本發(fā)明涉及乙烯胺生產工藝中產品選擇性調整,特別涉及一種哌嗪、二乙烯三胺高選擇性聯(lián)產生產系統(tǒng)和工藝。
背景技術:
1、乙烯胺(eaa)裝置的主產品有:乙二胺(eda)、哌嗪68(pip68)、二乙烯三胺(deta)、氨乙基哌嗪(aep)、羥乙基哌嗪(hep)、羥乙基乙二胺(aeea)、混合物類產品(三乙烯四胺等),其應用領域包括:瀝青添加劑、漂白活化劑、螯合劑、腐蝕抑制劑、絮凝助劑、彈性纖維、環(huán)氧固化劑、植物柔順劑、殺菌劑、烴類凈化、潤滑油添加劑、礦物加工助劑、醫(yī)藥、塑料潤滑劑、聚酰胺樹脂、橡膠加工添加劑、表面活性劑、紡織品添加劑、pu化學品、濕增強樹脂等領域,詳見下表:
2、 應用 eda pip deta aep aeea teta tepa 腐蝕抑制劑 ★ ★ ★ ★ ★ 絮凝助劑 ★ 瀝青添加劑 ★ ★ ★ ★ ★ 漂白活化劑 ★ 潤滑油添加劑 ★ ★ ★ ★ ★ ★ 螯合劑 ★ ★ ★ 彈性纖維 ★ 環(huán)氧固化劑 ★ ★ ★ ★ ★ 橡膠加工添加劑 ★ 植物柔順劑 ★ ★ 紡織品添加劑 ★ ★ ★ ★ ★ 殺菌劑 ★ 烴類凈化 ★ ★ 礦物加工助劑 ★ ★ ★ ★ ★ ★ 制藥 ★ ★ 塑料潤滑劑 ★ 聚酰胺樹脂 ★ ★ ★ ★ ★ ★ 表面活性劑 ★ ★ ★ ★ pu化學品 ★ ★ ★ 濕增強樹脂 ★ ★ ★
3、從上述表中可以看出,雖然乙烯胺系列產品的應用領域非常廣,但是并不是所有產品的需求都很寬,隨著國內乙烯胺裝置的產業(yè)化工廠增加,乙烯胺系列產品的總產能出現(xiàn)了供大于求的狀態(tài),但是像哌嗪、二乙烯三胺這類產品的市場需求量依舊無法滿足國內需求,仍需要依靠進口,主要原因在于國內生產乙烯胺的工廠在技術路線的選擇以及催化劑的研制過程中未解密其反應機理,致使國內乙烯胺行業(yè)的哌嗪和二乙烯三胺產能較低。
4、乙烯胺裝置主要反應如下:
5、①nh3+mea→eda+h2o;
6、②mea+eda→deta+h2o;★
7、③mea+mea→aeea+h2o;
8、④eda+eda→pip+2nh3;★
9、⑤eda+pip→aep+nh3;
10、⑥aeea+mea→he-deta+h2o;
11、⑦he-deta→hep+nh3。
12、雖然反應過程復雜,但是整體可以歸納為兩類反應:即還原胺化反應和氨基轉移反應,與所有有機反應原理相同,反應物的濃度、空速等反應條件均會影響反應的進行。上述反應②和④就是本發(fā)明的主要聯(lián)產工藝路線,在固定催化劑的條件下,增設eda循環(huán)回反應器的流程,使得反應器內eda濃度逐步增加,以加大eda搶奪與mea組合反應的機會,更多向反應②進行,當然反應器內eda濃度增加至一定程度,亦促進了反應④的進行,只要濃度控制精確,就可以大為提升系統(tǒng)內哌嗪和二乙烯三胺的選擇性。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種哌嗪、二乙烯三胺高選擇性聯(lián)產生產系統(tǒng)和工藝,以提升乙烯胺裝置系列產品中哌嗪和二乙烯三胺的產品選擇性。
2、本發(fā)明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現(xiàn)的:一種哌嗪、二乙烯三胺高選擇性聯(lián)產生產系統(tǒng),包括依次連接的原料儲存單元、反應單元、氨回收單元、產品精制單元、產品儲存單元,
3、原料儲存單元設置nh3存儲區(qū)和mea存儲區(qū),nh3存儲區(qū)、mea存儲區(qū)與反應單元之間分別設置質量流量計一、質量流量計二,質量流量計一、質量流量計二共同連接流量比例控制模塊一;
4、反應單元與nh3存儲區(qū)和mea存儲區(qū)連接,還連接有氫管道;
5、氨回收單元與nh3存儲區(qū)之間連接有流股一;
6、產品儲存單元包括mea產品中間罐、eda產品中間罐、aeea產品中間罐,eda產品中間罐、mea產品中間罐、aeea產品中間罐與mea存儲區(qū)之間分別連接有流股二、流股三、流股四,流股三、流股四上分別設置有質量流量計三、質量流量計四,質量流量計三、質量流量計四共同連接有流量比例控制模塊二,流量比例控制模塊一、流量比例控制模塊二共同連接有流量比例控制模塊三。
7、作為優(yōu)選,氨回收單元包括氨回收區(qū),氨回收區(qū)設置有蒸氨塔、氨回收塔,蒸氨塔的塔頂與流股一連接。
8、作為優(yōu)選,產品精制單元包括產品精餾區(qū),產品精餾區(qū)包括mea精制塔、eda精制塔、aeea精制塔。
9、作為優(yōu)選,反應單元包括兩個串聯(lián)設置的釜式反應器。
10、作為優(yōu)選,流股一是直徑80mm,壓力等級300磅的管道。
11、作為優(yōu)選,流股二是直徑100mm,壓力等級150磅的管道。
12、作為優(yōu)選,流股三是直徑25mm,壓力等級150磅的管道。
13、作為優(yōu)選,流股四是直徑25mm,壓力等級150磅的管道。
14、一種哌嗪、二乙烯三胺高選擇性聯(lián)產生產工藝,利用上述任意一項所述的系統(tǒng),包括以下步驟:
15、步驟一,系統(tǒng)外的氨進入nh3存儲區(qū),然后進入反應單元,系統(tǒng)外的氫直接輸送至反應單元,系統(tǒng)外的一乙醇胺進入mea存儲區(qū),然后進入反應單元,在反應單元中進行反應;
16、步驟二,反應后的物料進入氨回收區(qū),未反應的液氨經過蒸餾后回收,經流股一回收至nh3存儲區(qū),并通過質量流量計一計量進料,其他物料進入產品精餾區(qū)進行精餾提純;
17、步驟三,未反應的一乙醇胺通過流股二返回mea存儲區(qū),并通過質量流量計二計量進料;
18、步驟四,通過流量比例控制模塊一控制液氨與一乙醇胺的進料比例為10:9;
19、步驟五,反應生成的乙二胺,通過流股三返回mea存儲區(qū),并通過質量流量計三計量進料;
20、步驟六,反應生成的羥乙基乙二胺,通過流股四返回mea存儲區(qū),并通過流量計四計量進料;
21、步驟七,通過流量比例控制模塊二控制乙二胺與羥乙基乙二胺的進料比例為2:1;
22、步驟八,在進行工況轉換時須保證流量比例控制模塊一和流量比例控制模塊二的流量之比為4:1,即流量比例控制模塊三等于4:1
23、作為優(yōu)選,氨從24mp的反應單元進入2mp的氨回收區(qū),經歷減壓閃蒸過程,然后在蒸氨塔中維持2mp的高壓蒸餾過程。
24、綜上所述,本發(fā)明具有以下有益效果:通過對裝置進行系統(tǒng)的改造,提升哌嗪和二乙烯三胺的選擇性,實現(xiàn)裝置運行效益最大化的同時,營造了良好的市場供銷平衡環(huán)境,攻破了哌嗪、二乙烯三胺聯(lián)產高產的技術壁壘。