CN107311871B - 一种甲胺合成系统中一甲胺二甲胺混合物的分离提纯方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种甲胺合成系统中一甲胺和二甲胺的分离提纯方法，经过脱水塔的一甲胺和二甲胺混合原料从分离主塔的中部进料，轻重组分在塔中进行分离，一甲胺从主塔的塔顶馏出，通过采出管线流入一甲胺产品罐贮存；重组分水、甲醇和甲乙胺、乙胺的混合物至塔釜流入残液罐；夹带重组分的二甲胺气体，经连接管线流入只有精馏段的侧线塔，在侧线塔中，二甲胺向塔顶迁移，夹带的重组分通过传质分离后又返回主塔从塔釜排出，侧线塔塔顶采出二甲胺产品。本发明能够在不增加产品蒸汽消耗的情况下，降低二甲胺产品中水的含量，提高产品二甲胺的纯度，具有设备投资成本低，能耗小，经济效益高的优点。

Description

一种甲胺合成系统中一甲胺二甲胺混合物的分离提纯方法
技术领域
本发明涉及甲胺合成系统中一甲胺二甲胺混合物的分离提纯方法，属于分离技术领域。
背景技术
甲胺产品包括一甲胺(MMA)、二甲胺(DMA)和三甲胺(TMA)，甲胺是通过甲醇和氨气反应来生产的，三种甲胺中二甲胺的用量最大，工业上二甲胺主要作为橡胶硫化促进剂、皮革去毛剂、医药、农药等的生产原料。二甲胺最大的用途在于生产高质量的化纤溶剂和聚氨酯溶剂——N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)。原料二甲胺的纯度对酰胺的产品质量和成本有非常大的影响，二甲胺原料中的重组分水分、甲乙胺等对后续酰胺合成有非常大的影响，例如二甲胺中水分增加0.1％，DMF合成过程中催化剂甲醇钠的消耗就要增加6.5kg/t，失效的催化剂又会沉积在反应器、水冷器、过滤器、管道和泵体内，影响系统正常运行。
工业上现有的甲胺合成过程中，二甲胺产品都是从一甲胺和二甲胺混合物分离塔出来的，从甲胺合成反应器出来的混甲胺首先通过脱氨塔脱除氨气，萃取塔脱除三甲胺，然后再通过脱水塔脱除水，得到一甲胺和二甲胺的混合物，混合物中还包括微量的水、甲醇、甲乙胺、三甲胺等沸点相对高的重组分，混合物进入一甲二甲胺分离塔后，一甲胺从塔顶馏出，二甲胺从提馏段侧线以气相形式采出，重组分从塔釜以残液的形式排出。目前的生产工艺中为了降低二甲胺中水分和重组分的含量，常采用的措施包括，(1)加大一甲胺二甲胺分离塔塔釜重组分的排放量，(2)对二甲胺产品进一步提纯精馏。加大塔釜排放量，排掉水的同时也排出大量的二甲胺产品，在现有的工艺中，排放的重组分不能返回前面的分离系统，否则会造成甲乙胺、乙胺等重组分在系统中积累，这些组分随着二甲胺进入DMF合成系统，会生成其它酰胺类副产物，要把它们排掉又会损失掉更多的DMF产品，问题会变得更为严重。第二个措施通过串联一个新塔来进一步提纯，这不但需要增加设备投资，更重要的是它要消耗蒸汽，增加产品的能耗。
针对现有的不足，本发明公开了一种一甲胺二甲胺分离提纯的新方法，它是通过在原来的一甲胺二甲胺分离塔上，增加一个小的侧线塔，从而在不增加产品蒸汽消耗的情况下，降低二甲胺产品中水分和其它副产物的含量，提高产品二甲胺的纯度。
发明内容
本发明的目的是提供一种一甲胺二甲胺分离提纯的新方法。对于甲胺合成系统，一甲胺和二甲胺通过分离塔进行分离，为了在不增加产品蒸汽能耗的前提下，获得更高质量的二甲胺产品，可以在原有的分离塔上，增加一个小的侧线塔，这样有利于提高二甲胺的纯度，同时也减少了排放重组分带来的二甲胺的损失，降低了二甲胺产品的单耗。
本发明的具体方案如下：
一种甲胺合成系统中一甲胺和二甲胺的分离提纯方法，经过脱水塔的一甲胺和二甲胺混合原料从分离主塔的中部进料，轻重组分在塔中进行分离，一甲胺从主塔的塔顶馏出，通过采出管线流入一甲胺产品罐贮存；重组分水、甲醇和甲乙胺、乙胺的混合物至塔釜流入残液罐；夹带重组分的二甲胺气体，经连接管线流入只有精馏段的侧线塔，在侧线塔中，二甲胺向塔顶迁移，夹带的重组分通过传质分离后又返回主塔，最终也从主塔塔釜排出，侧线塔塔顶采出二甲胺产品，然后进入二甲胺产品罐贮存。
本发明来自脱水塔的一甲胺与二甲胺混合物原料从一甲胺二甲胺分离主塔的中部进入，采取加压操作。所述一甲胺二甲胺分离主塔的操作压力为0.6-0.7MPa，塔顶温度为41.5-47℃，主塔回流比为4-7。
本发明二甲胺和夹带的重组分一起通过主塔和侧线塔的连接管线进入侧线塔，采取加压操作。所述侧线塔的操作压力为0.58-0.68MPa，塔顶温度为58-64℃，回流比为0.5-2。
所述一甲胺二甲胺分离主塔提馏段侧线引出气相连接管线连接一甲胺二甲胺分离侧线塔；分离主塔塔顶设置采出一甲胺产品管线并连接产品罐，塔釜设置采出重组分混合物管线并连接残液罐；侧线塔塔顶设置采出二甲胺产品管线并连接产品罐，塔釜设置液相连接管线使重组分返回主塔。其中分离主塔塔顶设置冷凝器，一甲胺产品一部分流入采出管线，一部分通过回流管线返回塔顶，塔釜设置再沸器，采用蒸汽加热；侧线塔塔顶设置冷凝器，二甲胺产品一部分流入采出管线，一部分通过回流管线返回塔顶，主塔及侧线塔塔顶均采用冷却水冷却。
所述一甲胺二甲胺分离主塔和侧线塔采用板式塔或填料塔，优选填料塔。若分离主塔与侧线塔均采用板式塔，塔板采用浮阀或筛孔塔板，降液区设置溢流堰和降液管；若分离主塔与侧线塔均采用填料塔，填料采用规整填料。其中侧线塔为仅有精馏段的提纯塔。
本发明甲胺合成系统中一甲胺二甲胺分离提纯的方法，其优点为通过在原来的一甲胺二甲胺分离塔上，增加一个小的侧线塔，在设备投资增加不多，产品蒸汽消耗不增加的情况下，提高了产品二甲胺的纯度，减少了排放重组分带来的二甲胺的损失，降低了二甲胺产品的单耗。具有设备投资成本低，能耗小，经济效益高的优点。
附图说明
图1为甲胺合成系统中一甲胺二甲胺分离提纯方法装置图。
其中：T-1一甲胺二甲胺分离主塔，T-2一甲胺二甲胺分离侧线塔，E-1分离主塔塔顶冷凝器，E-2分离主塔再沸器，E-3侧线塔冷凝器，V-1一甲胺产品罐，V-2二甲胺产品罐，V-3重组分罐；
1-一甲胺二甲胺原料管线，2-分离主塔回流管线，3-一甲胺产品采出管线，4-分离塔釜重组分残液管线，5-分离主塔与侧线塔的气相连接管线，6-分离主塔与侧线塔的液相连接管线，7-侧线塔回流管线，8-二甲胺产品采出采出管线。
具体实施方式
附图工艺体现了本发明的优点，但是本发明不限于附图的工艺，本领域的技术人员可以设计出在本发明理念的技术范围内的各种修改和变动，应该说明的是，这些修改和变动也落在本发明的保护范围内。下面详细说明本发明：以下借助图1工艺流程图的辅助，说明本发明的内容、特色，以便本发明能被进一步理解。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明的甲胺合成系统中一甲胺和二甲胺的分离提纯方法中所用到的装置，包括一甲胺二甲胺分离主塔，一甲胺二甲胺分离侧线塔，分离主塔塔顶冷凝器，分离主塔再沸器，侧线塔冷凝器，贮罐，以及连接以上设备的管线组成。从脱水塔过来的一甲胺和二甲胺的混合原料从分离主塔的中部进料，在塔中轻重组分进行分离，一甲胺从主塔的塔顶馏出，通过采出管线流入一甲胺产品罐贮存，塔釜为重组分水、三甲胺和二甲胺的混合物，塔釜采出液流入残液罐，夹带重组分的二甲胺气体混合物，从侧线流入侧线塔中，侧线塔是只有精馏段的提纯塔，在侧线塔中，二甲胺向塔顶迁移，夹带的重组分通过传质分离后又返回主塔，最终也从主塔塔釜排出，侧线塔塔顶采出二甲胺产品，然后进入二甲胺产品罐贮存。
本发明的甲胺合成系统中一甲胺和二甲胺分离提纯的方法是：来自脱水塔的一甲胺与二甲胺混合物原料从一甲胺二甲胺分离主塔T-1的中部进入采取加压操作，塔顶采出一甲胺，经过塔顶冷凝器E-1冷凝后，分为两部分，一部分通过回流管线2返回主塔的塔顶，一部分通过采出管线3流入一甲胺产品罐V-1中贮存，重组分通过塔釜残液排出管线4进入塔釜残液罐V-3中。二甲胺和夹带的重组分一起通过主塔和侧线塔的连接管线5进入侧线塔T-2采用加压操作，二甲胺从侧线塔的塔顶馏出，经过侧线塔塔顶冷凝器E-3冷凝后，也分为两部分，一部分通过回流管线7返回侧线塔的顶部，一部分作为产品通过管线8流入二甲胺产品贮罐V-2。
甲胺合成系统中一甲胺二甲胺混合物的分离提纯方法中：一甲胺二甲胺分离主塔的塔顶压力0.6-0.7MPa，对应的塔顶温度41.5-47℃，主塔的回流比为4-7；侧线塔的塔顶压力为0.58-0.68MPa，侧线塔的塔顶温度58-64℃，侧线塔的回流比为0.5-2。
以下根据实施例更进一步具体说明本发明
实施例1
按本发明的方法对来自脱水塔的一甲胺和二甲胺的混合原料进行分离，分离主塔及侧线塔均为填料塔，进料组成如下表中数据所示，进料温度50℃，进料量18吨/h，分离主塔的塔顶压力0.68MPa，塔顶温度46.3℃，塔釜温度82℃，回流比5.0，侧线塔的塔顶压力为0.66MPa，侧线塔塔顶温度为62.8℃，回流比为2.0，通过精馏塔分离，主塔顶一甲胺产品和侧线塔顶二甲胺产品质量也列在下表中，侧线产品二甲胺中水的含量为0.012％。
成分 氨 一甲胺 二甲胺 三甲胺 甲醇 水
原料 0.01 43.00 55.84 0.18 0.20 0.75
一甲胺产品 0.03 99.10 0.84 0.03 微量 0.028
二甲胺产品 ＜0.01 0.15 99.66 0.14 0.048 0.012
塔釜 微量 微量 82.30 微量 13.89 3.81
实施例2
按本发明的方法对来自脱水塔的一甲胺和二甲胺的混合原料进行分离，分离主塔及侧线塔均为填料塔，进料组成如下表中数据所示，进料温度50℃，进料量18吨/h，分离主塔的塔顶压力0.7MPa，塔顶温度47.0℃，塔釜温度80℃，回流比7.0，侧线塔的塔顶压力为0.68MPa，塔顶温度为63.5℃，回流比为2.0，通过精馏塔分离，主塔顶一甲胺产品和侧线塔顶二甲胺产品质量也列在下表中，侧线产品二甲胺中水的含量为0.010％。
成分 氨 一甲胺 二甲胺 三甲胺 甲醇 水
原料 0.03 43.00 55.84 0.18 0.20 0.75
一甲胺产品 0.05 99.24 0.54 0.15 微量 0.02
二甲胺产品 ＜0.01 0.15 99.68 0.14 微量 0.01
塔釜 微量 微量 80.79 微量 15.37 3.84
实施例3
按本发明的方法对来自脱水塔的一甲胺和二甲胺的混合原料进行分离，分离主塔及侧线塔均为填料塔，进料组成如下表中数据所示，进料温度50℃，进料量18吨/h，分离主塔的塔顶压力0.60MPa，塔顶温度41.5℃，塔釜温度75℃，回流比4.0，侧线塔的塔顶压力为0.58MPa，塔顶温度为58.0℃，回流比为0.5，通过精馏塔分离，主塔顶一甲胺产品和侧线塔顶二甲胺产品质量也列在下表中，侧线产品二甲胺中水的含量为0.008％。
Figure BDA0001295530280000041
Figure BDA0001295530280000051
综上所述，本发明提出的一种甲胺合成系统中一甲胺和二甲胺混合提纯方法，已通过上述优选实施例进行具体描述，但应当认识到上述描述不应被认为是对本发明的限制。需要特别说明的是，本领域技术人员对于本发明所有相类似的替换和改动都是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求限定。

Claims (1)

1.一种甲胺合成系统中一甲胺和二甲胺的分离提纯方法，其特征是经过脱水塔的一甲胺和二甲胺混合原料从分离主塔的中部进料，轻重组分在塔中进行分离，一甲胺从主塔的塔顶馏出，通过采出管线流入一甲胺产品罐贮存；含有重组分水、甲醇和甲乙胺和乙胺的混合物至塔釜流入残液罐；分离主塔配置通用再沸器，夹带重组分的二甲胺气体，从主塔最下面一段填料和二段填料之间以气体的形式引出，通过连接管连接到只有精馏段的侧线精馏塔的下部，在侧线塔中，二甲胺向塔顶迁移，夹带的重组分通过传质分离后又返回主塔，最终也从主塔釜排出，侧线塔塔顶采出二甲胺产品，然后进入二甲胺产品罐贮存；主塔的操作压力为0.6-0.7MPa，塔顶温度为41.5-47℃，主塔回流比为4-7；侧线塔的操作压力为0.58-0.68MPa，塔顶温度为58-64℃，回流比为0.5-2；
所述一甲胺二甲胺分离主塔和侧线塔采用板式塔或填料塔进行精馏操作；分离主塔塔顶设置采出一甲胺产品管线并连接产品罐，塔釜设置采出重组分混合物管线并连接残液罐，主塔塔顶设置冷凝器，一甲胺产品一部分流入采出管线，一部分通过回流管线返回塔顶，塔釜设置通用再沸器，采用蒸汽加热；一甲胺二甲胺分离主塔提馏段一段和二段填料之间引出含有重组分的二甲胺气相物料，通过分离主塔与侧线塔的气相连接管线送入侧线塔的下部；侧线塔塔顶设置采出二甲胺产品管线并连接产品罐，侧线塔底部和主塔提馏段最下面一段、二段填料之间设置液相相连接管线，侧线塔分离出的重组分物料通过液相连接管线返回主塔，侧线塔塔顶设置冷凝器，二甲胺产品一部分流入采出管线，一部分通过回流管线返回塔顶，主塔及侧线塔塔顶均采用冷却水冷却。
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