CN103130651A - 釜式反应器生产乙烯胺的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种釜式反应器生产乙烯胺的方法，包括如下步骤：将原料二氯乙烷通入设有搅拌装置的釜式反应器中，与釜式反应器中的氨水进行氨化反应，即可获得乙烯胺；反应压力为2-8MPa，反应时间为30-120min，反应温度120-180℃；本发明方法工艺路线较为简单，二氯乙烷的转化率高，可以通过调节反应温度，氨烷比，搅拌转速，氨水浓度，反应时间等来调节产品分布，从而提高哌嗪等多乙烯多胺类产品的选择率。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产乙烯胺的工艺。
背景技术
乙烯胺又名乙撑胺，是指乙二胺的无环多聚体类产品，分子通式为H2N(C2H4NH)nH，是一种重要的精细化工中间体，在有机合成、医药、染料、农药、化学助剂、橡胶塑料助剂、有机溶剂和环氧树脂固化剂等领域有着广泛的应用，目前国内90％以上依赖进口，成为我国亟待发展的精细石油化工中间体之一。乙烯胺的合成方法主要有二氯乙烷法(EDC)、乙醇胺法(MEA)、乙烯氨化法、甲醛-氢氰酸法、二甘醇氨化法、氯乙酰氯氨化法和氨基乙腈加氢法等。工业生产乙烯胺的方法主要是EDC法和MEA法，其他方法由于原料来源和成本等原因尚未实现工业化生产。现在世界上EDA的生产装置中，约61％为EDC路线，两种合成工艺各有利弊，二氯乙烷法适合在氯碱企业建设，乙醇胺法适合在有乙醇胺或环氧乙烷和氨资源的企业建设。
专利US2805254采用二氯乙烷与氨反应，采用精馏塔的方法生产乙烯胺，此方法二氯乙烷转化率不高。
专利US3183269指出二氯乙烷与氨反应生成多胺的过程中，同时有约3％的EDC生成了氯乙烯，并提出了解决方案，但该专利提供的方法二氯乙烷转化率比较低；
专利US2113640采用管式反应器，在EDC中加入乳化剂，使其与氨水能充分混合，该方法引入了新物质，不利于后期的分离。
专利US276097中二氯乙烷与氨水反应采用塔式反应器，逆流操作，与专利US2805254相似，此过程的二氯乙烷转化率较低。以上工艺还有的缺点是多乙烯多胺产品的选择性较差，没法对产物的组成进行控制。
专利CN200910115213介绍了一种二氯乙烷催化法合成乙烯胺的方法，采用催化剂为2，2-联吡啶或1，3-二氮唑与氯化亚铜或氯化亚铁复合组成，反应速率较快，但是，该专利的产物中，多乙烯多胺的含量难以控制，反应选择性较差。
发明内容
本发明需要解决的问题是公开一种釜式反应器生产乙烯胺的方法，以解决现有生产技术难以控制产物分布的缺陷，从而获得较多的经济价值更高的哌嗪等多乙烯多胺类产品。
本发明的方法，包括如下步骤：将原料二氯乙烷通入设有搅拌装置的釜式反应器中，与釜式反应器中的氨水进行氨化反应，即可获得乙烯胺；
反应压力为2-8MPa，优选4-6MPa，反应时间为30-120min，优选60-90min，反应温度120-180℃，优选140-170℃；
所述搅拌装置可使用锚式搅拌桨，也可采用Rushton搅拌桨、涡轮桨或多层复合搅拌桨，搅拌转速200-800rpm，优选250-500rpm；
氨水的重量浓度为30-60％，优选40-50％；
氨烷的摩尔比为10∶1-30∶1，优选15∶1-20∶1；
术语“氨烷的摩尔比”，指的是氨与二氯乙烷的物质的量比例，而不是氨水与二氯乙烷的比例；
采用上述的方法，二氯乙烷几乎可以完全转化，乙二胺的选择率为40％-50％，二乙烯三胺的选择率为22％-27％，三乙烯四胺的选择率为10％-15％，哌嗪的选择率为8％-12％。
选择率的定义如下：
选择率是指生成某个目的产物所消耗的反应物的物质的量与该反应物参加反应的物质的量的比值。
本发明方法工艺路线较为简单，二氯乙烷的转化率高，可以通过调节反应温度，氨烷比，搅拌转速，氨水浓度，反应时间等来调节产品分布，从而提高哌嗪等多乙烯多胺类产品的选择率。
具体实施方式
实施例1
工艺参数如下：
反应压力6MPa，反应温度160℃，氨烷摩尔比15∶1，搅拌装置使用锚式搅拌桨，搅拌速率250rpm，氨水重量浓度为50％，反应时间90min。
反应结束后取样分析，二氯乙烷转化率采用莫尔法滴定，乙烯胺采用反应液中和后色谱分析测定。二氯乙烷转化率为：99.4％；乙二胺的选择性为41.3％，二乙烯三胺的选择率为25.8％，三乙烯四胺的选择率为13.3％，哌嗪的选择性为：10.3％。
根据秦伟程文章中的报道(乙撑胺生产现状及市场分析，石油化工技术经济，2005，3：39)，二氯乙烷法在工业生产中典型组成分布为：乙二胺55％，二乙烯三胺23％，三乙烯四胺9.9％，四乙烯五胺3.9％，哌嗪3.5％。由以上数据可知，本专利的方法可以有效提高多乙烯多胺的选择率。
实施例2
工艺参数如下：
反应压力6MPa，反应温度140℃，氨烷比20∶1，搅拌装置为涡轮桨，搅拌速率500rpm，氨水浓度为50％，反应时间60min。
分析后的二氯乙烷转化率为：97.1％；乙二胺的选择性为46.1％，二乙烯三胺的选择率为22.8％，三乙烯四胺的选择率为11.1％，哌嗪的选择性为：8.3％。
Claims (6)
1.釜式反应器生产乙烯胺的方法，其特征在于，包括如下步骤：将原料二氯乙烷通入设有搅拌装置的釜式反应器中，与釜式反应器中的氨水进行氨化反应，即可获得乙烯胺；
反应压力为2-8MPa，反应时间为30-120min，反应温度120-180℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，反应压力为4-6MPa，反应时间为60-90min，反应温度140-170℃。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述搅拌装置使用锚式搅拌桨、Rushton搅拌桨、涡轮桨或多层复合搅拌桨，搅拌转速200-800rpm。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述搅拌装置使用锚式搅拌桨、Rushton搅拌桨、涡轮桨或多层复合搅拌桨，搅拌转速200-800rpm。
5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，氨水的重量浓度为30-60％。
6.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，氨烷的摩尔比为15∶1-20∶1。
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2011
- 2011-11-22 CN CN2011103746509A patent/CN103130651A/zh active Pending
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