸出的氨匯聚，進(jìn)入 E-102和E-103氨冷凝器，冷凝器的液態(tài)氨流入液氨周轉(zhuǎn)罐。
然后，經(jīng)一次脫氨后的反應(yīng)液，進(jìn)入FB-101閃蒸罐，氨再一次 閃蒸出，在氨閃蒸的同時(shí)，也閃蒸出少量水，氨和水蒸氣在E-105中 被冷凝成液態(tài)，回到催化劑罐D(zhuǎn)-lOl中。
最后，經(jīng)二次脫氨后的反應(yīng)液，進(jìn)入T-102脫水塔，借助E-107 降膜再沸器加熱，反應(yīng)液中的殘留微量氨和水催化劑一道被蒸出，并 在E-106中冷凝，凝液一部分回流，大部分回到D-101催化劑罐。該 塔在真空條件下操作，未被冷凝的氣態(tài)氨被液體噴射泵工作液水催化 劑吸收，進(jìn)入催化劑中。
本發(fā)明乙醇胺生產(chǎn)中氨回收用的T-lOl蒸氨塔，使用了一體化的 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其結(jié)構(gòu)如圖3所示。它分上下兩體。上體為一次閃蒸一蒸 發(fā)段，它具有足夠的空間，頂部設(shè)置有鮑爾環(huán)填料層，以除去上升氨 氣流可能夾帶的乙醇胺霧沫。中部E-lOl為中央循環(huán)管式換熱器，可 以對(duì)物料進(jìn)行加熱并蒸氨。塔上部的物料依靠U型降液管導(dǎo)入到下 體分布器中，與下蒸發(fā)段E-104虹吸再沸器加熱蒸出的氣體，在鮑爾 環(huán)填料層進(jìn)行氣-液交換傳質(zhì)過程，氨氣通過氣體連通管上升至上體 空間，液體降至塔釜。蒸氨塔中部換熱器E-101利用低壓蒸汽加熱， 而塔釜E-104虹吸再沸器采用高壓蒸汽作為熱源。E-102、 E-103冷凝 器采用32-40'C的循環(huán)冷卻水。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明氨回收的蒸氨塔，操作條件控制為塔頂壓力 1.2-1.5Mpa，溫度80-12CTC，中部換熱器E-101的料液溫度100-130°C，塔釜溫度l80-200。C。氨回收率在98%以上，可使反應(yīng)液中的氨降至 4%以下。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的氨回收的FB-101閃蒸罐為切線進(jìn)料，操作壓力約 0.1Mpa，溫度約130'C.二次脫氨后，使氨回收率達(dá)到99.8%以上。僅 剩微量氨的料液，能確保脫水塔在要求的真空條件下操作。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明氨回收的T-102脫水塔為填料塔，其主要功能是除去 反應(yīng)液中的水，脫氨只是它的輔助功能。塔內(nèi)填料上下兩層不銹鋼(板 波紋或絲網(wǎng))規(guī)整填料，在25-35kg真空的條件下操作，塔釜溫度 145-16(TC.利用液體噴射泵獲得真空，工作液為水催化劑。塔釜釆用 E-207降膜再沸器加熱。料液從塔中部進(jìn)入，從塔頂蒸出的水催化劑 和殘留氨，未被冷凝的氨被噴射泵工作液吸收進(jìn)入D-lOl中。
根據(jù)圖2所示工藝流程回收反應(yīng)液中的剩余氨。
1、 一步蒸氨高壓反應(yīng)液進(jìn)入蒸氨塔(T-101)控制塔頂壓力為 1.2Mpa，溫度IO(TC。中部換熱器(E-101)溫度控制130'C蒸出反應(yīng) 液中剩余的氨；在連續(xù)生產(chǎn)過程中，反應(yīng)液通過U型管進(jìn)入塔下部， 經(jīng)換熱器(E-104)加熱到200°C，再次蒸出余氨，氣態(tài)氨由連通管 升至塔頂，與塔頂氨氣匯聚一起進(jìn)入冷凝器(E-102 )和再凝器(E-103 ) 冷凝成液態(tài)氨回收循環(huán)使用，氨回收率達(dá)到98%以上，反應(yīng)液中氨含 量降至4%以下。
2、 二步閃蒸脫氨經(jīng)蒸氨后的反應(yīng)液進(jìn)入閃蒸罐(FB-lOl)，減 壓至0.1Mpa，溫度130。C，閃蒸出氨和部分水，經(jīng)冷凝器(E-105) 冷凝成氨水，進(jìn)入催化劑罐(D-lOl)。氨總回收率達(dá)到99.8%以上。3、三步低壓脫氨帶微量氨的反應(yīng)液進(jìn)入脫水塔，控制塔頂壓
力25Kpa，溫度65'C，微量氨蒸出并被塔頂冷凝器回流的水吸收，最 后進(jìn)入催化劑罐(D-101)，未能吸收的氨被液體噴射真空泵工作液帶入 催化劑罐(D-101),催化劑罐(D-101)中的稀氨水作為催化劑重返 反應(yīng)系統(tǒng)。
盡管上文對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
給予了詳細(xì)描述和說明，但是 應(yīng)該指明的是，我們可以依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行各種 等效改變和修改，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說明書及附圖所涵蓋 的精神時(shí)，均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、乙醇胺生產(chǎn)中的氨回收工藝，其特征在于乙醇胺反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入一體化的蒸氨塔上部，壓力的驟然降低使大量液態(tài)氨閃蒸成氣態(tài)氨，液體通過中部中央循環(huán)管式換熱器，蒸出大部分氨，含有剩余氨的反應(yīng)液通過U型降液管導(dǎo)入塔的下體，借助再沸器提供的熱量，進(jìn)一步蒸出，氨氣通過氣體連通管上升到塔上部與閃蒸和被蒸出的氨匯聚，進(jìn)入氨冷凝器，冷凝器的液態(tài)氨流入液氨周轉(zhuǎn)罐；然后經(jīng)過一次脫氨的反應(yīng)液，進(jìn)入閃蒸罐，氨再一次閃蒸出，在氨閃蒸的同時(shí)，也閃蒸出少量水，氨和水蒸汽被冷凝成液態(tài)，回到催化劑罐中；最后，經(jīng)二次脫氨后的反應(yīng)液，進(jìn)入脫水塔，借助降膜再沸器加熱，反應(yīng)液中的殘留微量氨和水催化劑一道被蒸出，再次冷凝，凝液一部分回流，大部分回到催化劑罐。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨回收工藝，其特征在于所述一體化結(jié)構(gòu) 的蒸氨塔分為上體和下體兩部分，上體為一次閃蒸一蒸發(fā)段，下體為 二次蒸發(fā)段，上體的液體通過U型降液管導(dǎo)入下體，下體的氣體通 過氣體連通管升到上體，上體留有足夠的空間，中部中央循環(huán)管換熱 器對(duì)液料進(jìn)行加熱，補(bǔ)償氨閃蒸過程中吸收的熱量，并將氨蒸出，溫 度控制在100-130°C，塔頂溫度80-120。C，塔頂壓力1.2-1.5Mpa，下 體采用虹吸再沸器加熱料液，溫度控制在180-200°C。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨回收工藝，其中再一次閃蒸脫氨的閃蒸 罐，壓力降至0.1Mpa以下，脫水塔在真空條件下操作，經(jīng)此過程， 氨回收率達(dá)到99.8%以上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨回收工藝，其中乙醇胺反應(yīng)液在脫水過程中，將氨全部回收，脫水塔在真空條件下操作，頂部壓力25-35Kpa， 塔釜溫度145-160°C。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的氨回收工藝，其中脫水塔利用水催化劑作 為工作液的噴射泵，使得脫水塔在25-35Kpa條件下操作，又吸收微 量氨，使之再次參與反應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種乙醇胺生產(chǎn)中的氨回收的新工藝，其中氨的回收分三個(gè)步驟第一步，帶有大量氨的反應(yīng)液進(jìn)入閃蒸與蒸發(fā)一體的脫氨裝置，在此裝置中脫出反應(yīng)液中98-99％的氨，蒸出的氨經(jīng)冷凝回收到液氨周轉(zhuǎn)罐；第二步，帶有少許氨的反應(yīng)液第二次閃蒸，閃蒸出的氨和水經(jīng)冷凝后回到水催化罐，此時(shí)氨脫除率達(dá)到99.8％以上；第三步，帶有微量氨的反應(yīng)液，在脫水塔中被完全蒸出。脫水塔在真空條件下操作，它利用水催化劑作為工作液驅(qū)動(dòng)噴射泵，同時(shí)起到抽氣和吸收微量氨的效果。含有氨的水作為催化劑循環(huán)回反應(yīng)單元，氨參與化學(xué)反應(yīng)，最終達(dá)到氨的全部吸收。
文檔編號(hào)C07C213/10GK101560159SQ200910098499
公開日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2009年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月12日
發(fā)明者孫立平 申請(qǐng)人:嘉興金燕化工有限公司