乙醇胺生产原料在高压下的抑反应预混合装置

摘要

本发明涉及一种乙醇胺生产的系统，旨在提供一种乙醇胺生产原料在高压下的抑反应预混合装置。该抑反应预混合装置包括用于乙醇胺生产的抑反应预混合器，抑反应预混合器位于输送液氨和环氧乙烷两种原料的高压泵后的高压区；输送液氨的高压泵的出口管路与预混合器中喷射器的主线入口相连，输送环氧乙烷的高压泵的出口管路与该喷射器的支线入口相连；喷射器出口连接至一个静态混合器进行径向预混合，静态混合器出口处设置一个挡板，使一部分混合物返回喷射器作轴向预混合，然后进入反应器再通入催化剂；预混合器外有冷却夹套。本发明有益效果：这种预混合器可以大幅度减少副产物、增加轻质产品比率；结构简单，可以在高压下操作，并且不需另加循环泵。

权利要求

1、一种乙醇胺生产原料在高压下的抑反应预混合装置，包括用于乙醇胺 生产的抑反应预混合器，其特征在于：抑反应预混合器位于输送液氨和环氧乙 烷两种原料的高压泵后的高压区；输送液氨的高压泵的出口管路与预混合器中 喷射器的主线入口相连，输送环氧乙烷的高压泵的出口管路与该喷射器的支线 入口相连；所述喷射器出口连接至一个静态混合器进行径向预混合，静态混合 器出口处设置一个挡板，使一部分混合物返回喷射器作轴向预混合，然后进入 反应器再通入催化剂；预混合器外有冷却夹套，通入冷却介质，使物料保持在 20℃～25℃的温度，达到抑反应的目的；

所述的高压泵是指将压力低于1MPa的反应原料液氨与环氧乙烷加压到反 应压力5MPa以上以进入反应器的泵；包括脉动式的活柱泵、活塞泵、隔膜泵 或连续式的离心泵、齿轮泵、罗茨泵。

2、根据权利要求1所述的乙醇胺生产原料在高压下的抑反应预混合装置， 所述的反应器是高压管式反应器、釜式反应器或塔式反应器。

说明书

技术领域

本发明涉及一种乙醇胺生产的系统，更具体地说，本发明涉及一种乙醇胺生 产原料在高压下的抑反应预混合装置。

背景技术

现代的乙醇胺(EA)生产技术是将氨(可以是液氨(LNH3)，或含有少量 (5％～10％)水的“氨液”，或不同浓度(20％～40％)的氨水)和液态的环氧 乙烷(EO)两种起始原料，在催化剂(水或乙醇胺等含有羟基(-OH)的化合 物)存在下和在一定压力的条件下，反应得到一系列共生产物，然后将其分离提 纯成各种纯产品。

在实际生产中，不论是液氨作原料或氨液、氨水作原料，进入反应器的原料 氨对环氧乙烷的摩尔比NH3/EO要远远高于实际需要值(即化学计量值)。例如 按化学计量，理论需要的NH3/EO摩尔比仅为0.5～1(视产品中MEA、DEA、 TEA的不同分布而异)，而实际生产时进入反应器的原料氨和环氧乙烷的摩尔 比NH3/EO值高达7～45。其中绝大部分的氨是不参加反应的，必须化很多能 量从产物中将氨蒸出。这样做的目的是降低反应器中环氧乙烷EO的浓度。否 则，较高浓度的EO倾向于发生下列副反应：
自聚反应EO+EO+......→[C2H4O]n    (聚醚、聚氧乙烯)
水合反应EO+H2O→HOC2H4OH          (乙二醇)
醇醚反应EO+H2O+EO+......→HO[C2H4O]n  (醇醚、聚醇醚)

副反应的产物都是高沸点的杂质，不但消耗了宝贵的原料，还降低了产品的 质量。
在各类乙醇胺生产工艺中，虽然都不惜耗费大量的能量，投入了较多的氨， 以提高总的NH3/EO摩尔比，但是由于氨与EO的均匀混合需要一段时间，在反 应器的某些局部区域NH3/EO摩尔比一定远远没有达到总的NH3/EO控制目 标。因此在这些局部区域，EO的浓度仍较高，发生副反应的几率就较大。这就 增加了低价值的高沸点杂质，降低了产品的质量，还降低了EO的利用率。此外 还会降低反应产物分子中氨基-NH2的平均比率，使轻质产品(主要是一乙醇 胺MEA)的含量减少。因此，在尚未发生反应或副反应之前，如果能迅速地使 氨和环氧乙烷均匀混合，消灭局部EO浓度过高的现象，是非常合理的。这就是 发明人在已申请成功的专利技术CN1049653A中提出的“抑反应预混合”的概念。
专利技术CN1049653A(因经费问题已过期)中，在进料的高压泵前设置 抑反应的预混合系统，使液氨(LNH3)和环氧乙烷(EO)在抑反应(较低的温 度和无催化剂)的条件下进行预混合。并用循环泵将系统中预混合器内的混合液 体反复循环，使之均匀混合，然后由高压泵抽送至高压反应器(见附图1)。这 一系统可以减少副产物、增加轻质产品比率，已成功地应用于万吨级的工业生 产。但这种系统需要增添循环泵，增加了操作困难和维护成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术包括专利技术CN1049653A中的不足，提 供一种用于乙醇胺生产，在高压下操作的抑反应预混合器。
乙醇胺生产原料在高压下的抑反应预混合装置，包括用于乙醇胺生产的抑反 应预混合器，抑反应预混合器位于输送液氨和环氧乙烷两种原料的高压泵后的高 压区；输送液氨的高压泵的出口管路与预混合器中喷射器的主线入口相连，输送 环氧乙烷的高压泵的出口管路与该喷射器的支线入口相连；所述喷射器出口连接 至一个静态混合器进行径向预混合，静态混合器出口处设置一个挡板，使一部分 混合物返回喷射器作轴向预混合，然后进入反应器再通入催化剂；预混合器外有 冷却夹套，通入冷却介质，使物料保持在20℃～25℃的温度，达到抑反应的目 的。
作为一种改进，所述的高压泵是指将压力低于1MPa的反应原料LNH3与 EO加压到反应压力5MPa以上以进入反应器的泵；包括脉动式的活柱泵、活塞 泵、隔膜泵或连续式的离心泵、齿轮泵、罗茨泵。
作为一种改进，所述的反应器可以是高压管式反应器、釜式反应器、塔式反 应器或其它形式的反应器。
本发明中用于乙醇胺生产的抑反应预混合器(见附图2)前部有一个喷射 器，输送液氨的高压泵的出口管路与喷射器的主线入口相连，输送环氧乙烷的高 压泵的出口管路与该喷射器的支线入口相连；喷射器出口进入一个静态混合器使 物料进行径向预混合，静态混合器出口有一个挡板，使一部分物料返回喷射器， 进行轴向预混合，经混合均匀的物料进入反应器。预混合器的外部有冷却介质的 夹套，使物料保持在基本不会发生反应的20～25℃以下。从附图2与附图1的 比较可知，本发明与专利技术CN1049653A是完全不同的。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：这种预混合器可以大幅度减少副产 物、增加轻质产品比率；结构简单，可以在高压下操作，并且不需另加循环泵。

附图说明

图1专利技术CN1049653A中预混合装置示意图；
图2本发明抑反应预混合装置示意图。

具体实施方式

一个年产能力为500吨的乙醇胺生产中试装置，装有如附图2的高压泵后抑 反应预混合器。预混合器容积为300L，用25℃的冷却水在夹套中进行循环，使 预混合器中物料温度不高于25℃。于NH3/EO摩尔比值为10的条件下进行生 产，得到的产品，和同样操作条件下不加抑反应预混合器时得到的产品，其构成 比较见表：
  产品   MEA   DEA   TEA-I   TEA-II   加抑反应预混合器   70.0   21.0   5.0   4.0   不加抑反应预混合器   57.0   25.0   10.0   8.0
可见泵后加抑反应预混合器有减少副产物、增加轻质产品比率的效果。