CN102977108A - 三乙烯二胺与乙醇胺的分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三乙烯二胺与乙醇胺的分离方法，采用的设备包括萃取塔、精馏塔和换热器，将三乙烯二胺与乙醇胺共沸物从萃取塔下部进料，萃取剂从萃取塔上部进料，二者在装填有填料的萃取塔中逆向接触，萃取塔塔顶采出三乙烯二胺与萃取剂的混合物，经冷却，过滤，收集固体，得到三乙烯二胺纯品，其中萃取剂为N-甲基吡咯烷酮、1，3-二甲基咪唑啉酮、DMSO、N，N-二甲基乙酰胺中的一种；塔釜的萃取剂与乙醇胺的混合物经调节至泡点温度后，从精馏塔中部进料，在精馏塔中进行精馏分离，精馏塔塔顶分离得到乙醇胺，萃取剂流股从精馏塔塔底流出，一部分循环至萃取塔，一部分排出。
Description
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种三乙烯二胺与乙醇胺的分离方法。
背景技术
三乙烯二胺是生产聚氨酯软、半硬、硬泡沫的发泡剂，还被用于乙烯聚合催化剂，涂料与塑料制品等。
目前三乙烯二胺的制备原料主要为N-羟乙基哌嗪、乙二胺、乙醇胺、哌嗪等。以乙醇胺和液氨为原料催化胺化合成乙二胺或哌嗪时，可联产三乙烯二胺。由于三乙烯二胺（沸点为174℃）和乙醇胺（沸点为170℃）沸点极为接近，两者易形成共沸物，采用常规精馏方法难以将两者分离，因此，该方法制得的三乙烯二胺粗品为三乙烯二胺和乙醇胺的共沸物。
中国专利申请（申请号：201110430727.X）公开三乙烯二胺和乙醇胺共沸物的分离方法。该方法采用对二甲苯或乙苯为共沸剂，通过非均相共沸精馏分离三乙烯二胺和乙醇胺的共沸物，共沸剂与共沸物中乙醇胺的质量比为7:1，在共沸精馏塔塔釜得到三乙烯二胺产品，在乙醇胺精制塔塔釜馏分为乙醇胺。该专利采用共沸精馏时，二甲苯或乙苯大量循环使用，存在共沸剂使用量大的问题。
经申请人所作的资料检索，未检索到有关萃取精馏分离三乙烯二胺与乙醇胺的方法的资料。
发明内容
针对背景技术中存在的上述不足，本发明的目的在于，提供一种萃取剂用量少，萃取精馏分离三乙烯二胺与乙醇胺的方法。
为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：
一种三乙烯二胺与乙醇胺的分离方法，采用的设备包括萃取塔、精馏塔和换热器，其特征在于，按以下步骤操作：
1）将三乙烯二胺与乙醇胺共沸物在温度为60℃的条件下，以一定速率从萃取塔下部进料，萃取剂在温度20℃～50℃从萃取塔上部进料，二者在装填有填料的萃取塔中逆向接触，萃取塔压力为10kPa～30kPa，塔顶温度90℃～110℃，塔釜温度110℃～130℃，从塔顶采出三乙烯二胺与萃取剂的混合物，经冷却，过滤，收集固体，得到三乙烯二胺纯品，其中，萃取剂为N-甲基吡咯烷酮、1，3-二甲基咪唑啉酮、DMSO、N，N-二甲基乙酰胺中的一种，萃取剂与共沸物的质量比为0.5～3：1；
2）萃取塔塔釜的萃取剂与乙醇胺的混合物，经调节至泡点温度后，从精馏塔中部进料，乙醇胺与萃取剂混合物在精馏塔中进行精馏分离，精馏塔压力5kPa～50kPa，塔顶温度110℃～130℃，塔釜温度120℃～150℃，从塔顶分离得到乙醇胺，萃取剂从精馏塔塔底流出，一部分循环至萃取塔，一部分排出。
一种优选的三乙烯二胺与乙醇胺的分离方法，包括以下步骤：
1）将三乙烯二胺与乙醇胺共沸物在温度为60℃条件下，保持一定速率从萃取塔下部进料，萃取剂选择DMSO，在温度25℃条件下从萃取塔上部进料，二者在装填有填料的萃取塔中逆向接触，萃取塔压力为30kPa，塔顶温度112.6℃，塔釜温度132.2℃从塔顶采出三乙烯二胺与DMSO的混合物，经冷却，过滤，收集固体，得到三乙烯二胺纯品，萃取剂与共沸物的质量比为1.97：1；
2）萃取塔塔釜的DMSO与乙醇胺的混合物，经调节泡点温度后，从精馏塔中部进料，在精馏塔中进行精馏分离，精馏塔压力30kPa，塔顶温度139.47℃，塔釜温度153.42℃，从塔顶分离得到乙醇胺，萃取剂流股从精馏塔塔底流出，一部分循环至萃取塔，一部分排出。
本发明的三乙烯二胺与乙醇胺的分离方法的优点在于，使用环状烷酮或酰胺类化合物作为萃取剂，破坏三乙烯二胺与乙醇胺的共沸体系，分离出三乙烯二胺纯度高达99.9%，且环状烷酮或酰胺类化合物萃取剂不必大量循环，与共沸精馏相比，降低了能耗，步骤简单。
附图说明
图1是三乙烯二胺与乙醇胺萃取精馏分离工艺流程示意图。
图中的附图标记分别表示：1、萃取塔；2、精馏塔，3、4、5、均为换热器；6、7、8、9、10、11、12、13、14均为管线。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
如图1所示，按照本发明的技术方案，三乙烯二胺与乙醇胺的分离方法，采用的设备包括萃取塔1、精馏塔2和换热器（3、4、5），通过管线相互连接，萃取剂选择强极性非质子性溶剂，它们是N-甲基吡咯烷酮、1，3-二甲基咪唑啉酮、1-乙基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、1，5-二甲基吡咯烷酮，也可以是DMSO、或其他环状烷酮或酰胺类化合物。
以萃取剂为N-甲基吡咯烷酮为例进行说明：
三乙烯二胺与乙醇胺的共沸物经管线6经加热器3加热至泡点温度后，进入萃取塔1的下部，来自管线12的新鲜N-甲基吡咯烷酮与来自精馏塔的循环管线10的萃取剂N-甲基吡咯烷酮流股混合后，流经管线7经换热器5换热后进入萃取塔上部，二者在装填有填料的萃取塔1中逆向接触，萃取塔压力为10kPa～30kPa，萃取塔的塔顶温度90℃～110℃，萃取塔的塔釜温度110℃～130℃，萃取塔的塔顶为三乙烯二胺产品，经管线9采出，萃取塔1塔釜内的乙醇胺与N-甲基吡咯烷酮混合物经管线14排出，其经换热器4调节至泡点温度后，经管线8进入精馏塔2中部，乙醇胺与N-甲基吡咯烷酮混合物在精馏塔中进行精馏，精馏塔2的压力5kPa～50kPa，塔顶温度110℃～130℃，塔釜温度120℃～150℃，精馏塔2塔顶分离得到乙醇胺，其经管线11采出，塔釜采出萃取剂流股N-甲基吡咯烷酮从精馏塔2塔底经管线10流出，一部分循环至萃取塔1，一部分经管线13排出。
以下是发明人给出的实施例，这些实施例是较优的例子，主要用于解释和进一步理解本发明的技术方案，本发明不限于这些实施例。
实施例1：
三乙烯二胺与乙醇胺的共沸物(质量百分含量为：三乙烯二胺70%，乙醇胺30%)以100kg/h流速，温度为90℃从萃取塔下部进料，新鲜萃取剂DMSO以197.95kg/h流速与来自精馏塔的循环萃取剂流股混合后，在温度为25℃从萃取塔上部加入，二者在装填有填料的萃取塔中逆向接触，萃取塔压力为30kPa，塔顶温度112.6℃，塔釜温度132.2℃，塔釜内的物料为DMSO与乙醇胺的混合物，其中DMSO与乙醇胺的混合物质量百分含量：乙醇胺9%，DMSO91%，该混合物以712.87kg/h进入精馏塔；塔顶采出三乙烯二胺与DMSO的混合物，采出速率为150.77kg/h，其中，三乙烯二胺与DMSO的混合物质量百分含量为：三乙烯二胺46%，DMSO54%，混合物经冷却，过滤，收集固体，得到三乙烯二胺，纯度为99.9%。
来自萃取塔的DMSO与乙醇胺混合物经换热器调节至142.5℃，从精馏塔中部进料，乙醇胺与DMSO混合物在精馏塔中进行精馏，精馏塔压力30kPa，塔顶温度139.47℃，塔釜温度153.42℃，精馏塔塔顶分离得到乙醇胺，以23kg/h采出；塔釜采出萃取剂流股的质量百分含量为：DMSO94%，乙醇胺6%，一部分以565.7kg/h循环至萃取塔，一部分以124.18kg/h排出。实施例2：
三乙烯二胺与乙醇胺的共沸物(质量百分含量为：三乙烯二胺68%，乙醇胺32%)以100kg/h流速，温度为60℃从萃取塔下部进料，新鲜萃取剂1，3-二甲基咪唑啉酮以57.99kg/h流速与来自精馏塔的循环萃取剂流股混合后，在温度25℃从萃取塔上部加入，二者在装填有填料的萃取塔中逆向接触，萃取塔压力为20kPa，塔顶温度103.2℃，塔釜温度126.2℃，塔釜内的物料为1，3-二甲基咪唑啉酮与乙醇胺的混合物，其中混合物质量百分含量为：乙醇胺：21%，1，3-二甲基咪唑啉酮：79%，该混合物以299.64kg/h进入精馏塔；塔顶采出三乙烯二胺与1，3-二甲基咪唑啉酮的混合物，采出速率为83.56kg/h，其中混合物质量百分含量为三乙烯二胺81%，1，3-二甲基咪唑啉酮19%，混合物经冷却，过滤，收集固体，得到三乙烯二胺，纯度为99.9%。
来自萃取塔的1，3-二甲基咪唑啉酮与乙醇胺混合物经换热器调节至136.6℃，从精馏塔中部进料，乙醇胺与1，3-二甲基咪唑啉酮混合物在精馏塔中进行精馏，精馏塔压力70kPa，塔顶温度159.08℃，塔釜温度189.02℃，精馏塔塔顶分离得到乙醇胺，以25kg/h采出；塔釜采出萃取剂流股的质量百分含量为：1，3-二甲基咪唑啉酮86%，乙醇胺14%，一部分以225.2kg/h循环至萃取塔，一部分以49.43kg/h排出。
实施例3：
三乙烯二胺与乙醇胺的共沸物(质量百分含量为：三乙烯二胺70%，乙醇胺30%)以100kg/h流速，温度为60℃从萃取塔下部进料，新鲜萃取剂N-甲基吡咯烷酮以176.45kg/h流速与来自精馏塔的循环萃取剂流股混合后，在25℃条件下从萃取塔1上部加入，二者在装填有填料的萃取塔中逆向接触，萃取塔压力为15kPa，塔顶温度97.2℃，塔釜温度118.13℃，塔釜内的物料为N-甲基吡咯烷酮与乙醇胺的混合物，其中混合物的质量百分含量为：乙醇胺9%，N-甲基吡咯烷酮91%，该混合物以612.18kg/h进入精馏塔；塔顶采出三乙烯二胺与N-甲基吡咯烷酮的混合物，采出速率为145.76kg/h，其中混合物质量百分含量为三乙烯二胺48%，N-甲基吡咯烷酮52%，混合物经冷却，过滤，收集固体，得到三乙烯二胺，纯度为99.9%。
来自萃取塔的N-甲基吡咯烷酮与乙醇胺混合物经换热器调节至128.3℃，从精馏塔中部进料，乙醇胺与N-甲基吡咯烷酮混合物在精馏塔中进行精馏，精馏塔压力20kPa，塔顶温度141.52℃，塔釜温度146.85℃，精馏塔塔顶分离得到乙醇胺纯度为99.0%，以25kg/h采出；塔釜采出萃取剂流股的质量百分含量为：N-甲基吡咯烷酮95%，乙醇胺5%，一部分以481.49kg/h循环至萃取塔，一部分以105.69kg/h排出。
实施例4：
三乙烯二胺与乙醇胺的共沸物(质量百分含量为：三乙烯二胺65%，乙醇胺35%)以100kg/h流速，温度为90℃从萃取塔下部进料，新鲜萃取剂N，N-二甲基乙酰胺以100.18kg/h流速与来自精馏塔的循环萃取剂流股混合后，在温度25℃从萃取塔上部加入，二者在装填有填料的萃取塔中逆向接触，萃取塔压力为30kPa，塔顶温度112.6℃，塔釜温度132.2℃，萃取塔塔釜物料为N，N-二甲基乙酰胺与乙醇胺的混合物，其中混合物质量百分含量乙醇胺20%，N，N-二甲基乙酰胺80%，该混合物以368.62kg/h进入精馏塔；塔顶采出三乙烯二胺与N，N-二甲基乙酰胺的混合物，采出速率为106.46kg/h，其中三乙烯二胺与N，N-二甲基乙酰胺的混合物质量百分含量为：三乙烯二胺60%，N，N-二甲基乙酰胺40%，混合物经冷却，过滤，收集固体，得到三乙烯二胺，纯度为99.9%。
来自萃取塔的N，N-二甲基乙酰胺与乙醇胺混合物经换热器调节至138.68℃，从精馏塔中部进料，乙醇胺与N，N-二甲基乙酰胺混合物在精馏塔中进行精馏，精馏塔压力20kPa，塔顶温度139.63℃，塔釜温度164.21℃，精馏塔塔顶分离得到乙醇胺，以25kg/h采出；塔釜采出萃取剂流股的质量百分含量为：N，N-二甲基乙酰胺85%，乙醇胺15%，一部分以274.89kg/h循环至萃取塔，一部分以68.92kg/h排出。
Claims (2)
1.一种三乙烯二胺与乙醇胺的分离方法，采用的设备包括萃取塔、精馏塔和换热器，其特征在于，按以下步骤操作：
1）将三乙烯二胺与乙醇胺共沸物在温度为60℃的条件下，以一定速率从萃取塔下部进料，萃取剂在温度20℃～50℃从萃取塔上部进料，二者在装填有填料的萃取塔中逆向接触，萃取塔压力为10kPa～30kPa，塔顶温度90℃～110℃，塔釜温度110℃～130℃，从塔顶采出三乙烯二胺与萃取剂的混合物，经冷却，过滤，收集固体，得到三乙烯二胺纯品，其中，萃取剂为N-甲基吡咯烷酮、1，3-二甲基咪唑啉酮、DMSO、N，N-二甲基乙酰胺中的一种，萃取剂与共沸物的质量比为0.5～3：1；
2）萃取塔塔釜的萃取剂与乙醇胺的混合物，经调节至泡点温度后，从精馏塔中部进料，乙醇胺与萃取剂混合物在精馏塔中进行精馏分离，精馏塔压力5kPa～50kPa，塔顶温度110℃～130℃，塔釜温度120℃～150℃，从塔顶分离得到乙醇胺，萃取剂从精馏塔塔底流出，一部分循环至萃取塔，一部分排出。
2.一种三乙烯二胺与乙醇胺的分离方法，采用的设备包括萃取塔、精馏塔和换热器，其特征在于，按以下步骤操作：
1）将三乙烯二胺与乙醇胺共沸物在温度为60℃条件下，保持一定速率从萃取塔下部进料，萃取剂选择DMSO在温度25℃条件下从萃取塔上部进料，二者在装填有填料的萃取塔中逆向接触，萃取塔压力为30kPa，塔顶温度112.6℃，塔釜温度132.2℃从塔顶采出三乙烯二胺与DMSO的混合物，经冷却，过滤，收集固体，得到三乙烯二胺纯品，萃取剂与共沸物的质量比为1.97：1；
2）萃取塔塔釜的DMSO与乙醇胺的混合物，经调节泡点温度后，从精馏塔中部进料，在精馏塔中进行精馏分离，精馏塔压力30kPa，塔顶温度139.47℃，塔釜温度153.42℃，从塔顶分离得到乙醇胺，萃取剂流股从精馏塔塔底流出，一部分循环至萃取塔，一部分排出。
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