CN106164043A - 最小化乙醇胺产物流股中的水含量 - Google Patents

最小化乙醇胺产物流股中的水含量 Download PDF

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CN106164043A CN201580018477.5A CN201580018477A CN106164043A CN 106164043 A CN106164043 A CN 106164043A CN 201580018477 A CN201580018477 A CN 201580018477A CN 106164043 A CN106164043 A CN 106164043A
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Abstract

提供了用于将乙醇胺产物流股中的水含量从按重量计大约0.15％‑0.19％的水降低到按重量计大约0.02至大约0.04的水的系统和方法。通过将单乙醇胺塔的加工条件增加大约5％至大约20％，更优选地至大约10％，和通过添加假流股至单乙醇胺塔可以实现水含量降低，所述假流股可以再循环至反应器。单乙醇胺塔增加的加工条件和假流股在以下可以导致实现所述水含量：(i)底部流股流动速率增加最高达大约18.9％；再沸器负荷可以增加最高达47.9％；以及(iii)冷凝器负荷可以增加最高达大约52.5％。

Description

最小化乙醇胺产物流股中的水含量
技术领域
本发明涉及用于生产乙醇胺的方法，确切地，涉及用于使乙醇胺产物流股如单乙醇胺(“MEA”)产物流股中的水含量最小化的方法。
背景技术
乙醇胺，单独地和组合地，在化学工业中具有许多用途。例如，可以将乙醇胺用作腐蚀抑制剂、用于气体脱硫的润滑剂和精练剂(scouring agent)、洗涤剂(detergent)和专业清洁剂(specialty cleaner)、混凝土外加剂(concrete admixture)、柔性聚氨酯泡沫催化剂、个人护理产品、照相乳剂、溶剂、染料中间体、橡胶促进剂、乳化剂、油墨添加剂、油料添加剂、具有加压水反应器的发电厂和核电站的蒸汽循环中的水的碱化、杀虫剂和药物中间体，也将天然气用作酸气吸附溶剂。由于它们的表面活性剂性质，还可以将乙醇胺用于晶片清洗和光致抗蚀剂除去应用的半导体领域。全球对于乙醇胺的需求正在增加，并至2015年立项超过1.605百万吨。
乙醇胺是通过氨(NH3)和卤代醇或氧化乙烯(C2H4O)(EO)的反应产生的易燃的、腐蚀性的、无色的、粘性液体。然而，EO被更加广泛地用于商业过程。为了商业生产乙醇胺，在50℃至257℃范围内的温度下在单级或多级反应室中使氨水和氧化乙烯接触。存在三类乙醇胺：MEA(H2NCH2CH2OH)；二乙醇胺(HN(CH2CH2OH)2)，也称为DEA；和三乙醇胺(N(CH2CH2OH)3)，也称为TEA。MEA、DEA或TEA的形成取决于氨分子是与1个、2个还是3个EO分子反应。反应具有平行连续机制(parallel consecutive mechanism)，使得同时得到三种产物(MEA、DEA和TEA)。将水用作乙醇胺反应中的催化剂。
由于石油化工中对于乙醇胺的需求，所以需要通过成本有效的方法来生产较高产率的乙醇胺产物流股。
发明内容
本发明的实施方式可以包括用于在非反应性蒸馏塔中生产乙醇胺产物流股的系统和方法。该方法可以包括：在反应器中混合包含按重量计大约30％至大约40％氨的氨溶液与氧化乙烯以产生生成的产物流股，其中，所述生成的产物流股包含乙醇胺、未反应的氨和水；从生成的产物流股中除去按重量计大约30％至大约50％的未反应的氨和按重量计大约50％至大约70％的水以产生汽提的产物流股，其中，汽提的产物流股包含乙醇胺和按重量计大约30％至大约50％的水；将汽提的产物流股转移至真空干燥塔的至少一个级段(stage)以产生脱水的产物流股；将脱水的产物流股转移至单乙醇胺蒸馏塔的至少一个级段以产生蒸馏的产物流股，其中，脱水的产物流股包含乙醇胺和按重量计大约0.01％至大约0.1％的水；在调节的加工条件下运行单乙醇胺蒸馏塔，其中，所述加工条件选自脱水的产物流股流动速率、单乙醇胺蒸馏塔的回流速率、单乙醇胺蒸馏塔的冷凝器热负荷、单乙醇胺蒸馏塔的再沸器热负荷、单乙醇胺蒸馏塔的底部速率、或包括上述中的至少一种的组合，并且其中，所述加工条件大约5％至大约20％高于选定的加工条件的基础情况值；经由假流股(dummy stream)从蒸馏的产物流股中除去一部分水以产生乙醇胺产物流股，其中，所述乙醇胺产物流股包含乙醇胺和按重量计大约0.02％至大约0.04％的水。
从以下详细说明、附图和权利要求阐述了或清楚说明了本发明另外的特征、优势、和实施方式。此外，应理解，本发明的上述总结以及以下详细说明两者都是示例性的并且旨在提供进一步的解释，而并不限制要求保护的本发明的范围。
附图说明
附图(包括附图以提供本发明的进一步理解并且将其合并且构成本说明书的一部分)，示出本发明的优选实施方式，并与具体实施方式一起用于解释本发明的原理。在附图中，相同的要素标号相同，且为了说明本文公开的示例性实施方式的目的而不用于限制本文公开的示例性实施方式的目的进行提供。
图1是根据一个实施方式的乙醇胺生产过程的示意图。
图2示出了根据一个实施方式的单乙醇胺塔的ASPEN TM模拟。
具体实施方式
本发明的实施方式可以提供用于使来自非反应性蒸馏装置的蒸馏塔的乙醇胺产物流股中的水含量最小化的改善的方法。本发明可以在宽范围的加工条件下实践，包括但不限于反应物的浓度、反应物的流动速率、温度、和压力。可以在存在或不存在催化剂的情况下进行过程100，其中，催化剂优选地是水。可以在水相或非水相中进行过程100。通过选择适当的加工条件可以将过程100中期望的输出产品控制为包含各种比率的MEA、DEA、和TEA。本文所描述的过程仅仅是示例性的过程并且用于说明的目的。如需要可以使用步骤和组件的其他变化和组合。
现在参考图1，示出了根据一个实施方式的乙醇胺生产过程的示意图。过程100可以包括反应器105，其中EO可以与含水溶液中过量的氨和水反应形成包含MEA、DEA和TEA的乙醇胺反应产物；通过蒸馏用于从反应产物中汽提未反应的氨和用于除去过量的氨和一些水的氨汽提器107；用于从汽提反应产物中蒸发水以产生脱水的反应产物的真空干燥塔112；和用于将脱水的反应产物分离成MEA、DEA和TEA的胺蒸馏组件。在一些替换实施方式中，过程100也可以包括用于再循环从反应产物汽提的过量氨的氨吸附器110和氨溶液存储器103，通过管路104可以将其进料至反应器105。通过管路111也可以将氨溶液存储器103进料至氨吸附器110。在一些替换实施方式中，过程100也可以包括EO存储器101。在一些替换实施方式中，可以通过一个或多个板型塔执行氨汽提器107、干燥塔112、和蒸馏或分离塔。在一些替换实施方式中，一个或多个板型塔可以包括反应区(顶部部分)和汽提区(底部部分)。在一些替换实施方式中，塔可以包括多个板或级段，例如大约5至大约20个级段。用于过程100的反应器105可以是恒温反应器、绝热反应器或其他已知的反应器。可以优选使用通过循环水外部冷却的管式反应器。在一些替换实施方式中，反应器105的长度可以在大约2米至大约35米的范围内。在一些替换实施方式中，反应器105的直径可以在大约0.2米至大约0.5米的范围内。
将参考以下实施例更详细地示出本发明，但是应当理解的是不能将本发明视为限于此。除非另有说明，否则所有的实施例都是基于模拟。
实施例
实施例1-MEA塔116的基础情况
可以开发模拟模型来评估过程100的组件，包括乙醇胺产物流股的水含量。可以使用AspenTM模拟软件(Aspen PlusTM和Aspen Custom ModelerTM)或其他模拟软件如Simulation Sciences(SimSci)Pro/IITM开发模型。该模型可以针对实际的设备行为验证。可以将来自实际的设备行为的数据输入该模型并用于调整(tweak)模型。该模型可以使用例如来自能够每年生产大约90000-110000吨乙醇胺的沙特阿拉伯的设备的加工条件的数据。该设备每年也能够生产大约700000吨单乙二醇(Mono-ethylene glycol)(MEG)。在一些替代实施方式中，可以通过Oxiteno过程流程图(PFD)开发用于乙醇胺生产过程的模型。可以将这些模拟标记为基础情况。
现在参考图1和2，示出了根据一个实施方式的单乙醇胺塔的ASPEN TM模拟。过程100可以利用与反应器105之间的中间冷却器串联的管式反应器105的六个级段。在一些替换实施方式中，中间冷却器可以由一束保持在大约37℃至大约70℃的温度下的U形管组成。更优选地，U形管的温度可以保持在大约41℃-43℃至大约60℃-63℃的温度下。可以将管式反应器105的温度从管式反应器105的每个级段的出口处的大约60℃-63℃冷却至大约41℃-43℃，其中通过使用循环或蒸发冷却剂作为冷却介质的中间冷却器可以将其进料至管式反应器105的每个级段的入口。在一些替换实施方式中，冷却剂可以是水。
可以通过管路104将来自氨存储器103的氨水进料引入到反应器的第一级段中。也可以通过管路102将氧化烯(alkylene oxide)如来自EO存储器101的EO引入到反应器105的第一级段中。在一些替换实施方式中，在引入到反应器105的第一级段之前可以合并来自氨存储器103的氨进料和来自EO存储器101的EO进料。在一些替换实施方式中，氨水溶液可以包含按重量计大约30-40％的氨和按重量计50-70％的水。
更优选地，氨溶液可以包含按重量计大约33-35％的氨和按重量计大约62％的水。在一些替换实施方式中，可以将按重量计的氨％保持在50％以下以增加MEG的产量。在一些替换实施方式中，可以将通过过程100生产的乙醇胺再循环返回至反应器105以调节期望的MEA：DEA：TEA比率。在一些替换实施方式中，可以将按重量计大约1-5％的MEA添加到氨水溶液中。在一些替换实施方式中，可以将按重量计大约1-5％的DEA添加到氨水溶液中。更优选地，也可以将按重量计大约2.7％的MEA和按重量计大约2.2％的DEA添加到氨水溶液中。在一些替换实施方式中，氨水溶液中的氨可以是新鲜添加的氨、再循环的氨、或包含上述中的至少一种的组合。在一些替换实施方式中，可以将新鲜氨直接进料至反应器105或在过程100的一些其他点进料(例如到氨汽提器107中)。在一些替换实施方式中，适用于反应的氨可以是无水的或是氨和水的溶液。
在一些替换实施方式中，可以横过反应器105的级段平均分离反应所需EO。可以将通过管线102进入反应器105的每个级段的EO流保持在大约1500千克/小时(kg/hr)至大约1800kg/hr。更优选地，可以将进入反应器105的每个级段的EO流保持在1714.2kg/hr，以产生在反应器105的每个级段的出口处期望的EO转化率。在一些替换实施方式中，进入反应器105的每个级段的EO流动速率可以是管路102的总EO流动速率的六分之一，例如10285kg/hr总EO流动速率的六分之一。
该EO流动速率可以确保在反应器105的前四个级段发生的反应中大约86％EO可以被转化。在反应器105的第五级段发生的反应中大约99％的EO可以被转化以及在反应器105的第六级段发生的反应中大于99％的EO可以被转化。在一些替换实施方式中，进入反应器105的每个级段的EO流动速率可以取决于乙醇胺的生产速率。可以将反应器105的每个级段的压力保持在大约15barg至大约30barg。更优选地，可以将反应器105的每个级段的压力保持在大约19barg至大约24barg以避免EO和氨蒸发。反应器105中的反应可以形成反应产物流出物，其可以包含乙醇胺、未反应的/过量的氨、任何其他未反应的组分(例如水等)、和可选的一种或多种副产物如MEG。
经由管路106可以将生成的产物流股引入到氨汽提器107的第四级段以上，氨汽提器107包含大约十六个级段。管路106的进料速率可以是大约58170kg/hr至大约58190kg/hr。更优选地，进料速率可以是58180Kg/hr。氨汽提器107可以除去反应产物流出物中过量的或未反应的氨。氨汽提器107可以在大约1barg至大约5barg，以及更优选地大约3.5barg至大约3.6barg的压力下运行。可以通过管路108从氨汽提器107的头部收集包含按重量计大约35-45％的氨和按重量计40-60％的水、可忽略量的乙醇胺和MEG的流，并传送至氨吸附器110。更优选地，流可以包含按重量计大约40％未反应的氨、按重量计大约59％的水、可忽略量的乙醇胺和MEG。可以冷却并冷凝氨汽提器107的塔顶蒸气，然后通过管路108进料至氨吸附塔110。可以将新鲜的氨补充物(makeup)进料至氨吸附塔110，且两个股流可以形成通过管路104进料至反应器105的氨水的一部分。氨汽提器107的顶部的温度可以是大约130℃至大约140℃，以及更优选地是大约133.6℃至大约135.2℃。可以通过管路109在氨汽提器107的脚部提取包含乙醇胺、副产物和剩余的水的第二流并进料至干燥塔112中，其中通过蒸发剩余的水可以得到乙醇胺的脱水混合物。氨汽提器107的脚部的温度可以是大约150℃至大于165℃，以及更优选地是大约158.2℃至大约159.6℃。第二流可以包含按重量计大约35-50％的水，以及更优选地包含大约按重量计大约40-43％的水。在一些替换实施方式中，可以通过管路201在第十六级段以下的级段将通过管路108从氨汽提器107的头部收集的流的一部分(其可以包含按重量计大约90-99％的水和可忽略量的乙醇胺)回流至干燥塔112。更优选地，流包含按重量计大约98.31％的水和可忽略量的乙醇胺。
可以以大约20000kg/hr至大约30000kg/hr的进料速率将来自管路109的汽提的生成产物流出物引入到干燥塔的第二级段以上的干燥塔112中。更优选地，进料速率可以是大约24611kg/hr。更优选地，可以在干燥塔112的第九级段引入来自管路109的生成的产物流出物。干燥塔112通过蒸发剩余的水可以除去仍存在于汽提的生成产物流出物中的任何水。水可以作为蒸汽通过管路113离开干燥塔112。在一些替换实施方式中，可以作为再循环水流股将蒸汽添加到干燥塔112中以确保没有MEA、DEA或TEA与蒸汽一起离开干燥塔112。在一些替换实施方式中，可以将通过管路113从干燥塔112回收的水再循环用于氨吸附器110。在一些替换实施方式中，也可以将通过管路113从干燥塔112回收的水的一部分通过管路114再循环用于整个过程100。可以在大约260毫巴(mbar)至大约280mbar，以及更优选地大约270mbar至大约273mbar的压力下运行干燥塔112。干燥塔112可以包括热交换器201和冷凝器205，其中管路204将材料从干燥塔112进料以及经由管路206再循环返回至冷凝器205。冷凝器205可以具有大约0至大约1的回流比，以及更优选地具有0.2的回流比。冷凝器可以将干燥塔112的顶段保持在大约55℃至大约75℃，以及更优选地大约66.7℃至大约67℃的温度下。在一些替换实施方式中，热交换可以是热虹吸管或强制电路再沸器(forced circuitreboiler)。按惯例，具有大约7000千瓦(kW)至大约9500kW，以及更优选地大约7483kw至大约9099kw负荷的再沸器201(例如热交换器)可以将干燥塔112的底段保持在大约140℃至大约160℃的温度下。更优选地，干燥塔112的底段温度范围可以是大约149℃至大约150℃。
可以在MEA塔116的顶部和底部之间的一点处经由管路115将来自干燥塔112的包含按重量计大约0.01％的水、乙醇胺和副产物的脱水的生成产物流股进料至MEA塔116。脱水的生成产物流股的流动速率可以是大约14780kg/hr至大约14820kg/hr，以及更优选地是大约14798kg/hr。在一些替换实施方式中，MEA蒸馏塔116可以包括十三个级段。在一些替换实施方式中，可以在MEA蒸馏塔116的第七级段208处进料乙醇胺产物流股。可以在大约75mbar至大约86mbar，以及更优选地大约80mbar至大约82mbar的压力下运行MEA蒸馏塔116。可以在大约80℃至大约160℃，以及更优选地大约104.3℃至大约144℃的温度下运行MEA塔。按惯例，具有大约1200kW至大约1600kW，以及更优选地大约1480kW负荷的冷凝器205可以将MEA塔116的顶段保持在大约80℃至大约150℃，以及更优选地大约104.3℃至大约104.5℃的温度下。在一些替换实施方式中，热交换器201可以是热虹吸管或强制电路再沸器。按惯例，具有大约1000kW至大约1500kW，以及更优选地大约1252kW负荷的再沸器201可以将MEA塔116的底段保持在大约140℃至大约160℃的温度。更优选地，MEA塔116的底段的温度范围可以是大约144℃。可以以大约0.3至大约0.6，以及更优选地大约0.47至大约0.5的回流比运行MEA蒸馏塔116。可以在MEA蒸馏塔116的底部，例如在第十三级段210处收集可以包含乙醇胺和副产物的流股，并通过管路202进料至热再沸器201。可以蒸馏MEA并通过管路203将其返回至MEA蒸馏塔116。富含DEA-TEA的流股可以经由管路118离开热交换器201用于通过DEA塔119、122和TEA塔125进一步加工。从管路17收集的MEA的流动速率可以是大约4200kg/hr至大约4300kg/hr，以及更优选地是大约4250kg/hr。在一些替换实施方式中，从管路117收集的MEA可以包含按重量计大约0.2％的水至按重量计大约0.4％的水，以及更优选地按重量计大约0.3％的水。在一些替换实施方式中，可以将乙醇胺产物流股和假流股(dummy stream)再循环至反应器105。表1和表2示出了这些结果。
MEA产物通过管路117离开MEA蒸馏塔116，同时将MEA蒸馏塔116中剩余的进料通过管路118进料至DEA分离塔119。DEA副产物通过管路120离开DEA分离塔119，同时将DEA分离塔119中剩余的进料通过管路121进料至DEA蒸馏塔122。DEA产物通过管路123离开DEA蒸馏塔122，同时将DEA蒸馏塔122中剩余的进料通过管路124进料至TEA蒸馏塔125中。TEA产物通过管路126离开TEA蒸馏塔125，同时未反应的产物和副产物通过管路127离开TEA蒸馏塔125。
实施例2-含有假流股的MEA塔116的基础情况
进一步模型化实施例1所描述的乙醇胺的生产以模拟在MEA塔116处添加假流股(dummy stream)。在MEA塔116处，可以经由管路204从MEA蒸馏塔116的头部收集可以包含按重量计大约99.99％的水和可忽略量的乙醇胺的流，并可以在热交换器205中冷凝。可以经由管路206将可以包含可忽略量的乙醇胺的得到的冷凝物部分回流至MEA蒸馏塔116。可以经由管路207在接近例如MEA蒸馏塔116的第一塔板209处将剩余的冷凝物作为假流股排出，该剩余的冷凝物可以包含按重量计大约2％的水至按重量计大约4％的水，以及更优选地按重量计大约3.6％的水。假流股可以包含大约15kg/hr的MEA至大约21kg/hr的MEA、大约0.5kg/hr的水至大约1％kg/hr的水、按重量计大约0.005％的MEG至按重量计大约0.01％的MEG以及痕量的TEA和DEA。更优选地，假流股可以包含大约19.7kg/hr的MEA、大约0.74kg/hr的水、大约0.008％kg/hr的MEG以及痕量的TEA和DEA。经由管路207的假流股的流动速率可以是大约18kg/hr至大约22kg/hr，更优选地是大约20.5kg/hr。可以经由管路117收集从MEA蒸馏塔116回收的MEA产物流股。在一些替换实施方式中，从管路117收集的MEA可以包含相比来自传统的乙醇胺生产过程的那些降低的水含量。在一些替换实施方式中，MEA产物流股可以包含按重量计大约0.01％的水至按重量计大约0.04％的水，以及更优选地按重量计大约0.02％的水。在一些替换实施方式中，可以将乙醇胺产物流股和假流股再循环返回至反应器105。表1和表2示出了这些结果。
实施例3-MEA塔116的110％基础情况
进一步模型化实施例1所描述的乙醇胺的生产以模拟MEA塔116的增加的加工条件。MEA塔116的加工条件数据相比基础情况数据增加大约5％至大约20％，以及更优选地增加大约10％。加工条件包括但不限于脱水的产物流出物的流动速率、冷凝器热负荷、再沸器热负荷、和MEA塔116的底部流动速率。将该模拟标记为110％基础情况。
可以经由管路115将来自干燥塔112的包含按重量计大约0.01％的水、乙醇胺和副产物的脱水的生成产物流股进料至MEA塔116的第七级段208。可以在大约80mbar至大约82mbar的压力下运行MEA蒸馏塔116。本文所描述的毫巴是指绝对压力。可以在大约102.7℃至大约131.7℃的温度下运行MEA塔116。具有大约2251kW至大约2254kW负荷的冷凝器205可以将MEA塔116的顶段保持在大约80℃至大约150℃，以及更优选地大约102.7℃至大约104.3℃的温度范围。具有大约1852kW负荷的再沸器201可以将MEA塔116的底段保持在大约131.7℃的温度。可以在大约0.47至大约0.5的回流比下运行MEA蒸馏塔116。可以在MEA蒸馏塔116的第十三级段210处收集可以包含乙醇胺和副产物的流股，并通过管路202将其进料至再沸器201。可以蒸馏MEA并通过管路203将其返回至MEA蒸馏塔116。富含DEA-TEA的流股可以经由管路118离开热交换器201用于通过DEA塔119、122和TEA塔125进一步加工。从管路117收集的MEA的流动速率可以是大约4200kg/hr至大约4300kg/hr，更优选地是大约4183kg/hr至大约4269kg/hr。在一些替换实施方式中，MEA产物流股可以包含按重量计大约0.1％的水至按重量计大约0.3％的水，以及更优选地按重量计大约0.19％的水。在一些替换实施方式中，可以将乙醇胺产物流股和假流股再循环返回至反应器105。表1和表2示出了这些结果。
实施例4-含有假流股的MEA塔116的110％基础情况
进一步模型化实施例3所描述的乙醇胺的生产以模拟在MEA塔116处添加假流股。在MEA塔116处，可以经由管路204从MEA蒸馏塔116的头部收集可以包含按重量计大约99.99％的水和可忽略量的乙醇胺的流，并可以在冷凝器205中使其冷凝。可以经由管路206将可以包含可忽略量的乙醇胺的得到的冷凝物部分回流至MEA蒸馏塔116。可以经由管路207在接近例如MEA蒸馏塔116MEA的第一塔板209处作为假流股排出剩余的冷凝物，该剩余的冷凝物可以包含大约按重量计7.8％的水。假流股可以包含按重量计大约92.2％的MEA、按重量计大约7.8％的水、按重量计大约0.04％的MEG以及痕量的TEA和DEA。经由管路207的假流股的流动速率可以是大约70kg/hr至大约100kg/hr，更优选地是大约86kg/hr。可以经由管路117收集从MEA蒸馏塔116回收的MEA产物流股。从管路117收集的MEA的流动速率可以是大约4200kg/hr至大约4300kg/hr，更优选地是大约4183kg/hr。在一些替换实施方式中，从管路117收集的MEA可以包含按重量计大约0.03％的水至按重量计大约0.06％的水，以及更优选地按重量计大约0.04％的水。在一些替换实施方式中，可以将乙醇胺产物流股和假流股再循环返回至反应器104。表1和表2示出了这些结果。
表1示出了MEA塔116的输出参数。以摄氏度(℃)测量温度，以毫巴(mbar)测量压力，以千克/小时(kg/hr)测量底部速率，以及以千瓦(kW)测量热负荷。
表2示出MEA塔116的模拟情况和实际设备生产速率的MEA产物&水含量的比较，其中，以千克/小时(kg/hr)测量产量并以重量百分数(wt％)测量每种组分的量。
基于以上结果，通过以下各项可以将MEA塔116的MEA产物流股中存在的水含量从按重量计大约0.02％降低到大约0.04％的水：(i)添加假流股到MEA塔116；以及(ii)调节MEA塔116的加工条件大约5％至大约20％，更优选地至大约10％。增加的加工条件可以导致再沸器202负荷、冷凝器205负荷和MEA塔116的底部流股流动速率增加。在一些替换实施方式中，可以将再沸器202负荷从大约1252kW增加到大约1852kW，增加大约47.9％。在一些替换实施方式中，可以将底部流股流动速率从大约10548kg/hr增加到大约12547kg/hr，增加大约18.9％。在一些替换实施方式中，冷凝器205负荷从大约1480kW增加到大约2251kW至大约2254kW，增加大约52.3％。在一些替换实施方式中，增加的再沸器202负荷、冷凝器205负荷和底部流股流动速率对于使离开MEA塔116的乙醇胺产物流股中的水量最小化可以起显著作用。
来自实际设备的MEA产物流股可以包含明显多于模拟情况的水，因为设备中的流不平衡，即设备中的流可能是不稳定的。
本文公开的方法包括至少以下实施方式：
实施方式1：一种用于在非反应性蒸馏塔中生产乙醇胺产物流股的方法，包括：在反应器中混合包含按重量计大约30％至大约40％氨的氨溶液与氧化乙烯以产生生成的产物流股，其中，所述生成的产物流股包含乙醇胺、未反应的氨和水；从生成的产物流股中除去按重量计大约30％至大约50％的未反应的氨和按重量计大约50％至大约70％的水以产生汽提的产物流股，其中，汽提的产物流股包含乙醇胺和按重量计大约30％至大约50％的水；将汽提的产物流股转移至真空干燥塔的至少一个级段以产生脱水的产物流股；将脱水的产物流股转移至单乙醇胺蒸馏塔的至少一个级段以产生蒸馏的产物流股，其中，脱水的产物流股包含乙醇胺和按重量计大约0.01％至大约0.1％的水；在调节的加工条件下运行单乙醇胺蒸馏塔，其中，所述加工条件选自脱水的产物流股流动速率、单乙醇胺蒸馏塔的回流速率、单乙醇胺蒸馏塔的冷凝器热负荷、单乙醇胺蒸馏塔的再沸器热负荷、单乙醇胺蒸馏塔的底部速率、或包括上述中的至少一种的组合，并且其中，所述加工条件大约5％至大约20％高于选定的加工条件的基础情况值；经由假流股从蒸馏的产物流股中除去一部分水以产生乙醇胺产物流股，其中，所述乙醇胺产物流股包含乙醇胺和按重量计大约0.02％至大约0.04％的水。
实施方式2：根据权利要求1的方法，其中，从单乙醇胺蒸馏塔的乙醇胺产物流股中回收单乙醇胺。
实施方式3：根据权利要求1或权利要求2的方法，其中，氨溶液包含按重量计大约50％至大约70％的水、按重量计大约1％至大约5％的单乙醇胺、和按重量计大约1％至大约5％的二乙醇胺。
实施方式4：根据权利要求3的方法，其中，氨溶液包含按重量计大约33％的氨、按重量计大约62％的水、大约2.7％的单乙醇胺、和大约2.2％的二乙醇胺。
实施方式5：根据权利要求1-4中任一项的方法，其中，乙醇胺选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、或包含上述中的至少一种的组合。
实施方式6：根据权利要求1-5中任一项的方法，其中，假流股包含大约15千克/小时至大约25千克/小时的单乙醇胺、大约0.1千克/小时至大约1.25千克/小时的水、大约0.001千克/小时至大约0.013千克/小时的单乙基二醇(mono-ethylglycol)以及痕量的二乙醇胺和三乙醇胺。
实施方式7：根据权利要求6的方法，其中，假流股包含大约19.7千克/小时的单乙醇胺、大约0.74千克/小时的水、大约0.008％千克/小时的单乙基二醇以及痕量的二乙醇胺和三乙醇胺。
实施方式8：根据权利要求1-7中任一项的方法，其中，假流股流动速率是大约19千克/小时至大约21千克/小时。
实施方式9：根据权利要求8的方法，其中，假流股流动速率是大约20.5千克/小时。
实施方式10：根据权利要求1-9中任一项的方法，其中，假流股在大约65℃至大约85℃的温度下离开单乙醇胺蒸馏塔。
实施方式11：根据权利要求10的方法，其中，假流股在大约70.3℃至大约81.9℃的温度下离开单乙醇胺蒸馏塔。
实施方式12：根据权利要求1-11中任一项的方法，其中，假流股在大约70毫巴至大约90毫巴的压力下离开单乙醇胺蒸馏塔。
实施方式13：根据权利要求12的方法，其中，假流股在大约80毫巴的压力下离开单乙醇胺蒸馏塔。
实施方式14：根据权利要求1-13中任一项的方法，其中，再循环未反应的氨并将未反应的氨添加到氨溶液中。
实施方式15：根据权利要求1-14中任一项的方法，其中，在大约260毫巴至大约280毫巴的压力和大约55℃至大约75℃的真空干燥塔的顶段温度、以及大约140℃至大约160℃的真空干燥塔的底段温度下运行真空干燥塔。
实施方式16：根据权利要求1-15中任一项的方法，其中，在大约37℃至大约70℃的温度和大约15barg至大约30barg的压力下运行反应器。
实施方式17：根据权利要求1-16中任一项的方法，其中，真空干燥塔包括选自热虹吸管、再沸器、或包括上述中的至少一种的组合的热交换器。
实施方式18：根据权利要求1-17中任一项的方法，其中，调节的加工条件增加10％。
实施方式19：根据权利要求1-18中任一项的方法，其中，基础情况值包括14798千克/小时流动速率的脱水产物流股、1508千克/小时的回流速率、1480千瓦的冷凝器热负荷、1252千瓦的再沸器热负荷、和10548千克/小时的底部速率。
实施方式20：根据权利要求1-19中任一项的方法，其中，反应器包括六个级段。
尽管上述描述针对于本发明的优选实施方式，应注意，对于本领域的那些技术人员而言，其他的变体和修改将是显而易见的，并且在不脱离本发明的精神或范围下可以进行。此外，连同本发明的一个实施方式描述的特征可以与其他实施方式结合使用，即使以上没有明确地阐述。
通常，本发明可以可替代地包括任何在本文中公开的适当的组分、由其组成、或基本上由其组成。本发明可以另外地、或可替代地配制以不含或者基本上不含在现有技术的组合物中使用的或者不是实现本发明的功能和/或目的所必需的任何组分、材料、成分、辅剂或物质。涉及相同的组分或者性质的所有范围的端点是包括在内的并且是可独立地结合(例如，“小于或等于25wt％，或5wt％至20wt％”的范围是包括端点以及“5wt％至25wt％”范围的所有中间值，等等)。除了较宽的范围之外公开较窄的范围或更具体的组不是放弃较宽的范围或较大的组。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。此外，本文中的术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个要素和另一个要素区别开。术语“一个”、“一种”以及“该”在此不表示量的限制，并且被解释成包含单数和复数两者，除非在此另外指出或与上下文明显矛盾。“或”是指“和/或”。如在本文中使用的后缀“(s)”旨在包括其修饰的术语的单数和复数两者，因此包括该术语的一种或多种(例如，薄膜(film(s))包括一种或多种薄膜)。贯穿说明书的提及的“一个实施方式”、“另一个实施方式”、“实施方式”等是指连同该实施方式所描述的具体要素(例如，特性、结构、和/或特征)被包含在本文中所描述的至少一个实施方式中，并且可以存在或不存在于其它实施方式中。另外，应理解所描述的要素可以以任何合适的方式合并至各种实施方式中。
与数量相关联使用的修饰语“约”包括所述值，并具有上下文所表示的含义(例如，包括与特定数量的测量有关的误差程度)。符号“±10％”是指指示的测量值可以是从所述值的负10％的量至所述值的正10％的量。除非另外指出，否则本文所使用的术语“前”、“后”、“底部”、和/或“顶部”仅为了描述方便，并不限于任何一个位置或空间方位。“可选的”或“可选地”是指随后所描述的事件或状况可以发生或可以不发生，并且该描述包括其中事件发生的情况以及不发生的情况。除非另外限定，否则本文使用的技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员通常理解的相同含义。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。
通过引证以它们的全部内容将所有引用的专利、专利申请、及其他参考合并在本文中。然而，如果本申请中的术语与并入的参考文献中的术语矛盾或冲突，那么本申请的术语优先于并入的参考文献的冲突术语。
虽然已经描述了特定的实施方式，但是申请人或本领域的技术人员可以想到目前未预见的或可能未预见的替换物、修改、变化、改进、以及实质等价物。因此，提交的且可以修改的所附权利要求旨在包括所有这些替换物、修改、变化、改进、和实质等价物。

Claims (20)

1.一种用于在非反应性蒸馏塔中生产乙醇胺产物流股的方法，包括：
在反应器中混合包含按重量计大约30％至大约40％氨的氨溶液与氧化乙烯以产生生成的产物流股，其中，所述生成的产物流股包含乙醇胺、未反应的氨和水；
从所述生成的产物流股中除去按重量计大约30％至大约50％的所述未反应的氨和按重量计大约50％至大约70％的水以产生汽提的产物流股，其中，所述汽提的产物流股包含乙醇胺和按重量计大约30％至大约50％的水；
将所述汽提的产物流股转移至真空干燥塔的至少一个级段以产生脱水的产物流股；
将所述脱水的产物流股转移至单乙醇胺蒸馏塔的至少一个级段以产生蒸馏的产物流股，其中，所述脱水的产物流股包含乙醇胺和按重量计大约0.01％至大约0.1％的水；
在调节的加工条件下运行所述单乙醇胺蒸馏塔，其中，所述加工条件选自脱水的产物流股流动速率、所述单乙醇胺蒸馏塔的回流速率、所述单乙醇胺蒸馏塔的冷凝器热负荷、所述单乙醇胺蒸馏塔的再沸器热负荷、所述单乙醇胺蒸馏塔的底部速率、或包括上述至少一种的组合，并且其中，所述加工条件大约5％至大约20％高于选定的加工条件的基础情况值；
经由假流股从所述蒸馏的产物流股中除去一部分水以产生乙醇胺产物流股，其中，所述乙醇胺产物流股包含乙醇胺和按重量计大约0.02％至大约0.04％的水。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述单乙醇胺蒸馏塔的所述乙醇胺产物流股中回收单乙醇胺。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述氨溶液包含按重量计大约50％至大约70％的水、按重量计大约1％至大约5％的单乙醇胺、和按重量计大约1％至大约5％的二乙醇胺。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述氨溶液包含按重量计大约33％的氨、按重量计大约62％的水、大约2.7％的单乙醇胺、和大约2.2％的二乙醇胺。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述乙醇胺选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、或包含上述至少一种的组合。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，所述假流股包含大约15千克/小时至大约25千克/小时的单乙醇胺、大约0.1千克/小时至大约1.25千克/小时的水、大约0.001千克/小时至大约0.013千克/小时的单乙基二醇以及痕量的二乙醇胺和三乙醇胺。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述假流股包含大约19.7千克/小时的单乙醇胺、大约0.74千克/小时的水、大约0.008％千克/小时的单乙基二醇以及痕量的二乙醇胺和三乙醇胺。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，所述假流股流动速率是大约19千克/小时至大约21千克/小时。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述假流股流动速率是大约20.5千克/小时。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述假流股在大约65℃至大约85℃的温度下离开所述单乙醇胺蒸馏塔。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述假流股在大约70.3℃至大约81.9℃的温度下离开所述单乙醇胺蒸馏塔。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其中，所述假流股在大约70毫巴至大约90毫巴的压力下离开所述单乙醇胺蒸馏塔。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述假流股在大约80毫巴的压力下离开所述单乙醇胺蒸馏塔。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的方法，其中，将所述未反应的氨再循环并添加到所述氨溶液中。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的方法，其中，在大约260毫巴至大约280毫巴的压力和大约55℃至大约75℃的所述真空干燥塔的顶段温度、以及大约140℃至大约160℃的所述真空干燥塔的底段温度下运行所述真空干燥塔。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的方法，其中，在大约37℃至大约70℃的温度和大约15barg至大约30barg的压力下运行所述反应器。
17.根据权利要求1-16中任一项所述的方法，其中，所述真空干燥塔包括选自热虹吸管、再沸器、或包括上述至少一种的组合的热交换器。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的方法，其中，所述调节的加工条件增加10％。
19.根据权利要求1-18中任一项所述的方法，其中，所述基础情况值包括14798千克/小时流动速率的所述脱水产物流股、1508千克/小时的回流速率、1480千瓦的冷凝器热负荷、1252千瓦的再沸器热负荷、和10548千克/小时的底部速率。
20.根据权利要求1-19中任一项所述的方法，其中，所述反应器包括六个级段。
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