CN103086893A - 一种连续式生产叔胺的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种连续式生产叔胺的方法，采用串联的内装过滤膜的胺化釜，原料脂肪醇经过预热后进入串连第一台胺化釜，中间胺化釜的液体出口进入相串连的后一台胺化釜，胺化釜的气相出口与冷凝器相连，冷凝器的气相出口与气体压缩机相连，气体压缩机的出口与混合器相连，原料二甲胺和氢气通过管线与混合器相连，混合器出口与胺化釜的气相入口相连，最后一台胺化釜的液体出口与脱轻组分塔相连，脱轻组分塔底部出口通过管线与脱重组分塔相连，最终产物从脱重组分塔中得到。本发明实现连续化操作，使得生产稳定，避免了间歇操作的频繁开停车，且能提高收率，节约能耗，操作简单，产品质量稳定。

Description

一种连续式生产叔胺的方法
技术领域
本发明属于有机化工技术领域，更加具体地说，特别是涉及以脂肪醇和二甲胺为原料连续式生产叔胺的方法。
背景技术
叔胺主要作为阳离子或两性离子表面活性剂的原料，是制备表面活性剂的主要中间体。制成的表面活性剂广泛应用于日用化工、洗涤工业、纺织、油田等行业，主要起防腐、杀菌、洗涤、柔软、抗静电、乳化等作用。
在现有的生产技术中，CN201010237030.6中叙述了一种环路反应器生产叔胺的方法，有利用脂肪酸和二甲胺生产脂肪酰胺步骤和用脂肪酰胺生产叔胺步骤。该法工艺线路长，并且间歇式操作，产品质量波动，操作条件不易控制，物耗能耗都较高。
当前国内外制备叔胺的主要方法是脂肪醇和二甲胺在脱氢-加氢催化剂作用下进行胺化反应。该法具有工艺路线短，基本无三废等优点。
目前应用于脂肪醇与二甲胺发生催化脱氢胺化反应器主要有两种，一种是淤浆反应器，如传统的釜式反应器，可达到气固液三相混合的“自吸式”搅拌釜式反应器和环路喷射反应器三种类型。另外一种是采用外循环加热具有静态混合器的环路反应器。基本上采用的都是间歇式操作。但间歇式操作，频繁地开停车，造成大量能耗和物耗，并且产品质量不稳定。
中国专利“连续制备长链烷基二甲基叔胺的工艺系统及方法”（申请日2008年3月17日、公开日2009年9月23日，申请号为200810085073.X）中叙述了一种连续制备叔胺的工艺方法，以脂肪醇和二甲胺为原料，在固定床反应器里连续制备叔胺。该法虽避免了间歇性生产装置的频繁开停车，但固定床反应器传热传质效果差，使得催化剂容易失活。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的生产波动大，消耗高等缺陷，提供一种串联搅拌釜式反应器连续式操作生产叔胺的方法，以提高产品质量，降低生产成本。
本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：
一种连续式生产叔胺的方法，采用如附图1所示的工艺流程，包括胺化釜、冷凝器、气体压缩机、混合器、脱轻组分塔、脱重组分塔和管线。
原料脂肪醇经过预热后通过管线进入串连第一台胺化釜，中间胺化釜的液体出口通过管线进入相串连的后一台胺化釜，所有胺化釜的气相出口通过管线与冷凝器相连，冷凝器的气相出口通过管线与气体压缩机相连，气体压缩机的出口通过管线与混合器相连，原料二甲胺和氢气通过管线与混合器相连，混合器出口通过管线与胺化釜的气相入口相连，最后一台胺化釜的液体出口通过管线与脱轻组分塔相连，脱轻组分塔底部出口通过管线与脱重组分塔相连，最终产物从脱重组分塔中得到，脂肪醇胺化生产叔胺的反应方程式如下：
Figure BDA00002716542100021
RCHO+HN(CH3)2→RC(OH)HN(CH3)2
RC(OH)HN(CH3)2→R′CH=CHN(CH3)2+H2O
R′CH=CHN(CH3)2+H2→RCH2N(CH3)2
其中R、R’分别代表脂肪链结构。
在本发明的技术方案中，采用的胺化釜为搅拌釜式反应器，釜内安装有催化剂过滤膜，选用铜系催化剂（即Cu-Ni催化剂），可以通过夹套进行加热，操作过程中催化剂始终停留在胺化釜内，以脂肪醇和二甲胺作为反应物，在氢气气氛下进行反应。
在上述方法中，胺化釜个数为1~8个，优选3~4个，当胺化釜个数超过1个时，通过管道进行相连。
在上述方法中，胺化釜反应系统中液相空速为0.05~1h-1，优选空速为0.1~0.3h-1。
在上述方法中，反应温度180~250℃，优选反应温度为200~230℃。
在上述方法中，反应压力0.1MPa~1.5MPa,优选反应压力为0.12~1.0MPa。
在上述方法中，进料气体流量与脂肪醇进料量的体积比（气液比）为2000~6000，优选为2200~3500，且循环气氢气含量（体积百分数）在70~95%。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：胺化釜采用内装过滤膜的搅拌釜式反应器，使得反应液连续过滤，使得生产连续稳定。采用连续釜式反应器，操作容易，节约能耗，可控性强；产品质量稳定，原料利用率高。
附图说明
图1本发明的工艺流程示意图，其中1－胺化釜，2－原料预热器，3－冷凝器，4－气体压缩机，5－混合器，6－脱轻组分塔，7－脱重组分塔，A－原料脂肪醇管线，B－原料二甲胺管线，C－氢气管线。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术方案。选用本领域常规的铜系催化剂Cu-Ni催化剂。
实施例1：
参见附图1，3个内装催化剂过滤膜的胺化釜1串连，原料脂肪醇管线A与原料预热器2相连，原料预热器2通过管线与第一台胺化釜相连，第一台胺化釜液相出口通过管道与第二台胺化釜相连，第二台胺化釜的液相出口通过管道与第三台胺化釜相连，第三台胺化釜的液相出口通过管道与脱轻组分塔6相连，脱轻组分塔5底部出口通过管道与脱重组分塔7相连，所有胺化釜气相出口通过管道与冷凝器3相连，冷凝器气相出口通过管道与气体压缩机4相连，气体压缩机4出口通过管道与混合器5相连，混合器5出口通过管道与胺化釜相连，原料二甲胺管线B、氢气管线C与混合器5相连。
胺化釜内加入铜系催化剂，使系统设备处于完好状态，原料C14～16脂肪醇、二甲胺和氢气已准备好，水、电、汽和导热油供应正常。首先在胺化釜中加入原料脂肪醇，将夹套加热升温，通入初始氢气并循环，当反应温度升到220℃时，开始连续通过反应原料二甲胺和氢气的混合气体进行反应。控制反应压力0.8MPa，进料气液体积比为3500，循环气体氢气含量90%，反应温度为220℃，液体空速为0.15h-1。从胺化釜出来的长链烷基二甲基叔胺粗产品连续进入脱轻组分塔进行脱轻，脱轻后的叔胺粗产品连续进入脱重组分塔，从脱重组分塔顶得到叔胺产品的长链烷基二甲基叔胺含量为99%，重副产物从脱重组分塔底排出。
实施例2：
同例1，催化剂为铜系催化剂，反应压力1.5MPa，进料气液体积比为6000，循环气体氢气含量70%，反应温度为180℃，液体空速为1h-1。从胺化釜出来的长链烷基二甲基叔胺粗产品连续进入脱轻组分塔进行脱轻，脱轻后的叔胺粗产品连续进入脱重组分塔，从脱重组分塔顶得到叔胺产品的长链烷基二甲基叔胺含量为97%，重副产物从脱重组分塔底排出。
实施例3：
同例1，催化剂为铜系催化剂，反应压力0.1MPa，进料气液体积比为2000，循环气体氢气含量95%，反应温度为250℃，液体空速为0.05h-1。从胺化釜出来的长链烷基二甲基叔胺粗产品连续进入脱轻组分塔进行脱轻，脱轻后的叔胺粗产品连续进入脱重组分塔，从脱重组分塔顶得到叔胺产品的长链烷基二甲基叔胺含量为99%，重副产物从脱重组分塔底排出。
实施例4：
本发明的连续制备叔胺的工艺系统同例1，只是采用1个胺化釜，催化剂为铜系催化剂，反应压力1.5MPa，进料气液体积比为6000，循环气体氢气含量95%，反应温度为250℃，液体空速为0.05h-1。从胺化釜出来的长链烷基二甲基叔胺粗产品连续进入脱轻组分塔进行脱轻，脱轻后的叔胺粗产品连续进入脱重组分塔，从脱重组分塔顶得到叔胺产品的长链烷基二甲基叔胺含量为98%，重副产物从脱重组分塔底排出。
实施例5：
本发明的连续制备叔胺的工艺系统同例1，只是采用8个胺化釜，催化剂为铜系催化剂，反应压力1.0MPa，进料气液体积比为3000，循环气体氢气含量90%，反应温度为220℃，液体空速为0.2h-1。从胺化釜出来的长链烷基二甲基叔胺粗产品连续进入脱轻组分塔进行脱轻，脱轻后的叔胺粗产品连续进入脱重组分塔，从脱重组分塔顶得到叔胺产品的长链烷基二甲基叔胺含量为99%，重副产物从脱重组分塔底排出。
实施例6
本发明的连续制备叔胺的工艺系统同例1，只是采用4个胺化釜，催化剂为铜系催化剂，反应压力0.12MPa，进料气液体积比为4500，循环气体氢气含量85%，反应温度为200℃，液体空速为0.1h-1。从胺化釜出来的长链烷基二甲基叔胺粗产品连续进入脱轻组分塔进行脱轻，脱轻后的叔胺粗产品连续进入脱重组分塔，从脱重组分塔顶得到叔胺产品的长链烷基二甲基叔胺含量为99%，重副产物从脱重组分塔底排出。
实施例7
本发明的连续制备叔胺的工艺系统同例1，只是采用4个胺化釜，催化剂为铜系催化剂，反应压力0.8MPa，进料气液体积比为2200，循环气体氢气含量80%，反应温度为230℃，液体空速为0.3h-1。从胺化釜出来的长链烷基二甲基叔胺粗产品连续进入脱轻组分塔进行脱轻，脱轻后的叔胺粗产品连续进入脱重组分塔，从脱重组分塔顶得到叔胺产品的长链烷基二甲基叔胺含量为99%，重副产物从脱重组分塔底排出。
以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种连续式生产叔胺的方法，采用包括胺化釜、冷凝器、气体压缩机、混合器、脱轻组分塔和脱重组分塔在内的反应系统，其特征在于，
原料脂肪醇经过预热后通过管线进入串连第一台胺化釜，中间胺化釜的液体出口通过管线进入相串连的后一台胺化釜，所有胺化釜的气相出口通过管线与冷凝器相连，冷凝器的气相出口通过管线与气体压缩机相连，气体压缩机的出口通过管线与混合器相连，原料二甲胺和氢气通过管线与混合器相连，混合器出口通过管线与胺化釜的气相入口相连，最后一台胺化釜的液体出口通过管线与脱轻组分塔相连，脱轻组分塔底部出口通过管线与脱重组分塔相连，最终产物从脱重组分塔中得到。
2.根据权利要求1所述的一种连续式生产叔胺的方法，其特征在于，采用的胺化釜为搅拌釜式反应器，釜内安装有催化剂过滤膜，操作过程中催化剂始终停留在胺化釜内，以脂肪醇和二甲胺作为反应物，在氢气气氛下进行反应。
3.根据权利要求1所述的一种连续式生产叔胺的方法，其特征在于，所述胺化釜个数为1~8个，优选3~4个，当胺化釜个数超过1个时，通过管道进行相连。
4.根据权利要求1所述的一种连续式生产叔胺的方法，其特征在于，所述反应系统中液相空速为0.05~1h-1，优选空速为0.1~0.3h-1。
5.根据权利要求1所述的一种连续式生产叔胺的方法，其特征在于，所述反应温度180~250℃，优选反应温度为200~230℃。
6.根据权利要求1所述的一种连续式生产叔胺的方法，其特征在于，所述反应压力0.1MPa~1.5MPa,优选反应压力为0.12~1.0MPa。
7.根据权利要求1所述的一种连续式生产叔胺的方法，其特征在于，所述进料气体流量与脂肪醇进料量的体积比为2000~6000，优选为2200~3500，且循环气氢气体积百分数为70~95%，优选80—95%。
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