[发明专利]一种利用选择性催化剂连续生产二乙醇胺工艺

说明书

技术领域

本发明属二乙醇胺生产工艺领域，更具体的说，涉及一种利用选择性的微孔材料做为催化剂，用于固定床连续式生产获得二乙醇胺的新工艺。

背景技术

现在的乙醇胺(包含一乙醇胺MEA、二乙醇胺DEA、三乙醇胺TEA)生产为液氨和环氧乙烷作为起始原料进行反应的工艺得到。

环氧乙烷(EO)和氨在水的催化作用下，进行下列连续式反应：

NH₃+CH₂CH₂O→NH₂CH₂CH₂OH

NH₂CH₂CH₂OH+CH₂CH₂O→NH(CH₂CH₂OH)₂

NH(CH₂CH₂OH)₂+CH₂CH₂O→N(CH₂CH₂OH)₃

该反应是一个典型的两种反应物、多个产品的连续反应。三个反应同时进行，所以三个反应物同时存在，通过加压蒸馏的方法分离得到纯产品。

二乙醇胺主要用于除草剂草甘膦的生产，也可用于制药工业用缓蚀剂、高回弹聚氨酯泡沫生产用交联剂；与三乙醇胺混合作为飞机引擎活塞的去结剂；也用于有机合成原料、生产表面活性剂原料和酸性气体吸收剂。近几年来，二乙醇胺需求增速很快，国内产能只能部分满足国内市场需求。且国内二乙醇胺的生产采用间歇式生产，虽然技术成熟、产品质量高，但是装置规模小，反应为连续式反应，产品分布难以控制，反应产品中很难得到理想的二乙醇胺比例。

目前世界上乙醇胺的生产采用釜式、塔式、管式反应器进行间歇式生产的较多，即将一定比例的含水液氨和环氧乙烷注入反应器中，以液氨中带的水做催化剂进行生产。该生产工艺中的反应是一种气液相反应，反应存在严重的反混现象。而且这些间歇反应中原料的摩尔比(液氨/环氧乙烷)一般都大于10，液氨大大过量，能耗和原料浪费现象十分严重。并且使用水作为催化剂，会使环氧乙烷与水反应产生大量的副产品，如：乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇等。反应产物处理还需要将水蒸出，耗费很多能源。虽然间隙式反应可以通过调节反应物中液氨和环氧乙烷的摩尔比例改变一乙醇胺和三乙醇胺的产品比率，但是对二乙醇胺的产品比率影响很小。

为了得到更高产量的二乙醇胺，提高二乙醇胺的收率，理论上的研究主要是利用部分MEA循环，具体思路是：

环氧乙烷与氨反应生成了一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺的混合物，生成的3种乙醇胺的比例由环氧乙烷和氨的比例确定。由于是一个连续反应，产物是3种乙醇胺的混合物，必须经过精馏分离，得到3种乙醇胺的纯品。改变NH₃/EO的配比，可以有效地调节MEA、TEA在产物中的含量，NH₃/EO的配比高，MEA在产物中的含量就高，NH₃/EO的配比低，TEA在产物中的含量就高，而DEA的变化则相对稳定，改变NH3/EO的配比对DEA在产物中的含量影响不大。而且NH3/EO一定时，改变反应温度，乙醇胺产品中3种乙醇胺的含量基本上保持不变。将反应后分离出来的MEA部分循环到反应部位，是提高DEA收率的常见工艺。但是，该工艺生产周期长、能耗和原材料消耗高、产品质量差、成本高。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足之处而提供一种生产周期短，节省原材料消耗，目标产物收率高，可显著降低投资成本的利用选择性催化剂连续生产二乙醇胺工艺。

对于DEA的生产，可以采用选择性好，效率高的催化剂，以提高DEA的收率。具有特定反应速率常数的催化剂有利于DEA的生产，同时可以抑制TEA的生成。开发的催化剂采用有效孔径为0.45～0.8nm的沸石分子筛，具有良好的构型选择性，需预先将催化剂材料与一种稀土元素或过渡金属元素进行离子交换，并对原始粒子的外表面进行减活化处理，在选择合适催化剂的基础上，调节一定的原料比例，获得较高的DEA产量。

为达到上述目的，本发明是这样实现的：

一种利用选择性催化剂制备二乙醇胺工艺，可按如下步骤依次实施：

(1)将分子筛催化剂装入固定床；

(2)向步骤(1)所述固定床注入液氨及环氧乙烷进行反应；