[发明专利]连续生产乙烯胺的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产乙烯胺的工艺。

背景技术

乙烯胺又名乙撑胺，是指乙二胺的无环多聚体类产品，分子通式为H₂N(C₂H₄NH)_nH。主要产品有：乙二胺(EDA)，二乙烯三胺(DETA)，三乙烯四胺(TETA)，四乙烯五胺(TEPA)，五乙烯六胺(PEHA)，更高胺(HAS)，哌嗪(PIP)以及N-氨基乙基哌嗪(AEP)等。作为重要的精细化工中间体，在有机合成、医药、染料、农药、化学助剂、橡胶塑料助剂、有机溶剂和环氧树脂固化剂等领域有着广泛的应用，是我国亟待发展的精细石油化工中间体之一。

工业上生产乙烯胺的方法主要是二氯乙烷法(EDC)和乙醇胺法(MEA)。现在世界上乙烯胺的生产装置中，约61%为EDC路线，二氯乙烷法的优势在于原料二氯乙烷易得且成本低，反应过程不使用催化剂，而且可以得到乙醇胺法不能产生的三乙烯四胺以上的多胺，产品灵活性较大，从目前市场需求趋势来看，已从乙二胺为中心转向多胺，因此二氯乙烷法的产品分布非常有利。二氯乙烷法主要反应如下：

ClCH₂CH₂Cl+2NH₃→NH₂CH₂CH₂NH₂·2HCl

ClCH₂CH₂Cl+NH₂CH₂CH₂NH₂·2HCl+2NH₃→

NH₄Cl+NH₂CH₂CH₂NHCH₂CH₂NH₂·3HCl

通式：nClCH₂CH₂Cl+(n+1)NH₃→NH₂(CH₂CH₂NH)_nH·2nHCl

US2113640披露了一种采用管式反应器，在EDC中加入油酸做乳化剂，使其与氨水能充分混合，乳化后再进入反应器，此方法的缺点就是引入了一种新的物质，造成后续分离的困难。US12587350指出，氨化反应可采用管式反应器或活塞流反应器，为了提高多胺的转化率，专利中提出氨化反应产物再进入一个氨基转移工艺段，使用铼和镍附载在Al₂O₃-SiO₂载体上做催化剂，可采用固定床、流化床或浆态床反应器，需要在反应器中通入少量氢气，以保持催化剂的活性，此方法虽然有效的提高了多乙烯多胺的选择性，但工艺路线变得十分复杂，固定资产投资大幅上升。US2805254与US2760979都介绍了采用反应精馏塔进行氨化反应的方法，但由于塔式反应器停留时间的限制和反应物浓度分布的影响，抑制了进一步氨化，造成了二氯乙烷的转化率不高，反应产物中主要为乙二胺，多胺收率较低。中国专利CN200910115213首次在二氯乙烷法合成乙烯胺工艺中引入催化剂，详细介绍了该催化剂的制作配比及催化条件，但是，其提供的技术，仅仅适应于实验室，难以工业化生产。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种以二氯乙烷为原料连续生产乙烯胺的方法，采用两种型式反应器相结合，以增加设备处理量，提高多乙烯多胺类产品的收率。

本发明的方法，包括如下步骤：

将质量浓度为30~65%，优选45~60%的氨水与二氯乙烷送入静态混合器中混合均匀，然后通过预热段，预热至温度为100~140℃，预热后的混合物料进入管式反应器；

氨与二氯乙烷的氨烷摩尔比为8:1~30:1，优选12:1~16:1，氨烷比即为进料氨与二氯乙烷的摩尔比；

管式反应器中，反应温度为120~180℃，优选140~160℃，反应压力为2~8MPa，优选4~6MPa，在管式反应器内，物料的停留时间为4~10min，优选5~8min；所述物料为氨水和二氯乙烷；

出管式反应器的预反应液，由塔顶进入塔式反应器继续反应，反应温度为140~190℃,优选150~170℃，压力为4~6MPa，物料在塔式反应器内的停留时间为10~25min，优选15~20min；