CN110330467A - 一种吗啉脱水助剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种吗啉脱水助剂及其制备方法和应用，属于助剂技术领域。所述脱水助剂是以水为溶剂，以氢氧化钠，氢氧化钾、甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠，乙醇钾、叔丁醇钠，叔丁醇钾中的一种或多种为活性组分所组成的混合溶液。本发明还提供所述脱水助剂的制备方法和应用，所述脱水助剂采用萃取分层的方式对吗啉进行脱水，将脱水助剂与吗啉母液混合，静置分层后得到油相和水相。采用本发明脱水助剂对吗啉进行脱水，可以将吗啉中的水从20％脱至1％以下，采用脱水助剂代替传统精馏法脱水，能耗降低50％以上，脱水时间缩短50％以上。

Description

一种吗啉脱水助剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于助剂技术领域，具体为一种吗啉脱水助剂及其制备方法和应用。

背景技术

吗啉，又称吗啡林，常温下是一种无色油状液体，可由二乙醇胺经硫酸脱水环化制备，工业上主要由二甘醇和氨在临氢条件和催化剂存在下制取。吗啉主要用于制橡胶硫化促进剂，还用于表面活性剂、纺织印染助剂、医药和农药的合成，或用作金属缓蚀剂和防锈剂，也是染料、树脂、蜡、虫胶、干酪素等的溶剂。在工业生产过程中，由于工艺的要求会在反应前引入水，或者反应生成水等原因，使溶剂吗啉中的水含量超标不能达标返回生产线循环使用，这就需要有针对的单元进行吗啉脱水。

传统的脱水方式，是采用精馏的方式脱除母液中的水，母液中，采用吗啉作为溶剂，与水的沸点相差虽然近30℃，由于其互溶，精馏过程中的回流比很大，能耗高，如果水份不能及时移除达到工艺要求，轻则单程收率低，提升成本；由于反复加热，严重时会使母液寿命减低，提前不能使用，需要直接排掉。不仅经济性差，由于母液成分复杂，不易处理，母液的循环量降低，直接导致废液排放量增加。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的精馏脱水方式所存在的问题，开发出一种吗啉脱水助剂，该助剂适用于以吗啉为溶剂的脱水工艺，可以根据工艺要求调节脱水比例，达到最优经济性。

本发明目的通过以下技术方案来实现：

一种吗啉脱水助剂，所述脱水助剂是以水为溶剂，以氢氧化钠，氢氧化钾、甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠，乙醇钾、叔丁醇钠，叔丁醇钾中的一种或多种为活性组分所组成的混合溶液。

进一步，所述活性组的质量含量为30％-50％，优选为35-45％，其中，无机碱与有机碱的质量比为100：(1-10)。

进一步，所述水的质量含量为50％-70％。

一种吗啉脱水助剂的制备方法，将活性组分和水直接混合即可得到脱水助剂。

一种吗啉脱水助剂的应用，所述脱水助剂在吗啉脱水中的应用。

进一步，所述脱水助剂采用萃取分层的方式对吗啉进行脱水，将脱水助剂与吗啉母液混合，静置分层后得到油相和水相。其中油相的主要成分为吗啉，水相的主要成分为水和碱。

进一步，所述脱水助剂为吗啉母液质量的10％～500％，所述萃取压力为常压，萃取温度为10℃-80℃，脱水时间少于1小时。根据工艺要求及经济性衡算确定母液回用需要的水含量，然后再根据水含量计算脱水助剂的使用量，具体的计算方式是本领域的公知常识。

进一步，所述水相通过减压蒸馏或分子筛精脱水后，继续作为萃取母液循环使用。

进一步，所述减压蒸馏或分子筛精脱水后水含量控制在50％-70％，优选为50％-60％。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

采用本发明脱水助剂对吗啉进行脱水，可以将吗啉中的水从20％脱至1％以下。

采用本发明脱水助剂代替传统精馏法脱水，能耗降低50％以上，脱水时间缩短50％以上；

采用本发明脱水助剂特别适合热敏性吗啉母液。

传统的精馏法对吗啉进行脱水，吗啉的投加量会决定回流比：吗啉投加量越多，脱水的能耗越大，母液循环次数越少；脱水助剂法，由于不加热，避免了这些顾虑，相比于传统精馏法，本发明脱水助剂萃取脱水法更适合于吗啉投加比高的脱水工艺。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

浙江某生产橡胶助剂化工厂，原采用精馏法对吗啉母液进行脱水，回流比约为7，后来调整采用加入脱水助剂萃取法脱水。

其吗啉母液中水含量为15.0±0.2％，通过减压蒸馏浓缩、固液分离后，吗啉母液中含水19.5±0.2％。通过工艺水平衡衡算，脱水后母液中含水率达到5％即可回用。

脱水助剂的制备：取氢氧化钾、氢氧化钠、有机碱，按照10:10:1的质量比投加，配置成50％的水溶液，其中有机碱采用甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钠，按照7:2:1的质量比配置。

萃取工艺：将制备好的脱水助剂投加到吗啉母液中，静置分层得到油相和水相，油相中含水量为4.8％-5.0％，水相碱液减压塔脱水，脱完水的母液回用，充当下一次脱水助剂。其中脱水助剂投加量为母液质量的35％-36％，萃取温度为35℃-40℃，压力为常压，脱水时间为30分钟。

表1精馏法与脱水助剂法的比较

对比项目	精馏法	脱水助剂萃取法
			固定资产	精馏塔及配件	减压蒸馏塔，萃取罐及配件
每吨母液需蒸发废液量(以水计)	约7吨	约0.5吨
			平均母液循环次数	30-32	50-60
脱水时间	8小时	0.5小时

从上表1中可以看出，即使处理后的水相碱液采用减压蒸馏塔处理，一次性投资仍然低于精馏塔法。脱水助剂萃取法中的碱洗，中水回用超过90％，实际排放率不超过10％；但传统精馏法的排放液中，由于仍然含有吗啉，每吨的母液排放废水量超过1吨。精馏法通过不断的回流加热，分水的耗能是常压脱水的6倍以上。多次加热，也加速了母液中的有效组分变质，大大降低了母液的稳定性，在减少循环次数的同时，提升了产品的成本。

无论是一次性投资，还是运行费用，以及单位排放量，脱水助剂萃取法要比传统的精馏法更有优势。

实施例2

四川某医药中间体企业，由于该吗啉母液含有热敏性原料，脱水工艺不能超过60℃，因此常规的精馏法不适合该体系脱水。

其吗啉母液中水含量为12.0±0.2％，通过减压蒸馏浓缩、固液分离后，吗啉母液中含水13.5±0.2％。通过工艺水平衡衡算，脱水后母液中含水率达到2％回用。

脱水助剂的制备：取氢氧化钾、氢氧化钠、有机碱，按照10：2：0.4的质量比投加，配置成45％的水溶液，其中有机碱采用叔丁醇钾。

萃取工艺：将制备好的脱水助剂投加到吗啉母液中，静置分层得到油相和水相，油相中含水量为1.8％-2.0％，水相碱液减压塔脱水，脱完水的母液回用，充当下一次脱水助剂。其中，脱水助剂投加量为母液质量的50％-55％，萃取温度为30℃-35℃，压力为常压，脱水时间为20分钟。

实施例3

浙江某特种化学品助剂企业，由于生产线的扩充，原脱水工艺效率已经达不到现有要求，需要快速粗脱水。

其吗啉母液中水含量为1.8±0.2％，通过减压蒸馏浓缩、固液分离后，吗啉母液中含水5.6±0.2％。通过工艺水平衡衡算，脱水后母液中含水率达到1％回用。

脱水助剂的制备：取氢氧化钾、氢氧化钠、有机碱，按照10:20:3的质量比投加，配置成50％的水溶液，其中有机碱采用叔丁醇钾。

萃取工艺：将制备好的脱水助剂投加到吗啉母液中，静置分层得到油相和水相，油相中含水量为0.8％-1.0％，水相碱液减压塔脱水，脱完水的母液回用，充当下一次脱水助剂。其中，脱水助剂投加量为母液质量的200％-300％，萃取温度为45℃-60℃，压力为常压，脱水时间为20分钟。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种吗啉脱水助剂，其特征在于，所述脱水助剂是以水为溶剂，以氢氧化钠，氢氧化钾、甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠，乙醇钾、叔丁醇钠，叔丁醇钾中的一种或多种为活性组分所组成的混合溶液。

2.如权利要求1所述一种吗啉脱水助剂，其特征在于，所述活性组的质量含量为30％-50％，其中，无机碱与有机碱的质量比为100：(1-10)。

3.如权利要求1所述一种吗啉脱水助剂，其特征在于，所述水的质量含量为50％-70％。

4.如权利要求1至3任一项所述一种吗啉脱水助剂的制备方法，其特征在于，将活性组分和水直接混合即可得到脱水助剂。

5.如权利要求1至3任一项所述一种吗啉脱水助剂的应用，其特征在于，所述脱水助剂在吗啉脱水中的应用。

6.如权利要求5所述一种吗啉脱水助剂的应用，其特征在于，所述脱水助剂采用萃取分层的方式对吗啉进行脱水，将脱水助剂与吗啉母液混合，静置分层后得到油相和水相。

7.如权利要求5所述一种吗啉脱水助剂的应用，其特征在于，所述脱水助剂为吗啉母液质量的10％～500％，所述萃取压力为常压，萃取温度为10℃-80℃，脱水时间少于1小时。

8.如权利要求5所述一种吗啉脱水助剂的应用，其特征在于，所述水相通过减压蒸馏或分子筛精脱水后，继续作为萃取母液循环使用。

9.如权利要求8所述一种吗啉脱水助剂的应用，其特征在于，所述减压蒸馏或分子筛精脱水后水含量控制在50％-70％。