CN109251147A - 一种利用自备锅炉粉煤灰除杂的乙胺生产系统 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种利用自备锅炉粉煤灰除杂的乙胺生产系统由固定床反应器（1）、脱氨塔（2）、乙胺塔（3）、二乙胺塔（4）、脱醇水塔（5）、醇回收塔（6）、萃取塔（7）、三乙胺塔（8）、混合吸附槽（9）和沉降槽（10）构成。利用本发明的系统用于乙胺生产。利用自备锅炉的粉煤灰吸附废水中的杂质，吸附饱和后的粉煤灰去锅炉焚烧，对于具有自备锅炉的乙胺生产企业具有较好的经济性；脱除杂质后的废水循环回乙胺塔和萃取塔能够进一步脱除生产体系中的杂质，有利于提高产品的纯度。
Description
技术领域
本发明属于低碳脂肪胺生产领域，具体涉及一种利用自备锅炉粉煤灰除杂的乙胺生产系统。
背景技术
乙胺产品（包括乙胺、二乙胺和三乙胺），其中三乙胺市场需求最大的组分。乙胺的合成路线有氯乙烷胺解法、腈或硝基物还原法和乙醇催化胺化法三条合成路线，其中乙醇催化胺化法是采用最广泛的一种，其原理：原料乙醇和液氨通过醇泵和氨泵打入中压反应炉，由液体转化为气体，对气体进行加热至所需要的反应初始温度，在临氢状态下，经过催化剂的催化，依据分子结构自由基的活性差异，乙醇首先脱氢生成乙醛，乙醛的氧原子被氨基取代，生成亚乙胺，亚乙胺属于不稳定态的中间产物，经过加氢生成一乙胺，一乙胺氨基上的氢原子被乙酰基再次发生取代反应，产生二乙胺和三乙胺。
反应历程如下：
C2H5OH→CH3CHO＋H2
CH3CHO＋NH3→CH3CHNH＋H2O
CH3CHNH＋H2→C2H5NH2
CH3CHO +C2H5NH2→C2H5NCHCH3＋H2O
C2H5NCHCH＋H2→(C2H5)2NH
CH3CHO +(C2H5)2NH +H2→(C2H5)3N+H2O
由于乙醇催化胺化反应产物中乙胺、二乙胺和三乙胺之间存在化学热力学平衡，因而反应产物中三种乙胺的比例固定，而市场需求最大的是三乙胺，通常将部分乙胺、二乙胺返回反应器再次平衡以提高产品中三乙胺的比例，其工艺流程如附图1所示。三乙胺生产过程中采用质量分数为90~93%的工业乙醇作为原料会向生产系统中带入大量的水、其次从反应历程中可以看出会产生一定的量的合成水，因而生产体系会排除大量的水以维持物料平衡，由于反应过程中会产生杂质（主要是N-乙基乙酰胺），最终排出生产体系的废水中含有大约0.1%的N-乙基乙酰胺的废水。由于酰胺对生物的毒性以及酰胺与水的缔合特性，使得常规的生化处理和蒸馏方法处理这些废水较为困难，对环境造成不良影响。此外杂质并不完全通过废水排出生产体系，乙胺产品中也带走了一部分，这大大影响了产品纯度的提高，目前乙胺产品的纯度在99.2~99.5%之间，若能进一步从从废水中排出杂质产品纯度还能进一步提高。
乙胺生产工厂需要消耗大量的蒸汽用于产品的精馏，因而大多设有自备锅炉，燃煤锅炉会产生大量的烟道粉煤灰，烟道粉煤灰具有较好的吸附特性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种利用自备锅炉粉煤灰除杂的乙胺生产系统，利用自备锅炉的粉煤灰的吸附性脱除生产体系中的杂质。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为一种利用自备锅炉粉煤灰除杂的乙胺生产系统由固定床反应器（1）、脱氨塔（2）、乙胺塔（3）、二乙胺塔（4）、脱醇水塔（5）、醇回收塔（6）、萃取塔（7）、三乙胺塔（8）、混合吸附槽（9）和沉降槽（10）构成；
固定床反应器（1）的上部为汽化室、下部为固定床反应段，汽化室设有氨进口、乙醇进口和氢气进口；脱氨塔（2）、乙胺塔（3）、二乙胺塔（4）、脱醇水塔（5）、醇回收塔（6）和三乙胺塔（8）均为精馏塔，均设置有进料口、塔顶馏出液口和塔釜液出口；萃取塔（7）为填料萃取塔，顶部设置有轻相出口和重相进口、底部设置有轻相进口和重相出口；混合吸附槽（9）设置有水进口、粉煤灰进口和浆料出口；沉降槽（10）设置有浆料进口、净化水出口和饱和粉煤灰出口；
固定床反应器（1）的底部通过管道与脱氨塔（2）的进料口连通；脱氨塔（2）的塔顶馏出液口通过管路与第一三通连通后分成的第一和第二管路，第一管路为液氨进口管，第二管路与固定床反应器（1）的汽化室的氨进口连通；脱氨塔（2）的塔釜液出口通过管路与第二三通连通后分成第三和第四管路，第三管路与与乙胺塔（3）的进料口连通，第四管路与第三三通连通后分成了第五和第六管路，第五管路与萃取塔（7）的重相进口连通，第六管路与第四三通连通后分成了第七和第八管路，第七管路为净化水排出管，第八管路与沉降槽（10）的净化水出口连通；乙胺塔（3）的塔顶馏出液口通过管路与第五三通连通后分成了第九和第十管路，第九管路为乙胺排出管，第十管路与第六三通连通后分成了第十一和第十二管路，第十一管路与第七三通连通后分成了第十三和第十四管路，第十三管路为工业乙醇进管，第十四管路与的固定床反应器（1）的汽化室的乙醇进口连通，第十二管路与第八三通连通后分成了第十五和第十六管路，第十五管路与醇回收塔（6）的塔顶馏出液口连通，第十六管路与第九三通连通后分成了第十七和第十八管路，第十七管路为二乙胺排出管，第十八管路与二乙胺塔（4）的塔顶馏出液口连通；乙胺塔（3）的塔釜液出口通过管路与第十三通连通后分成了第十九和第二十管路，第十九管路与二乙胺塔（4）的进料口连通，第二十管路与三乙胺塔（8）的塔顶馏出液口连通；二乙胺塔（4）的塔釜液出口通过管路与脱醇水塔（5）的进料口连通，脱醇水塔（5）的塔顶馏出液口通过管路与醇回收塔（6）的进料口连通，脱醇水塔（5）的塔釜液出口通过管路与萃取塔（7）的轻相进口连通；醇回收塔（6）的塔釜液出口通过管路与第十一三通连通后分成了第二十一和第二十二管路，第二十一管路与与萃取塔（7）的重相出口连通，第二十二管路与混合吸附槽（9）的水进口连通；萃取塔（7）的轻相出口通过管路与三乙胺塔（8）的进料口连通，三乙胺塔（8）的塔釜液出口即为三乙胺出口；混合吸附槽（9）的粉煤灰进口即为锅炉粉煤灰的进料口，混合吸附槽（9）的浆料出口通过管路与沉降槽（10）的浆料进口连通，沉降槽（10）的饱和粉煤灰出口去锅炉。
作为改进，所述的萃取塔（7）为脉动萃取塔。
利用本发明的系统进行乙胺生产的的工作过程如下：从液氨进口管输送而来的液氨与来自脱氨塔（2）的回收氨气混合后进入汽化室，从工业乙醇进管输送而来的工业乙醇（乙醇的质量含量为90~93%）与来自乙胺塔（3）的循环乙胺、来自二乙胺塔（4）的循环二乙胺、来自醇回收塔（6）的回收乙醇混合后进入汽化室，氢气从氢气进口进入汽化室用于调节固定床反应器（1）内压力至0.8~1.5 MPa。固定床反应器（1）内的反应温度控制在150~200℃；在固定床反应器（1）的底部得到产物，产物中乙胺的质量含量为15~20%、二乙胺的质量含量为25~35%、三乙胺的质量含量为20~25%、杂质N-乙基乙酰胺的质量含量为0.5%、其余为未反应的原料。产物从固定床反应器（1）底部进入脱氨塔（2）进行精馏，塔顶得到回收氨气、塔釜得到脱氨塔釜液；回收氨气去第一三通；脱氨塔釜液与来自沉降槽（10）的净化水混合后进入乙胺塔（3）进行精馏，塔顶得到乙胺、塔釜得到脱乙胺塔釜液，乙胺的一部分作为产品，另一部分依次经第五和第六三通去第七三通，脱乙胺塔釜液与来自三乙胺塔（8）的二乙胺和三乙胺的混合液混合后进入二乙胺塔（4）进行精馏，塔顶得到二乙胺、塔釜得到脱二乙胺塔釜液，二乙胺的一部分作为产品、另一部分依次经第九、第八和第六三通去第七三通；脱二乙胺塔釜液进入脱醇水塔（5）进行精馏，塔顶得到乙醇水混合物、塔釜得到脱醇水塔釜液；脱醇水塔釜液进入萃取塔（7）的底部后向上浮；乙醇水混合物进入醇回收塔（6）进行精馏，塔顶得到回收乙醇、塔釜得到废水，回收乙醇依次经过第八、第六三通后去第七三通；废水与来自萃取塔（7）的萃取水混合得到混合废水，混合废水进入混合吸附槽（9）；来自自备锅炉的粉煤灰也进入混合吸附槽（9）；在搅拌的作用下混合吸附槽（9）中的粉煤灰与混合废水充分接触、并吸附混合废水中的杂质，得到浆料；浆料进入沉降槽（10）沉降，吸附了杂质的粉煤灰沉降到底部得到吸附饱和的粉煤灰、沉降槽（10）上部的清液即为净化水；吸附饱和的粉煤灰去锅炉焚烧；所述的净化水分成了三部分，第一部分进口进入萃取塔（7）后往下沉，第二部分进入第二三通，第三部分去生化池处理；在萃取塔7内，上浮的脱醇水塔釜液和下沉的第一部分净化水实现萃取、脱醇水塔釜液中的杂质被萃取到第一部分净化水中，塔顶得到萃余液、塔釜得到萃取水，萃余液进入三乙胺塔（8）进行精馏，塔顶得到二乙胺和三乙胺的混合液、塔釜得到三乙胺产品。
与现有技术相比，本发明的优点在于：（1）利用自备锅炉的粉煤灰吸附废水中的杂质，吸附饱和后的粉煤灰去锅炉焚烧，对于具有自备锅炉的乙胺生产企业具有较好的经济性；（2）脱除杂质后的废水循环回乙胺塔和萃取塔能够进一步脱除生产体系中的杂质，有利于提高产品的纯度。
附图说明
图1是传统乙胺生产系统的示意图。
图2是本发明的一种利用自备锅炉粉煤灰除杂的乙胺生产系统的示意图。
其中：1为固定床反应器，2为脱氨塔，3为乙胺塔，4为二乙胺塔，5为脱醇水塔，6为醇回收塔，7为萃取塔，8为三乙胺塔，9为混合吸附槽，10为沉降槽。
具体实施方式
下面结合附图2，通过实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种利用自备锅炉粉煤灰除杂的乙胺生产系统由固定床反应器（1）、脱氨塔（2）、乙胺塔（3）、二乙胺塔（4）、脱醇水塔（5）、醇回收塔（6）、萃取塔（7）、三乙胺塔（8）、混合吸附槽（9）和沉降槽（10）构成；固定床反应器（1）的上部为汽化室、下部为固定床反应段，汽化室设有氨进口、乙醇进口和氢气进口；脱氨塔（2）、乙胺塔（3）、二乙胺塔（4）、脱醇水塔（5）、醇回收塔（6）和三乙胺塔（8）均为精馏塔，均设置有进料口、塔顶馏出液口和塔釜液出口；萃取塔（7）为填料萃取塔，且为脉动萃取塔，顶部设置有轻相出口和重相进口、底部设置有轻相进口和重相出口；混合吸附槽（9）设置有水进口、粉煤灰进口和浆料出口；沉降槽（10）设置有浆料进口、净化水出口和饱和粉煤灰出口；固定床反应器（1）的底部通过管道与脱氨塔（2）的进料口连通；脱氨塔（2）的塔顶馏出液口通过管路与第一三通连通后分成的第一和第二管路，第一管路为液氨进口管，第二管路与固定床反应器（1）的汽化室的氨进口连通；脱氨塔（2）的塔釜液出口通过管路与第二三通连通后分成第三和第四管路，第三管路与与乙胺塔（3）的进料口连通，第四管路与第三三通连通后分成了第五和第六管路，第五管路与萃取塔（7）的重相进口连通，第六管路与第四三通连通后分成了第七和第八管路，第七管路为净化水排出管，第八管路与沉降槽（10）的净化水出口连通；乙胺塔（3）的塔顶馏出液口通过管路与第五三通连通后分成了第九和第十管路，第九管路为乙胺排出管，第十管路与第六三通连通后分成了第十一和第十二管路，第十一管路与第七三通连通后分成了第十三和第十四管路，第十三管路为工业乙醇进管，第十四管路与的固定床反应器（1）的汽化室的乙醇进口连通，第十二管路与第八三通连通后分成了第十五和第十六管路，第十五管路与醇回收塔（6）的塔顶馏出液口连通，第十六管路与第九三通连通后分成了第十七和第十八管路，第十七管路为二乙胺排出管，第十八管路与二乙胺塔（4）的塔顶馏出液口连通；乙胺塔（3）的塔釜液出口通过管路与第十三通连通后分成了第十九和第二十管路，第十九管路与二乙胺塔（4）的进料口连通，第二十管路与三乙胺塔（8）的塔顶馏出液口连通；二乙胺塔（4）的塔釜液出口通过管路与脱醇水塔（5）的进料口连通，脱醇水塔（5）的塔顶馏出液口通过管路与醇回收塔（6）的进料口连通，脱醇水塔（5）的塔釜液出口通过管路与萃取塔（7）的轻相进口连通；醇回收塔（6）的塔釜液出口通过管路与第十一三通连通后分成了第二十一和第二十二管路，第二十一管路与与萃取塔（7）的重相出口连通，第二十二管路与混合吸附槽（9）的水进口连通；萃取塔（7）的轻相出口通过管路与三乙胺塔（8）的进料口连通，三乙胺塔（8）的塔釜液出口即为三乙胺出口；混合吸附槽（9）的粉煤灰进口即为锅炉粉煤灰的进料口，混合吸附槽（9）的浆料出口通过管路与沉降槽（10）的浆料进口连通，沉降槽（10）的饱和粉煤灰出口去锅炉。
Claims (2)
1.一种利用自备锅炉粉煤灰除杂的乙胺生产系统，其特征在于：所述的系统由固定床反应器（1）、脱氨塔（2）、乙胺塔（3）、二乙胺塔（4）、脱醇水塔（5）、醇回收塔（6）、萃取塔（7）、三乙胺塔（8）、混合吸附槽（9）和沉降槽（10）构成；
所述的固定床反应器（1）的上部为汽化室、下部为固定床反应段，所述的汽化室设有氨进口、乙醇进口和氢气进口；所述的脱氨塔（2）、乙胺塔（3）、二乙胺塔（4）、脱醇水塔（5）、醇回收塔（6）和三乙胺塔（8）均为精馏塔，均设置有进料口、塔顶馏出液口和塔釜液出口；所述的萃取塔（7）为填料萃取塔，顶部设置有轻相出口和重相进口、底部设置有轻相进口和重相出口；所述的混合吸附槽（9）设置有水进口、粉煤灰进口和浆料出口；所述的沉降槽（10）设置有浆料进口、净化水出口和饱和粉煤灰出口；
所述的固定床反应器（1）的底部通过管道与脱氨塔（2）的进料口连通；所述的脱氨塔（2）的塔顶馏出液口通过管路与第一三通连通后分成的第一和第二管路，所述的第一管路为液氨进口管，所述的第二管路与固定床反应器（1）的汽化室的氨进口连通；所述的脱氨塔（2）的塔釜液出口通过管路与第二三通连通后分成第三和第四管路，所述的第三管路与与乙胺塔（3）的进料口连通，所述的第四管路与第三三通连通后分成了第五和第六管路，所述的第五管路与萃取塔（7）的重相进口连通，所述的第六管路与第四三通连通后分成了第七和第八管路，所述的第七管路为净化水排出管，所述的第八管路与沉降槽（10）的净化水出口连通；所述的乙胺塔（3）的塔顶馏出液口通过管路与第五三通连通后分成了第九和第十管路，所述的第九管路为乙胺排出管，所述的第十管路与第六三通连通后分成了第十一和第十二管路，所述的第十一管路与第七三通连通后分成了第十三和第十四管路，所述的第十三管路为工业乙醇进管，所述的第十四管路与的固定床反应器（1）的汽化室的乙醇进口连通，所述的第十二管路与第八三通连通后分成了第十五和第十六管路，所述的第十五管路与醇回收塔（6）的塔顶馏出液口连通，所述的第十六管路与第九三通连通后分成了第十七和第十八管路，所述的第十七管路为二乙胺排出管，所述的第十八管路与二乙胺塔（4）的塔顶馏出液口连通；所述的乙胺塔（3）的塔釜液出口通过管路与第十三通连通后分成了第十九和第二十管路，所述的第十九管路与二乙胺塔（4）的进料口连通，所述的第二十管路与三乙胺塔（8）的塔顶馏出液口连通；所述的二乙胺塔（4）的塔釜液出口通过管路与脱醇水塔（5）的进料口连通，所述的脱醇水塔（5）的塔顶馏出液口通过管路与醇回收塔（6）的进料口连通，所述的脱醇水塔（5）的塔釜液出口通过管路与萃取塔（7）的轻相进口连通；所述的醇回收塔（6）的塔釜液出口通过管路与第十一三通连通后分成了第二十一和第二十二管路，所述的第二十一管路与与萃取塔（7）的重相出口连通，所述的第二十二管路与混合吸附槽（9）的水进口连通；所述的萃取塔（7）的轻相出口通过管路与三乙胺塔（8）的进料口连通，所述的三乙胺塔（8）的塔釜液出口即为三乙胺出口；所述的混合吸附槽（9）的粉煤灰进口即为锅炉粉煤灰的进料口，所述的混合吸附槽（9）的浆料出口通过管路与沉降槽（10）的浆料进口连通，所述的沉降槽（10）的饱和粉煤灰出口去锅炉。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的萃取塔（7）为脉动萃取塔。
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