本發(fā)明專利屬于蒸氨塔分離，具體涉及一種氨、乙醇胺和水的分離系統(tǒng)及其方法。

背景技術：

1、乙醇胺(eoa)裝置的主產品有：一乙醇胺(mea)、二乙醇胺(dea)、三乙醇胺(tea)，其應用領域包括：醫(yī)療、乳化、水泥等多個行業(yè)，因此乙醇胺的市場相對較好。

2、目前，國外從事乙醇胺生產的相關企業(yè)主要采用的多為釜式反應器裝填催化劑的無水氨生產工藝路線；國內從事乙醇胺生產的相關眾多，多采用管式反應器的有水氨生產工藝路線。

3、兩種生產工藝的反應機理是相同的，即：環(huán)氧乙烷和氨在液相條件下發(fā)生三個主反應，反應方程式如下：

4、①nh3+c2h4o—nh2ch2ch2oh+26.1kca?l/mo?l(mea)

5、②mea+c2h4o—hn(ch2ch2oh)2+28.3kca?l/mo?l(dea)

6、③dea+c2h4o—n(ch2ch2oh)3+24.7kca?l/mo?l(tea)

7、從反應方程式可以看出決定反應的有兩點：①反應物濃度；②反應熱量。

8、①反應物濃度，工業(yè)化生產多應用氨烷比來進行控制，本質安全設計nh3和eo的比例(nh3/eo摩爾比，氨烷比)選擇的范圍通常在3.0—10.0之間，所以氨始終是過量的狀態(tài)，以保障eo完全反應，且處于爆炸極限3.0—100％之外。所以多余的氨就需要進行分離回收再利用，而安分離技術，國外生產乙醇胺的企業(yè)均采用的是減壓閃蒸+絲網填料塔分離的方式；國內生產乙醇胺的企業(yè)均采用減壓閃蒸+多層板式塔分離的方式。

9、②反應熱量，對于放熱反應來說，熱量的控制主要包含反應起始溫度和反應過程溫度。反應起始溫度，需要通過外界熱源來進行加熱，以維持在50℃以上；而反應過程溫度則需要外界冷源來移除，以維持整個反應過程中，溫度在120℃以下。

10、現(xiàn)有的板式塔的分離效率低，能耗高，國外企業(yè)絲網填料易腐蝕，運行周期短，為此，我司提出一種氨、乙醇胺和水的分離系統(tǒng)及其方法的研究。

技術實現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：為了解決背景技術中提到的現(xiàn)有的板式塔的分離效率低，能耗高，絲網填料易腐蝕，運行周期短的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

3、一種氨、乙醇胺和水的分離系統(tǒng)，包括蒸氨塔、精餾罐、閃蒸罐、泵、再沸器、塔頂冷卻器和氨罐，蒸氨塔包含精餾罐和閃蒸罐，精餾罐上設置閃蒸罐，其特征在于：閃蒸罐內部設置管殼式加熱器，閃蒸罐兩側分別設置反應器a和反應器b，反應器a通過管線a與閃蒸罐相連通，反應器b通過管線b與閃蒸罐相連通，蒸汽加熱管線與管殼式加熱器連接；

4、精餾罐內部設置絲網填料和板式塔板，精餾罐底部通過管線c與脫水塔連接，精餾罐側邊通過管線d與泵連接，泵與再沸器之間通過管線e連通，再沸器通過精餾段回流管與精餾罐連通，精餾段回流管的水平位低于絲網填料的水平位，塔頂冷卻器通過三通管分別與精餾罐和閃蒸罐連通，塔頂冷卻器通過管線f與氨罐相連通；

5、閃蒸罐底部側邊設置夾帶出料管，精餾罐頂部側邊設置液相進料管，夾帶出料管與液相進料管之間通過n型管連通，n型管上方設置回氣管與三通管連通。

6、一種氨、乙醇胺和水的分離方法，其特征在于，包括以下步驟：

7、步驟1：氨、水、乙醇胺混合產品通過反應器a，減壓進入蒸氨塔閃蒸罐中，實現(xiàn)減壓閃蒸，氨、水、乙醇胺混合產品通過反應器b，減壓進入蒸氨塔閃蒸罐中，實現(xiàn)減壓閃蒸，

8、步驟2：減壓閃蒸后的混合流股再通過蒸氨塔頂閃蒸罐中加熱器進一步進行利用低壓蒸汽加熱進行熱分離，此步驟通過夾帶出料管、n型管、液相進料管管道設計，將閃蒸罐加熱器保持在液封狀態(tài)，減少熱損，同時保障加熱器的干管干燒損壞加熱器，

9、步驟3：通過夾帶出料管、n型管、液相進料管管道同時實現(xiàn)氣液分離，氣相從n型管頂部出去，液相順流至蒸氨塔的下段精餾罐中，

10、步驟4：精餾罐采用塔板與絲網填料層組合的塔內件方式，以實現(xiàn)精餾的氣液熱交換空間，不僅提升了氣液交換面積，還提升了塔內件的耐腐蝕性能，降低能耗的同時，保障了塔的長周期運行，

11、步驟5：蒸氨塔的下段精餾罐設置了塔底再沸器，在蒸氨塔塔內件絲網填料的作用下，迅速實現(xiàn)氨分離，并快速通過塔板，蒸氨塔頂部氣相通過三通管出去到氨罐中，降低壁流造成的夾帶，實現(xiàn)剩余氨的分離，

12、步驟6：將分離塔塔底3％氨濃度混合物通過管線c進入脫水塔中，進行下一個的單元以實現(xiàn)對水、乙醇胺產品的精餾分離。

13、本發(fā)明具有以下有益效果：

14、本發(fā)明選取了減壓閃蒸加復合分段的塔結構，不僅降低了用于分離氨所消耗的蒸汽量，還延長了設備使用周期，充分保障了分離效率。

15、通過對蒸氨塔結構的改變，提升氨的分離技術，節(jié)能蒸汽的同時，延長了設備使用周期。首先將蒸氨塔分為兩段：閃蒸罐和精餾罐，閃蒸罐充分利用高壓將進行閃蒸，以去除75％的氨，然后進入精餾罐。精餾罐將原來的通體板式更換為上端板式，下端絲網填料的組合型式，提升氣液接觸面積，從而提升了分離效率的同時也提升了設備使用周期，因為精餾罐的上段氨含量較高，采用雙向鋼的板式結構，起到了耐腐蝕的作用，精餾罐的下段氨含量較低，采用絲網填料提升分離效率，避免夾帶，本發(fā)明中的測試方法簡單高效，具有良好的經濟效應。

技術特征：

1.一種氨、乙醇胺和水的分離系統(tǒng)，包括蒸氨塔、精餾罐、閃蒸罐、泵、再沸器、塔頂冷卻器和氨罐，蒸氨塔包含精餾罐和閃蒸罐，精餾罐上設置閃蒸罐，其特征在于：閃蒸罐內部設置管殼式加熱器，閃蒸罐兩側分別設置反應器a和反應器b，反應器a通過管線a與閃蒸罐相連通，反應器b通過管線b與閃蒸罐相連通，蒸汽加熱管線與管殼式加熱器連接；

2.根據要求要求1所述一種氨、乙醇胺和水的分離方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術總結
本發(fā)明公開了一種氨、乙醇胺和水的分離系統(tǒng)及其方法，屬于蒸氨塔分離技術領域，其特征在于，閃蒸罐內部設置管殼式加熱器，閃蒸罐兩側分別設置反應器a和反應器b，反應器a通過管線a與閃蒸罐相連通，反應器b通過管線b與閃蒸罐相連通，蒸汽加熱管線與管殼式加熱器連接，解決分離難，分離成本高，運行周期短問題，現(xiàn)有的板式塔的分離效率低，能耗高，絲網填料易腐蝕，運行周期短的問題，主要應用于氨、乙醇胺和水分離。

技術研發(fā)人員：楊衛(wèi)東,鄭中營,胡曉宇,丁進利,范昌海,朱曉東
受保護的技術使用者：連云港石化有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19