成熟工艺的生态革新--新思路使乙醇胺(Ethanolaminen)的生产更有效,

作者:本网编辑 文章来源:《流程工业》(化工) 发布时间:2010-07-05

产品质量更好,过程灵活性更高,同时能耗又更低,苏尔寿化工技术有限公司对乙醇胺生产提出的新型工艺技术思路保证了以上优点的实现。

乙醇胺是在氨(NH3)与环氧乙烷(EO)反应时生成的有腐蚀性的可燃无色粘稠液体。乙醇胺共分三种:一乙酰胺(MEA),二乙醇胺(DEA)和三乙醇胺(TEA)。传统的乙醇胺生产技术往往由于在氨与乙醇胺可能的比例上受到限制而非常有限。苏尔寿化工技术有限公司和Celeghin Consultants Corporation一起,合作开发了一种新型工艺技术思路,这种方案可以改变生产最终产品的数量。由此生成混合物的组成成分由初始材料的比例来决定,而这种比例是可以根据要求进行调整的。氨所占的比例份额越高,生成的一乙酰胺也越多(见图1)。这种工艺可以加工的氨/乙醇胺的比例可达6:1(或者更高),并可提供很高的一乙酰胺(MEA)或二乙醇胺(DEA)的分布,同时三乙醇胺(TEA)的产出则控制在最小程度(见图2)。

乙醇胺生产中的用水量是可变的:假如在工艺过程中水含量一直很少,则反应必须在很高的压力下进行,这样做能耗较低,但投资费用过高。为了降低投资成本,工艺过程可以在高水含量和低压力的情况下进行,但这样做的结果是能耗较高。

新方案将高压下和低压下的氨工艺过程的优点结合起来。它可以在相对较低的压力下进行反应,包括热流的整合,这样可以大幅度地节约费用。苏尔寿化工技术有限公司的水回收系统以能量的整合为基础,将水蒸发器上的热流与氨提馏塔连接起来,因而把干燥塔的体积控制在极小的尺寸。这样,即使在氨与环氧乙烷的比例为6:1或者更高的情况下,设备仍能够经济地运行。此外,由于在合成乙醇胺时有水作为催化剂,保证了反应器的结构合理且经济合算。


图1  初始材料量影响MEA、DEA和TEA生成的比例。

此外,水也是在反应器系统中对温度升高进行调节的主要因素,而且可以缩小反应器的容量。反应器的平均温度可以降低并加以调整,尽量减少副反应,因为副反应会影响生成的乙醇胺的质量。

氨的回收

制造乙醇胺时节能的关键在于采用的方案,在于氨主吸附器的工作压力。氨气提剂直接内置于氨吸附器里,方法是将氨提馏塔顶部冒出的蒸气从底部馈入氨吸附器里。所以,两座塔之间有着直接的联接。此外,从主水蒸馏塔顶部冒出的蒸气作为热源用于氨提馏器的蒸发器。主水蒸馏塔顶部的压力通过蒸馏塔溢流槽里允许的最高温度而受到限制。这样,氨吸附塔、氨提馏器以及主水蒸馏塔的极限运行条件原则上已经预先做了规定。因而在方案上留有的某种灵活性是提馏塔、塔内装置以及换热器等运行条件的惟一选择。


图2  为了达到较高的DEA产出量,第二反应是必要的。

苏尔寿化工技术有限公司将热流和能量流整合到氨吸附器、氨提馏器和水蒸发塔里。这种结构的直接结果是,经过改进的工艺流程的能耗可以同高压下流程的能耗进行比较(见图3)。

吸收器中氨浓度的提高是集中利用过程热的直接结果,对整个能耗将产生实质性的影响。氨吸收器中的工作压力越高,氨的浓度也越高。氨含量越高,系统需要的供水就越少。由于水必须利用蒸发重新回收到系统中来,那么氨的浓度每提高一个百分点,就将导致相应的节能约达1.5%~2%,按绝对值计算,这相当于大幅度的降低。


图3  乙醇胺制造技术一览。

此外,氨的浓度是可以进行控制的,因而使对剩余氨的有效回收成为可能。这种回收是在足够低的压力情况下进行的,为的是保证氨的馏出能在低温下进行,这样就降低了产品分解的可能性,并大大减少了设备中发生腐蚀的危险。

保护性的加工

乙醇胺对热敏感,很容易分解,因而必须将其小心谨慎地进行分离。温度或压力超高,乙醇胺的颜色越重。不过,颜色对质量和价值并不是决定性的因素:这种东西越是无色,其市场价值越高。使用高效包装,采用蒸馏过程的合理方案,可以缩小包装体积,并可在温度较低、滞留时间分布较密以及永久性产品数量极低的情况下进行运营。在这种最精确保留的条件下,乙醇胺的分离改善产品的颜色,减少提馏塔溢流槽上的腐蚀。

结论

制造乙醇胺的新型工艺技术提高了产品的质量和过程的灵活性,同时减少了生产的能耗。此外,该方案还可降低投资和运营成本。

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