本文公開了用于生產(chǎn)乙醇胺的方法,具體地,用于在三乙醇胺蒸餾塔中產(chǎn)生具有改善的顏色性能和其它性能的三乙醇胺產(chǎn)物流的方法。
背景技術(shù):
在化學(xué)工業(yè)中,單獨地和組合的乙醇胺具有多種用途。例如乙醇胺可以用作腐蝕抑制劑、潤滑劑和精煉劑(用于氣體脫硫)、洗滌劑和專業(yè)清潔劑、混凝土外加劑(concrete admixture)、柔性聚氨酯發(fā)泡催化劑、個人護理產(chǎn)品、照相乳劑、溶劑、染料中間體、橡膠促進劑、乳化劑、油墨添加劑、油添加劑、在發(fā)電廠和具有壓水式反應(yīng)堆的核電站的蒸汽循環(huán)中的堿化水、農(nóng)藥和藥物中間體,天然氣還用作酸性氣體吸收溶劑。在半導(dǎo)體領(lǐng)域中,由于它們的表面活性劑的性能,乙醇胺還可以用于晶片清洗和光致抗蝕劑剝離應(yīng)用。全球?qū)σ掖及返男枨笳谠黾樱⑶翌A(yù)計到2015年會超過1.605百萬噸。
乙醇胺是易燃的、腐蝕性的、無色、粘稠液體,其是通過氨(NH3)和鹵代醇或環(huán)氧乙烷(C2H4O)(EO)的反應(yīng)所產(chǎn)生的。然而,EO更廣泛地用于商業(yè)過程。為了商業(yè)上生產(chǎn)乙醇胺,在單步或多步反應(yīng)室中并在50℃至257℃的溫度下,使氨水和環(huán)氧乙烷接觸。有三種類型的乙醇胺:MEA(H2NCH2CH2OH);二乙醇胺(HN(CH2CH2OH)2),還被稱為DEA;以及三乙醇胺(N(CH2CH2OH)3),還被稱為TEA。MEA、DEA或TEA的形成取決于氨分子與1、2或3個EO分子反應(yīng)。上述反應(yīng)具有平行連續(xù)機制,從而使得同時獲得三種產(chǎn)物(MEA、DEA和TEA)。在乙醇胺反應(yīng)中水用作催化劑。
由于在石油化學(xué)工業(yè)中對TEA的需求,需要存在具有輕微變色可能的無色且透明的TEA,例如由美國公共衛(wèi)生協(xié)會(APHA,American Public Health Association)或加德納色數(shù)(Gardner color number)測量的,其甚至在延長的儲存期間內(nèi)保留這些性能。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
在各種實施方式中,本文公開了用于由非反應(yīng)性蒸餾塔來產(chǎn)生三乙醇胺的方法。
一種用于由非反應(yīng)性蒸餾塔來產(chǎn)生三乙醇胺的方法,包括:在反應(yīng)器中將包含按重量計30%至40%的氨的氨溶液與環(huán)氧乙烷混合以產(chǎn)生得到的產(chǎn)物流,其中所述得到的產(chǎn)物流包含乙醇胺、未反應(yīng)的氨和水;從得到的產(chǎn)物流除去按重量計30%至50%的未反應(yīng)的氨以產(chǎn)生汽提的產(chǎn)物流;將汽提的產(chǎn)物流轉(zhuǎn)移到二乙醇胺蒸餾塔的一段(stage)以產(chǎn)生得到的產(chǎn)物流;將在二乙醇胺蒸餾塔中的底流流速(底部流流速,bottom stream flow rate)從高于基礎(chǔ)值底流流速的1%調(diào)節(jié)至4%;將得到的產(chǎn)物流轉(zhuǎn)移到三乙醇胺蒸餾塔的一段以產(chǎn)生三乙醇胺產(chǎn)物流;將三乙醇胺產(chǎn)物流的流速調(diào)節(jié)至低于基礎(chǔ)值流速的10%至20%(調(diào)節(jié)三乙醇胺產(chǎn)物流的流速低于基礎(chǔ)值流速的10%至20%);以及從三乙醇胺蒸餾塔回收三乙醇胺產(chǎn)物流,其中三乙醇胺產(chǎn)物流包含按重量計大于或等于99%的純度的三乙醇胺和按重量計0.1%至0.6%的二乙醇胺。
下文更具體地描述了這些和其他它特征和特性。
附圖說明
下面是附圖的簡要描述,其中相同的要素被相似地編號,并且其是出于說明本文公開的示例性實施方式的目的,而不是為了限制本發(fā)明的目的。
圖1是根據(jù)一種實施方式的乙醇胺生產(chǎn)過程的示意圖。
圖2是根據(jù)一種實施方式的三乙醇胺塔的ASPENTM模擬。
具體實施方式
本文公開了一種方法,該方法可以提供用于由在非反應(yīng)性蒸餾裝置中的真空蒸餾塔產(chǎn)生按重量計等于或大于80%純度的,以及例如按重量計等于或大于85%純凈等級,傳統(tǒng)上稱為“TEA 85”的TEA的改善的過程。可以在寬范圍的加工條件下來實施該方法,寬范圍的加工條件包括但不限于反應(yīng)物濃度、反應(yīng)物的流速、溫度、和壓力??梢栽诖嬖诨虿淮嬖诖呋瘎┑那闆r下進行上述過程,其中催化劑可以是水??梢栽谒嗷蚍撬嘀羞M行上述過程。通過選擇適當(dāng)?shù)奶幚項l件,可以操作在上述過程中的所期望的輸出產(chǎn)物以包括各種比例的MEA、DEA、和TEA。如本文所描述的過程僅是示例性過程并用于說明的目的。根據(jù)需要可以使用步驟和組分的其它變化和組合。
參照圖1,其示出根據(jù)一種實施方式的乙醇胺生產(chǎn)工藝的示意圖。過程100可以包括反應(yīng)器105,其中EO可以與在水溶液中的過量氨和水反應(yīng),以形成包括MEA、DEA和TEA的乙醇胺反應(yīng)產(chǎn)物;氨汽提器107,用于通過蒸餾從反應(yīng)產(chǎn)物汽提未反應(yīng)的氨以及用于除去過量氨和一些水;真空干燥塔112,用于從汽提的反應(yīng)產(chǎn)物蒸發(fā)水以產(chǎn)生脫水反應(yīng)產(chǎn)物;以及胺蒸餾組件,用于將脫水反應(yīng)產(chǎn)物分離成MEA、DEA和TEA。在一些替代方案中,過程100還可以包括氨吸收器110和氨溶液儲存器103,用于回收利用汽提自反應(yīng)產(chǎn)物的過量氨,其中通過管路111可以將氨溶液儲存器103供給到氨吸收器??梢詫蔽掌?10和氨溶液儲存器103供給到反應(yīng)器105。在一些替代方案中,過程100還可以包括EO存儲器101。在一些替代方案中,氨汽提器107、干燥塔112、和蒸餾或分流塔可以與一個或多個板式塔一起操作。在一些替代方案中,上述一個或多個板式塔可以包括反應(yīng)區(qū)(頂部)和汽提區(qū)(底部)。在一些替代方案中,上述塔可以包括多個板或段(階,stage),例如5-20段。在過程100中使用的反應(yīng)器105可以是等溫反應(yīng)器、絕熱反應(yīng)器或其它已知的反應(yīng)器。可以使用由循環(huán)水外部冷卻的管狀反應(yīng)器。在一些替代方案中,反應(yīng)器105的長度可以是約2米至約35米,例如2米至35米。在一些替代方案中,反應(yīng)器105的直徑可以是約0.2米至約0.5米,例如0.2米至0.5米。
以下實施例僅僅是用來說明本文公開的系統(tǒng)和方法而不旨在限制其范圍。除非另有說明,本文公開的實施例是基于模擬。
實施例1-在TEA塔125中100%的基本案例
參照圖2,其示出了根據(jù)一種實施方式的用于生產(chǎn)TEA 85按重量計等于或大于99.2%純度,例如按重量計等于或大于99.4%純度,例如按重量計等于或大于99.7%純度,以及例如按重量計等于或大于99.9%純度(通常稱為“TEA 99”)的TEA的TEA塔的ASPENTM模擬。可以開發(fā)模擬模型來評估過程100和過程100的組件??梢韵鄬τ趯嶋H工廠行為來驗證上述模型。可以將來自實際工廠行為的數(shù)據(jù)輸入上述模型并可以用來調(diào)整上述模型。可以利用AspenTM模擬軟件(Aspen PlusTM和Aspen Custom ModelerTM)或其它模擬軟件,如Simulation Sciences(SimSci)Pro/IITM,來開發(fā)模型。模型可以使用來自沙特阿拉伯(Saudi Arabia)的能夠產(chǎn)生約90,000-約110,000噸的乙醇胺/年的工廠的處理條件數(shù)據(jù)。上述工廠還能夠產(chǎn)生約700,000噸的單乙二醇(MEG)/年。在一些替代方案中,可以使用用于乙醇胺生產(chǎn)工藝的Oxiteno工藝流程圖(PFD)數(shù)據(jù)來開發(fā)模型。這些模擬可以標(biāo)記為基本案例。
在一些替代方案中,過程100可以利用與在反應(yīng)器105之間的中間冷卻器串聯(lián)連接的6段管狀反應(yīng)器105。在一些替代方案中,中間冷卻器可以由一束U型管構(gòu)成,其中上述U型管被保持在約37℃至約70℃的溫度下。例如可以將U型管的溫度保持在41℃-43℃至60℃-63℃的溫度下。在管狀反應(yīng)器105的每個段的出口處,可以將管狀反應(yīng)器105的溫度從60℃-63℃冷卻到41℃-43℃,其中通過將循環(huán)或蒸汽冷卻劑用作冷卻介質(zhì)的中間冷卻器,可以將其供給到管狀反應(yīng)器105的每個段的進口。在一些替代方案中,冷卻劑可以是水。
通過管路104,可以將供給自氨存儲器103的氨水引到例如反應(yīng)器105的第一段。通過管路102,還可以將環(huán)氧烯烴如例如來自EO存儲器101的EO引到反應(yīng)器105的第一段。在一些替代方案中,在引入到反應(yīng)器105的第一段以前,可以合并供給自氨存儲器103的氨和供給自EO存儲器101的EO。在一些替代方案中,氨水溶液可以包括按重量計30-40%的氨和按重量計50-70%的水。例如氨溶液可以包括按重量計約33-35%的氨,例如按重量計33-35%的氨,和按重量計約62%的水,例如按重量計62%的水。在一些替代方案中,可以將按重量計氨的%保持低于50%以增加MEG的生產(chǎn)。在一些替代方案中,可以將通過過程100所產(chǎn)生的乙醇胺循環(huán)回到反應(yīng)器105以調(diào)節(jié)所期望的MEA:DEA:TEA比率。在一些替代方案中,可以將,按重量計約1-5%的MEA加入氨水溶液,例如按重量計1-5%的MEA。在一些替代方案中,可以將按重量計約1-5%的DEA加入氨水溶液,例如按重量計1-5%的DEA。例如還可以將按重量計約2.7%的MEA和按重量計約2.2%的DEA加入氨水溶液,例如按重量計2.7%的MEA和按重量計2.2%的DEA。在一些替代方案中,在氨水溶液中的氨可以是新鮮添加的氨、循環(huán)的氨、或包括前述中的至少一種的組合。在一些替代方案中,可以將新鮮氨直接供給至反應(yīng)器105或在過程100中的一些其它點(例如供給至氨汽提器107)。在一些替代方案中,適用于反應(yīng)的氨可以是無水的或氨和水的溶液。
在一些替代方案中,反應(yīng)所需要的EO可以均勻分布于反應(yīng)器105的段。通過管路102,到反應(yīng)器105的每個段的EO流可以保持為約1500千克/小時(kg/h)至約1800kg/h,例如1500kg/h至1800kg/h。可以將到反應(yīng)器105的每個段的EO流保持為1714.2kg/h以在反應(yīng)器105的每個段的出口處產(chǎn)生所期望的EO轉(zhuǎn)化率。在一些替代方案中,對于管路102,到反應(yīng)器105的每個段的EO流速可以是總EO流速的六分之一,例如總EO流速10,285kg/h的六分之一。EO的流速可以確保,在反應(yīng)器105的前四段處發(fā)生的反應(yīng)中,可以轉(zhuǎn)化約百分之八十六的EO。在反應(yīng)器105的第五段處發(fā)生的反應(yīng)中,可以轉(zhuǎn)化約分之九十九,例如99%的EO,以及在反應(yīng)器105的第六段處發(fā)生的反應(yīng)中,可以轉(zhuǎn)化大于百分之九十九的EO。在一些替代方案中,到反應(yīng)器105的每個段的EO流速可以取決于乙醇胺的生產(chǎn)率。在反應(yīng)器105的每個段處的壓力可以保持為約15巴表壓(barg)至約30巴表壓,例如15巴表壓至30巴表壓。例如在反應(yīng)器105的每個段處的壓力可以保持在約19巴表壓至約24巴表壓之間,以避免EO和氨的蒸發(fā),例如19巴表壓至24巴表壓。在反應(yīng)器105中的反應(yīng)可以形成反應(yīng)產(chǎn)物流出物,其可以包括乙醇胺、未反應(yīng)的/過量的氨、任何其它未反應(yīng)組分(例如水等)、以及可選的一種或多種反應(yīng)副產(chǎn)物,如例如MEG。
可以通過高于氨汽提器107(其可以包括約十六個段)的第四段的管路106來引入得到的產(chǎn)物流。管路106的供給速率可以是約58,170kg/h至約58,190kg/h,例如58,170kg/h至58,190kg/h,例如供給速率為58,180Kg/h。氨汽提器107可以從反應(yīng)產(chǎn)物流出物除去過量或未反應(yīng)的氨??梢栽诩s1巴表壓至約5巴表壓,例如1巴表壓至5巴表壓,以及例如約3.5巴表壓至約3.6巴表壓,例如3.5巴表壓至3.6巴表壓的壓力下操作氨汽提器107??梢酝ㄟ^管路109,在氨汽提器107的底部提取包括乙醇胺、副產(chǎn)物和剩余水的流,并供給到干燥塔112,其中通過剩余水的蒸發(fā),可以獲得乙醇胺的脫水混合物。在氨汽提器107的底部處的溫度可以是約150℃至約165℃,例如150℃至165℃,以及例如約158.2℃至約159.6℃,例如158.2℃至159.6℃。上述流可以包括按重量計約35-50%的水,例如按重量計35-50%的水,以及更優(yōu)選按重量計約40-43%的水,例如按重量計40-43%的水。在一些替代方案中,通過管路108由氨汽提器107的頂部收集的部分流(其可以包括約90-99%,例如按重量計90-99%的水以及可忽略的量的乙醇胺)通過管路201可以回流到在第十六段下方的段處的干燥塔112。例如上述流可以包括按重量計約98.31%的水以及可忽略的量的乙醇胺,例如按重量計98.31%的水。
在一些替代方案中,第二流(其可以包括按重量計約35-45%的氨和按重量計約40-60%的水,例如按重量計35-45%的氨和按重量計40-60%的水,可忽略的量的乙醇胺和MEG,)可以通過管路108由氨汽提器107的頂部收集并輸送到氨吸收器110。例如上述流可以包括按重量計約40%的未反應(yīng)的氨,例如按重量計40%的未反應(yīng)的氨,按重量計約59%的水,例如按重量計50%的水,可忽略的量的乙醇胺和MEG??梢岳鋮s和冷凝氨汽提器107的塔頂(overhead)蒸汽,并且然后通過管路108供給到氨吸收塔110??梢詫⑿迈r氨補充物供給至氨吸收塔110內(nèi),并且兩個流可以形成通過管路104到反應(yīng)器105的部分的氨水進料。氨汽提器107的頂部的溫度可以是約130℃至約140℃,例如130℃至140℃,以及例如約133.6℃至約135.2℃,例如133.6℃至135.2℃。
可以以約20,000kg/h至約30,000kg/h,例如20,000kg/h至30,000kg/h,的供給速率,將來自管路109的汽提的所得產(chǎn)物流出物引入至高于干燥塔的第二段的干燥塔112。例如供給速率可以是約24,611kg/h,例如24,611kg/h??梢栽诟稍锼?12的第九段處引入來自管路109的得到的產(chǎn)物流出物。通過剩余水的蒸發(fā),干燥塔112可以除去在汽提的所得產(chǎn)物流出物中仍然存在的任何水。通過管路113水可以作為蒸氣離開干燥塔112。在一些替代方案中,可以作為循環(huán)水流將蒸汽加入干燥塔112以確保沒有MEA、DEA或TEA與蒸汽一起離開干燥塔112。在一些替代方案中,通過管路113從干燥塔112回收的水可以循環(huán)用于在氨吸收器110中使用。在一些替代方案中,通過管路113由干燥塔112回收的部分水還可以通過管路114循環(huán)用于整個過程100。可以在約260毫巴(mbar)至約280mbar的壓力下操作干燥塔112,例如260mbar至280mbar,例如約270mbar至約273mbar,例如270mbar至273mbar。干燥塔112可以包括熱交換器和冷凝器。
在MEA塔116的頂部和底部之間的點處,可以通過管路115將來自干燥塔112的包括痕量的水、乙醇胺和副產(chǎn)物的脫水的得到的產(chǎn)物流供給到MEA塔116,通過除去在脫水的得到的產(chǎn)物流中的基本上所有的MEA,以產(chǎn)生DEA得到的產(chǎn)物流。通過管路117,MEA產(chǎn)物可以離開MEA塔116。
可以通過管路118和/或121,將來自MEA塔116的包括痕量的MEA、DEA、TEA和副產(chǎn)物的產(chǎn)生的DEA產(chǎn)物流分別供給到DEA塔119和/或122,以產(chǎn)生TEA產(chǎn)物流,該TEA產(chǎn)物流包括TEA 85、TEA 99和按重量計約10%的DEA至按重量計約15%的DEA,例如按重量計10%至按重量計15%的DEA,以及例如按重量計約15%的DEA和副產(chǎn)物,例如按重量計15%的DEA和副產(chǎn)物。通過管路120,DEA產(chǎn)物可以離開DEA塔119,以及通過管路123,DEA產(chǎn)物可以離開DEA塔122。
可以通過管路124,將TEA產(chǎn)物流供給到例如TEA塔125的第八段。產(chǎn)物流的流速可以是約4000kg/h至約4300kg/h,例如4000kg/h至4300kg/h,例如約4130kg/h,例如4130kg/h。TEA塔125可以包括例如八個段。通過管路129可以將來自TEA塔125的底部的TEA重餾分(TEA heavy end)202供給至例如TEA塔125的第七段。在一些替代方案中,通過管路127可以將TEA重餾分202送至蒸發(fā)器128。通過管路130其它產(chǎn)物可以離開蒸發(fā)器128。然后通過管路129蒸發(fā)器128可以將TEA重餾分202循環(huán)回到TEA塔125。在一些替代方案中,TEA重餾分202的流速可以是約150kg/h至約200kg/h,例如150kg/h至200kg/h,以及例如約188.98kg/h,例如188.98kg/h。在一些替代方案中,TEA重餾分202可以含有約150kg/h至約200Kg/h的TEA,例如150kg/h至200kg/h,例如約188.96kg/h,例如188.96kg/h,以及約0.01kg/h至約0.05kg/h的DEA,例如0.01kg/h至0.05kg/h,例如約0.02kg/h的DEA,例如0.02kg/h的DEA。在一些替代方案中,蒸發(fā)器128可以減少在TEA重餾分202中的TEA含量并且可能減少產(chǎn)生的TEA重餾分202的量。在一些替代方案中,由TEA塔125的底部到蒸發(fā)器128的TEA進料可以是約280kg/h至約3450Kg/h,例如280kg/h至3450kg/h,例如約310kg/h,例如310kg/h。
由TEA塔125的底部到蒸發(fā)器128的TEA進料可以包括約0.5kg/h至約5kg/h,例如0.5kg/h至5kg/h,例如約1kg/h的DEA,例如1kg/h的DEA。由TEA塔125的底部到蒸發(fā)器128的總TEA進料可以是約285kg/h至約330kg/h,例如285kg/h至330kg/h,例如約311kg/h,例如311kg/h??梢栽诩s1mbar至約7mbar,例如1mbar至7mbar,例如約2.7mbar至約4.4mbar,例如2.7mbar至4.4mbar的壓力下操作TEA塔125??梢栽诩s150℃至約200℃,例如150℃至200℃,例如約171.2℃至約181.2℃,例如171.2℃至181.2℃的溫度下操作TEA塔125。具有約1000千瓦(kW)至約1600kW,例如1000kW至1600kW,例如約1441kW,例如1441kW的負(fù)荷的冷凝器206可以將TEA塔125的頂部段保持在約100℃至約200℃,例如100℃至200℃,例如約168℃至約175℃,例如168℃至175℃,以及例如在約171.4℃,例如171.4℃的溫度下。具有約1000kW至約1600kW,例如1000kW至1600kW,例如約1424kW,例如1424kW的負(fù)荷的再沸器201可以將TEA塔125的底部段保持在約150℃至約200℃,例如150℃至200℃,例如約181.2℃,例如181.2℃的溫度下??梢栽诩s4000kg/h至約5000kg/h,例如4000kg/h至5000kg/h,例如約4400kg/h,例如4400kg/h的回流速率下操作TEA塔125。可以以約200kg/h至約500kg/h,例如200kg/h至500kg/h,例如約311kg/h,例如311kg/h的底部速率來操作TEA塔125。
可以在TEA塔125的第八段210處收集可以包括TEA 99、TEA重餾分202和副產(chǎn)物的流,并且通過管路203供給到再沸器201。TEA重餾分202可以包括TEA以及痕量的DEA、TEA EO和DEA EO??梢哉麴sTEA 99并且通過管路204返回到TEA塔125。通過管路127,富含TEA重餾分202的流可以離開熱交換器201,以用于通過蒸發(fā)器128和TEA塔125進一步處理。
收集自管路126的TEA 99的流速可以是約3500kg/h至約4500kg/h,例如3500kg/h至4500kg/h,例如約4009kg/h,例如4009kg/h。在一些替代方案中,TEA 99產(chǎn)物流可以包括按重量計約0.1%的DEA至按重量計約0.3%的DEA,例如按重量計0.1%至按重量計0.3%,例如按重量計約0.17%的DEA,例如按重量計0.17%的DEA,以及TEA 99。表1和表2說明這些結(jié)果。
實施例2-在TEA塔125處,100%的基本案例處理條件。
進一步模擬實施例1中所描述的乙醇胺的生產(chǎn)以模擬在TEA塔125處添加虛擬流??梢?,通過管路124將來自DEA塔122的TEA得到的產(chǎn)物流供給到例如TEA塔125的第八段。TEA得到的產(chǎn)物流的流速可以是約4100kg/h至約4300kg/h,例如4100kg/h至4300kg/h,例如約4209kg/h,例如4209kg/h。通過管路121的DEA塔119的底部流速可以是約8300kg/h至約8550kg/h,例如8300kg/h至8550kg/h,例如約8420Kg/h,例如8420kg/h。
具有約750kW至約1100kW(例如750kW至1100kW),例如約951kW(例如951kW)的負(fù)荷的冷凝器206可以將TEA塔125的頂部段保持在約100℃至約200℃(例如100℃至200℃),以及例如在約148.1℃(例如148.1℃)的溫度下。具有約750kW至約1100kW(例如750kW至1100kW),以及例如約951kW(例如951kW)的負(fù)荷的再沸器201可以將TEA塔125的底部段保持在約150℃至約200℃(例如150℃至200℃),以及例如約177.6℃,例如177.6℃,的溫度下??梢允褂眉s200kg/h至約400kg/h(例如200kg/h至400kg/h),以及例如約311kg/h(例如311kg/h)的底部速率來操作TEA塔125。在TEA塔125處,可以通過管路205在接近TEA塔125的頂部的位置收集可以包括DEA和TEA的流,并且可以在熱交換器206中冷凝。產(chǎn)生的冷凝物(其可以包括可忽略量的TEA 99)可以通過管路207部分地回流到TEA塔125。在接近例如TEA塔125的第一段209處,可以通過管路211排出作為虛擬流的冷凝物的剩余部分,其可以包括TEA 85,按重量計約10%的DEA至約15%的DEA(例如按重量計10%至15%的DEA),例如按重量計約15%的DEA(例如按重量計15%的DEA)。通過管路211的虛擬流的流速可以是約400kg/h至約800kg/h(例如400kg/h至800kg/h),例如約637kg/h(例如637kg/h)。
可以,在接近例如TEA塔125的第四段處,通過管路126收集回收自TEA塔125的TEA 99產(chǎn)物流。在一些替代方案中,TEA 99產(chǎn)物流可以包括按重量計約0.01%的DEA至按重量計約0.3%的DEA(例如按重量計0.01至0.3%的DEA),以及例如按重量計約0.1%的DEA(例如按重量計0.1%的DEA)。TEA 99產(chǎn)物流還可以包括按重量計約99%的TEA 99至按重量計約100%的TEA 99(例如按重量計99至100%的TEA 99),以及例如按重量計約99.9%的TEA 99(例如按重量計99.9%的TEA 99)。表1和表2說明這些結(jié)果。
實施例3-在TEA塔125處110%的基本案例。
進一步模擬實施例1中所描述的乙醇胺的生產(chǎn)以模擬在TEA塔125處增加的處理條件。在TEA塔125處,在基本案例數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上以約5%至約20%(例如5%至20%),以及例如約10%(例如10%)調(diào)節(jié)處理條件數(shù)據(jù)。處理條件可以包括但不限于TEA塔125的冷凝器熱負(fù)荷、再沸器熱負(fù)荷和底部流速。這種模擬被標(biāo)記為110%的基本案例。
可以,通過管路124將包括按重量計約10%的DEA至按重量計約15%的DEA(例如按重量計10%至15%的DEA),以及例如按重量計約15%的DEA(例如按重量計15%的DEA)、TEA和副產(chǎn)物的TEA得到的產(chǎn)物流供給到例如TEA塔125的第八段。TEA得到的產(chǎn)物流的流速可以是約3800kg/h至約4200kg/h(例如3800kg/h至4200kg/h),例如約4000kg/h(例如4000kg/h)。通過管路121的DEA塔119的底部流速可以是約9600kg/h至約10,000kg/h(例如9600kg/h至10,000kg/h),例如約9802kg/h(例如9802kg/h)。TEA塔125可以包括例如八個段??梢酝ㄟ^管路129將來自TEA塔125的底部的TEA重餾分202供給至例如TEA塔125的第七段。具有約1000kW至約1600kW(例如1000kW至1600kW),以及例如約1387kW(例如1387kW)的負(fù)荷的冷凝器206可以將TEA塔125的頂部段保持在約100℃至約200℃(例如100℃至200℃),以及例如約171.5℃(例如171.5℃)的溫度下。具有約1000kW至約1600kW(例如1000kW至1600kW),以及例如約1371kW(例如1371kW)的負(fù)荷的再沸器201可以將TEA塔125的底部段保持在約150℃至約200℃(例如150℃至200℃,以及更優(yōu)選約181.4℃(例如181.4℃),的溫度下??梢砸约s300kg/h至約600kg/h(例如300kg/h至600kg/h),以及例如約499kg/h(例如499kg/h)的底部速率來操作TEA塔125。
可以在TEA塔125的第八段210處收集可以包括痕量的TEA 99、TEA重餾分202和副產(chǎn)物的流,并且通過管路203供給到再沸器201。可以蒸餾TEA 99并通過管路204返回到TEA塔125。通過管路202,TEA重餾分202流可以離開熱交換器201,以用于通過蒸發(fā)器和TEA塔125的進一步的處理??梢酝ㄟ^管路126例如在TEA塔125的第四段處收集TEA 99產(chǎn)物流。收集自管路126的TEA 99的流速可以是約3500kg/h至約4500kg/h(例如3500kg/h至4500kg/h),以及例如約3690kg/h(例如3690kg/h)。在一些替代方案中,TEA 99產(chǎn)物流可以包括按重量計約0.1%的DEA至按重量計約0.9%的DEA(例如按重量計0.1%至0.9%的DEA),以及例如按重量計約0.6%的DEA(例如按重量計0.6%的DEA),以及TEA 99。
實施例4-在具有虛擬流的TEA塔125處的110%的基本案例
進一步模擬實施例3中所描述的乙醇胺的生產(chǎn)以模擬在TEA塔125處添加虛擬流。在DEA塔122處,處理條件數(shù)據(jù)在基本案例數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上減小約2%至約4%(例如2%至4%),以及例如約3%(例如3%)。處理條件包括但不限于DEA塔122的底流流速。通過管路124可以將來自DEA塔122的TEA得到的產(chǎn)物流供給到例如TEA塔125的第八段。產(chǎn)物流的流速可以是約4000kg/h至約4200kg/h(例如4000kg/h至4200kg/h),更優(yōu)選地約4085kg/h(例如4085kg/h)。DEA塔119通過管路121的底部流速可以是約9600kg/h至約10,000kg/h(例如9600kg/h至10,000kg/h),例如約9802kg/h(例如9802kg/h)。具有約750kW至約1100kW(例如750kW至1100kW),以及例如約953kW(例如953kW)的負(fù)荷的冷凝器206可以將TEA塔125的頂部段保持在約100℃至約200℃(例如100℃至200℃),以及例如約148.1℃(例如148.1℃)的溫度下。具有約750kW至約1100kW(例如750kW至1100kW),以及例如約954kW(例如954kW),的負(fù)荷的再沸器201可以將TEA塔125的底部段保持在約150℃至約200℃(例如150℃至200℃),以及例如約177.5℃(例如177.5℃)的溫度下。可以以約300kg/h至約600kg/h(例如300kg/h至600kg/h),以及例如約499kg/h(例如499kg/h)的底部速率來操作TEA塔125。在TEA塔125處,在接近TEA塔125的頂部的位置,通過管路205可以收集可以包括DEA和TEA的流,并且可以在熱交換器206中冷凝。通過管路207可以將產(chǎn)生的冷凝物(其可以包括可忽略的量的TEA 99)部分地回流到TEA塔125。通過管路211,可以在接近例如TEA塔125的第一板209處排出作為虛擬流的冷凝物的剩余部分,其可以包括TEA 85,按重量計約10%的DEA至約15%的DEA(例如按重量計10%至15%的DEA),例如按重量計約15%的DEA(例如按重量計15%的DEA)。虛擬流可以包括約500kg/h的TEA 85至約600kg/h的TEA 85(例如500kg/h至600kg/h的TEA 85),約90kg/h的DEA至約100kg/h的DEA(例如90kg/h至100kg/h的DEA)。例如虛擬流可以包括約550kg/h的TEA 85和約97kg/h的DEA(例如550kg/h的TEA 85和97kg/h的DEA)。通過管路211的虛擬流的流速可以是約400kg/h至約800kg/h(例如400kg/h至800kg/h),例如約647kg/h(例如647kg/h)。通過管路126,可以在接近例如在TEA塔125的第四段處收集回收自TEA塔125的TEA 99產(chǎn)物流。在一些替代方案中,TEA 99產(chǎn)物流可以包括按重量計約0.01%的DEA至按重量計約0.3%的DEA(例如按重量計0.01%的DEA至按重量計0.3%的DEA),以及例如按重量計約0.1%的DEA(例如按重量計0.1%的DEA)。TEA 99產(chǎn)物流還可以包括按重量計約99%的TEA 99至按重量計約100%的TEA(例如按重量計99%至100%的TEA 99),以及例如按重量計約99.9%的TEA 99(例如按重量計99.9%的TEA)。表1和表2說明這些結(jié)果。
表1示出了在TEA塔125處的輸出參數(shù)。以百分比(%)為單位來測量負(fù)載;以攝氏度(℃)為單位來測量頂部溫度(頂部溫度(Top Temp))和底部溫度(底部溫度(Bottom Temp)),以毫巴(mbar)為單位來測量壓力,以千克/小時(kg/h)為單位來測量底部速率和回流速率,以及以千瓦(kW)為單位來測量冷凝器熱負(fù)荷和再沸器熱負(fù)荷。
表2示出了在TEA塔125處模擬案例的TEA產(chǎn)物含量與實際工廠生產(chǎn)率的比較,其中以%為單位來測量負(fù)載,以千克/小時(kg/h)為單位來測量生產(chǎn)率,以及全部以重量百分比(Wt%)為單位來測量H20、MEA、DEA、TEA和MEG。
基于上述結(jié)果,借助于在TEA塔125處的虛擬流211,通過將DEA塔122通過管路124的底流流速從約20kg/h增加至約200kg/h(例如20kg/h至200kg/h),以及例如約80kg/h(例如80kg/h),以及以約10%至約35%(例如10%至35%),以及例如約15%(例如15%)降低TEA 99產(chǎn)物流的流速,可以生產(chǎn)約5000噸(例如5000噸)的TEA 85/年。增加的DEA流速和降低的TEA 99流速可以導(dǎo)致TEA塔的溫度降低約10℃至約50℃(例如10℃至50℃),以及例如約23℃(例如23℃)。降低的溫度可以導(dǎo)致三乙醇胺產(chǎn)物具有約0至小于約50(例如0至50),例如約0至約40(例如0至40),例如約0至約30(例如0至30),例如約0至約20(例如0至20),以及例如約0至約10(例如0至10),例如約0至約8(例如0至8),例如約0至約6(例如0至6),例如約0至約4(例如0至4),以及例如約0至約2(0至2)的APHA顏色。
在一些替代方案中,當(dāng)例如存儲TEA產(chǎn)物時,TEA產(chǎn)物的APHA顏色可以以周期性間隔改變。在一些替代方案中,TEA產(chǎn)物的APHA顏色變化可以取決于若干因素,包括但不限于變量的函數(shù),如整體溫度、加熱線圈溫度、硼氫化鈉(SBH)、惰性化(利用氮氣墊)、罐翻轉(zhuǎn)以及在胺生產(chǎn)過程中的過程變量(在EO中的醛、塔底部的溫度、在塔中的空氣進氣、常用罐溫度(day tank temperature))、以及在生產(chǎn)期間和/或以后可以影響TEA顏色的其它常規(guī)因素。在一些替代方案中,在以油船加以批量出口的情況下,由于若干因素TEA顏色可以增加。這些因素可以與針對成品罐(rundown tank)的那些因素相同,包括但不限于結(jié)構(gòu)的材料、罐清潔、氧氣存在/惰性化、運輸期間的TEA溫度以及與使用含有胺的成品罐、儲存罐或裝運容器相關(guān)的其它因素。在某些實施方式中,在生產(chǎn)過程完成時,測量APHA顏色。例如APHA顏色可以測量自離開過程流的產(chǎn)物??商鎿Q地,可以在處理后的預(yù)定時間,如一小時、一天、一周等測量APHA顏色。用于比較目的,可以在離開過程流以后的標(biāo)準(zhǔn)化時間進行各種產(chǎn)物的測量。增加的DEA流速和降低的TEA 99流速可以導(dǎo)致冷凝器熱負(fù)荷(Qc)和再沸器熱負(fù)荷(Qr)減小約15%至約50%(例如15%至50%),以及例如約35%(例如35%)。
本文公開的方法至少包括以下實施方式:
實施方式1:一種用于由非反應(yīng)性蒸餾塔來產(chǎn)生三乙醇胺的方法,包括:在反應(yīng)器中混合包含按重量計30%至40%氨的氨溶液與環(huán)氧乙烷以產(chǎn)生得到的產(chǎn)物流,其中所述得到的產(chǎn)物流包含乙醇胺、未反應(yīng)的氨和水;從得到的產(chǎn)物流除去按重量計30%至50%的未反應(yīng)的氨以產(chǎn)生汽提的產(chǎn)物流;將汽提的產(chǎn)物流轉(zhuǎn)移到二乙醇胺蒸餾塔的段以產(chǎn)生得到的產(chǎn)物流;將在二乙醇胺蒸餾塔處的底流流速從高于基礎(chǔ)值底流流速的1%調(diào)節(jié)到4%;將得到的產(chǎn)物流轉(zhuǎn)移到三乙醇胺蒸餾塔的段以產(chǎn)生三乙醇胺產(chǎn)物流;將三乙醇胺產(chǎn)物流的流速調(diào)節(jié)至低于基礎(chǔ)值流速的10%至20%(將三乙醇胺產(chǎn)物流的流速調(diào)節(jié)至比基礎(chǔ)值流速低10%至20%);以及從三乙醇胺蒸餾塔回收三乙醇胺產(chǎn)物流,其中三乙醇胺產(chǎn)物流包含按重量計大于或等于99%純度的三乙醇胺和按重量計0.1%至0.6%的二乙醇胺。
實施方式2:實施方法1的方法,其中回收的三乙醇胺產(chǎn)物流是無色的。
實施方式3:實施方法1或?qū)嵤┓绞?的方法,其中三乙醇胺產(chǎn)物流具有0至50的APHA色數(shù)。
實施方式4:實施方法3的方法,其中三乙醇胺產(chǎn)物流具有0至40的APHA色數(shù)。
實施方式5:實施方法4的方法,其中三乙醇胺產(chǎn)物流具有0至30的APHA色數(shù)。
實施方式6:實施方法5的方法,其中三乙醇胺產(chǎn)物流具有0至20的APHA色數(shù)。
實施方式7:實施方法6的方法,其中三乙醇胺產(chǎn)物流具有0至10的APHA色數(shù)。
實施方式8:實施方式1-7中任一實施方式的方法,進一步包括從蒸發(fā)器接收TEA重餾分,其中所述TEA重餾分包含三乙醇胺和痕量的二乙醇胺,以及其中將所述TEA重餾分轉(zhuǎn)移到三乙醇胺塔的段。
實施方式9:實施方式1-8中任一實施方式的方法,其中基礎(chǔ)值底流流速是3900千克/小時至4300千克/小時。
實施方式10:實施方法9的方法,其中基礎(chǔ)值底流流速是4085千克/小時。
實施方式11:實施方式1-10中任一實施方式的方法,其中基礎(chǔ)值流速是3000千克/小時至約4000千克/小時。
實施方式12:實施方法11的方法,其中基礎(chǔ)值流速是3450千克/小時。
實施方式13:實施方式1-12中任一實施方式的方法,其中對三乙醇胺產(chǎn)物流調(diào)節(jié)流速以及在二乙醇胺塔處調(diào)節(jié)底部流速導(dǎo)致了在三乙醇胺塔處的溫度降低了15℃至40℃。
實施方式14:實施方法13的方法,其中降低的溫度是23.5℃。
實施方式15:實施方式1-14中任一實施方式的方法,其中三乙醇胺蒸餾塔包括選自熱虹吸管、再沸器或包括前述中的至少一種的組合熱交換器。
實施方式16:實施方式1-15中任一實施方式的方法,其中乙醇胺選自單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或包括前述中的至少一種的組合。
雖然以上描述針對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式,但應(yīng)該注意的是,對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說,其它變化和修改將是顯而易見的,并且它們可以在沒有偏離本發(fā)明的精神或范圍的情況下作出。此外,即使前文沒有明確說明,連同本發(fā)明的一種實施方式一起描述的特征可以連同其它實施方式一起使用。
一般來說,本發(fā)明可以替代地包括,組成自或基本上組成自本文公開的任何適當(dāng)?shù)慕M分。本發(fā)明可以另外或可替換地加以配制以沒有,或基本上不含在現(xiàn)有技術(shù)的組合物中使用的或否則對于本發(fā)明的功能和/或目標(biāo)的實現(xiàn)不是需要的任何成分、材料、組分、助劑或物質(zhì)。涉及相同組分或性能的所有范圍的端點是包容的和可獨立組合的(例如“小于或等于25wt%,或5wt%至20wt%”的范圍包括“5wt%至25wt%”的范圍的端點和所有中間值等)。除較寬范圍之外,較窄范圍或更具體的組的公開并不是較寬范圍或較大組的放棄權(quán)利聲明?!敖M合”包括共混物、混合物、合金、反應(yīng)產(chǎn)物等。此外,術(shù)語“第一”、“第二”等,在本文中不表示任何順序、數(shù)量或重要性,而是用于表示一種要素不同于另一要素。除非本文另有說明或與上下文明顯矛盾,術(shù)語“一”和“一種”以及“該”在本文中不表示數(shù)量的限制,而應(yīng)被解釋為覆蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)?!盎颉币馕吨昂?或”。如在本文中所使用的后綴“(s)”旨在包括它修飾的術(shù)語的單數(shù)和復(fù)數(shù),從而包括該術(shù)語的一個或多個(例如膜(s)包括一個或多個膜)。在整個說明書中提到“一種實施方式”、“另一種實施方式”、“一實施方式”等等,意思是連同實施方式一起描述的特定要素(例如特征、結(jié)構(gòu)和/或特性)包括在本文描述的至少一種實施方式中,并且可以存在或可以不存在于其它實施方式中。此外,應(yīng)當(dāng)理解的是,在各種實施方式中可以以任何適宜的方式來組合所描述的要素。
連同數(shù)量一起使用的修飾語“約”包括規(guī)定值并具有由上下文指示的含義(例如包括伴隨特定量的測量的誤差度)。符號“±10%”意思是,指定的測量可以是從規(guī)定值的減10%的量至加10%的量。除非另有說明,在本文中使用的術(shù)語“前”、“后”、“底部”、和/或“頂部”僅僅是為了方便描述,而不限于任何一個位置或空間取向?!翱蛇x的”或“可選地”意思是,隨后描述的事件或情況能夠或不能夠發(fā)生,以及上述的描述包括事件發(fā)生的實例和不發(fā)生的實例。除非另有定義,本文中使用的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的相同的含義?!敖M合”包括共混物、混合物、合金、反應(yīng)產(chǎn)物等。
所有引用的專利、專利申請和其它參考文獻的全部內(nèi)容以引用方式結(jié)合于本文。然而,如果本申請中的術(shù)語與所結(jié)合的參考文獻中的術(shù)語矛盾或沖突,則本申請的術(shù)語優(yōu)先于所結(jié)合的參考文獻的沖突術(shù)語。
雖然已描述了特定實施方式,但申請人或本領(lǐng)域的其他技術(shù)人員可以想到是或可以是目前無法預(yù)見的替代、修改、變化、改進、和實質(zhì)等同物。因此,如提交的和如它們可以被修改的所附權(quán)利要求旨在涵蓋所有這樣的替代、修改、變化、改進、和實質(zhì)等同物。