CN110526823B - 高纯度三正丁胺生产方法及所用装置 - Google Patents

高纯度三正丁胺生产方法及所用装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高纯度三正丁胺生产装置,包括固定床反应器、脱正丁胺塔、脱二正丁胺塔、脱轻塔、分子蒸馏塔、萃取塔、反萃取塔、萃取剂再生塔和油水分离器;脱正丁胺塔、脱二正丁胺塔、脱轻塔、萃取剂再生塔均为精馏塔,均设置有进料口、塔顶馏出液口和塔釜液出口;萃取塔和反萃取塔均为萃取塔,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。本发明还同时提供了利用装置进行的三正丁胺生产方法。本发明利用水萃取+二正丁胺反萃取+精馏再生萃取剂的工艺,将三正丁胺生产体系中的重杂质N‑丁基丁酰胺排出生产体系,确保了三正丁胺产品的纯度。

Description

高纯度三正丁胺生产方法及所用装置
技术领域
本发明属于低碳脂肪胺生产领域,具体涉及高纯度三正丁胺生产装置和工艺。
背景技术
三正丁胺,其分子式为C12H27N,CAS号:102-82-9,分子量为185.35,常压下沸点为216.0~217.0℃。三正丁胺常温常压下为无色或者浅黄色液体,有特殊的气味,呈弱碱性,容易溶于乙醇、乙醚等,微溶于水。有着广泛的工业用途,是一种重要的有机化工中间体,同时也是一种优良的试剂、乳化剂、萃取剂、杀虫剂及防腐剂等。三正丁胺的传统生产工艺,如图1所示,是在固定床反应器内将正丁胺、二正丁胺汽化后(汽化室的作用是使正丁胺和二正丁胺混合物汽化)再与氢气混合,一起通入固定床反应器。固定床反应器内装有活化后的负载型催化剂,在固定床反应器内进行催化反应,用氢气来调节反应压力,从而生成三正丁胺反应液,三正丁胺的收率达到85%。为获得质量百分数大于99.5%的三正丁胺,须将三正丁胺反应液依次经过脱正丁胺塔、脱二正丁胺塔、脱轻塔,最后脱轻塔塔釜液即为质量百分数大于99.5%的三正丁胺产品,而脱轻塔塔顶馏出液中三正丁胺的质量百分数为75~95%,可见其三正丁胺的含量较高。申请人之前的专利(ZL 2017100096741,三正丁胺回收法及所用回收装置)已提出了一种从脱轻塔塔顶馏出液中回收三正丁胺的方法,将生产体系中轻杂质N-异丁基-N,N-二正丁基胺(简写为IDA)排出生产体系,但在实施的过程中高沸点的杂质N-丁基丁酰胺(简写为BBA)无法从生产体系中排出,随着生产装置运行时间的增加,该杂质不断累积并影响到了产品三正丁胺的纯度。为适获取高纯度三正丁胺(质量纯度大于99.8%)以适应市场的需求,但整个装置的能耗不断升高,因此需要开发新的工艺路线以确保装置中轻重杂质同时排出生产体系。对此申请人之前亦提出了一种从脱轻塔塔顶馏出液中脱除高沸点杂质N-丁基丁酰胺装置和方法(ZL 201811620513.7萃取精馏脱重的三正丁胺生产装置和方法),解决了三正丁胺生产过程中脱除重杂质的问题。而有关同步脱除轻重杂质获得高纯度三正丁胺的生产工艺未见公开报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供高纯度三正丁胺生产装置和工艺,在不引入生产体系外物质的情况下,从生产装置的分子蒸馏塔塔顶排出轻杂质N-异丁基-N,N-二正丁基胺(简写为IDA),从萃取剂再生塔的塔釜排出重杂质N-丁基丁酰胺(简写为BBA),以降低生产成本、确保产品的高纯度。
为了解决上述技术问题,本发明提供一种高纯度三正丁胺生产装置,包括固定床反应器、脱正丁胺塔、脱二正丁胺塔、脱轻塔、分子蒸馏塔、萃取塔、反萃取塔、萃取剂再生塔和油水分离器;
固定床反应器的上部为汽化室、下部为固定床反应段,所述汽化室设有物料进口和氢气进口;固定床反应段的底部设有底部出口;
脱正丁胺塔、脱二正丁胺塔、脱轻塔、萃取剂再生塔均为精馏塔,均设置有进料口、塔顶馏出液口和塔釜液出口;
所述萃取塔和反萃取塔均为萃取塔,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。
作为本发明的高纯度三正丁胺生产装置的改进:
固定床反应器的底部出口与脱正丁胺塔的进料口连通;脱正丁胺塔的塔釜液出口与萃取剂再生塔的塔顶馏出液口汇合后与脱二正丁胺塔的进料口连通;脱正丁胺塔的塔顶馏出液口、油水分离器的油相出口、反萃取塔的轻相进口、混合液进管汇合后与固定床反应器的物料进口连通;
脱二正丁胺塔的塔釜液出口与萃取塔的塔顶轻相出口汇合后与脱轻塔的进料口连通,脱二正丁胺塔的塔顶馏出液口与油水分离器的进口连通,油水分离器的水相出口为排水口;
脱轻塔的塔釜液出口为三正丁胺产品出口;脱轻塔的塔顶馏出液口与分子蒸馏塔(5)的进口连通;
分子蒸馏塔的塔底出口与萃取塔的塔底轻相进口连通;分子蒸馏塔的塔顶出口为轻杂质出口;
萃取塔的塔底重相出口与反萃取塔的塔顶重相进口连通;补充水管路与反萃取塔的塔底重相出口汇合后与萃取塔的塔顶重相进口连通;
反萃取塔的塔顶轻相出口与萃取剂再生塔的进料口连通;萃取剂再生塔的塔釜液出口为重杂质出口。
本发明还同时提供了利用上述装置进行的三正丁胺生产方法,包括以下步骤:
正丁胺和二正丁胺按照1:1.3~1:1的摩尔比混合所得的混合液作为原料液,原料液从物料进口进入固定床反应器的汽化室,与此同时,氢气通过氢气进口后进入固定床反应器的汽化室,原料液与氢气在汽化室内(汽化室内的温度为140~150℃)混合气化后进入固定床反应段,利用氢气调节固定床反应器的固定床反应段内压力至(0.8±0.1)MPa,固定床反应段设置活化后的催化剂,固定床反应器内的反应温度控制在(220±20)℃,体积空速为0.1~0.3h-1,在固定床反应器的底部得到产物;
所述产物从固定床反应器底部的出口流出、经过脱正丁胺塔的进料口进入脱正丁胺塔进行精馏,脱正丁胺塔内塔釜温度为85~88℃、塔顶为常压;从脱正丁胺塔的塔顶馏出液口排出的正丁胺通过物料进口后返回至固定床反应器的汽化室;
从脱正丁胺塔的塔釜液出口排出的脱正丁胺塔釜液通过进料口后进入脱二正丁胺塔进行精馏,脱二正丁胺塔内塔釜温度为105~110℃,塔顶真空度为(70±10)kPa;从脱二正丁胺塔的塔顶馏出液口排出的塔顶馏出液进入油水分离器内分层,上层为二正丁胺、下层为水,水通过水相出口排出生产体系,从油相出口排出的二正丁胺的一部分经过物料进口后返回至固定床反应器的汽化室;另一部分通过底部轻相进口进入反萃取塔的底部作为反萃取剂,所述进入固定床反应器的汽化室的二正丁胺:进入反萃取塔的二正丁胺的体积比为1:0.5~1:2.0;
脱二正丁胺塔的塔釜液出口排出的脱二正丁胺塔釜液通过进料口进入脱轻塔进行精馏,脱轻塔内塔釜温度为135~142℃、塔顶真空度为(90±10)kPa;从脱轻塔的塔釜液出口得到三正丁胺,脱轻塔的塔顶馏出液口得到塔顶馏出物;
所述塔顶馏出物通过进口进入分子蒸馏塔进行分子蒸馏,分子蒸馏塔内温度为(98.3±1)℃,绝对压力为(35±5)Pa;从分子蒸馏塔的塔顶出口得到轻杂质;
分子蒸馏塔的塔底出口排出分子蒸馏釜液,所述分子蒸馏釜液由底部轻相进口进入萃取塔的底部在塔内向上浮;来自反萃取塔底部重相出口的反萃余液与补充水混合后作为萃取剂由顶部重相进口进入萃取塔的顶部向下沉,所述的萃取剂中水的质量含量为99.9~99.95%;分子蒸馏釜液与萃取剂在萃取塔内进行逆流接触、萃取,萃取剂与分子蒸馏釜液的体积流量之比为1:3.0~1:1.0;位于萃取塔塔顶的顶部轻相出口得到萃余液,所述萃余液经进料口后进入脱轻塔内;位于萃取塔的底部重相出口得到萃取液,所述萃取液经顶部重相进口进入反萃取塔的顶部向下沉,由底部轻相进口进入反萃取塔底部的作为反萃取剂的二正丁胺向上浮,反萃取剂与萃取液的体积流量之比为1:1.0~1:2.0;反萃取塔)的顶部轻相出口得到反萃取液,所述反萃取液由进料口进入萃取剂再生塔进行精馏,萃取剂再生塔内塔釜温度为125~128℃、塔顶真空度为(95±10)kPa;位于萃取剂再生塔塔顶的塔顶馏出液口得到二正丁胺,所述二正丁胺通过进料口后进入脱二正丁胺塔进行精馏;位于萃取剂再生塔塔底的塔釜液出口得到重杂质;反萃取塔的底部重相出口为反萃余液。
在本发明中,固定床反应器的固定床反应段内的活化后催化剂,活性成分为钴,载体为13X分子筛,活性成分含量为15~18%,使用前经过氢气还原的活化处理。
与现有技术相比,本发明的优点在于:利用水萃取+二正丁胺反萃取+精馏再生萃取剂的工艺,将三正丁胺生产体系中的重杂质N-丁基丁酰胺排出生产体系,确保了三正丁胺产品的纯度(三正丁胺的纯度可提高到99.8%w),且无需引入生产体系以外的物质作为萃取剂和反萃取剂;获得的重杂质中N-丁基丁酰胺的质量含量为75~80%,杂质浓度高,减少了废液的处理量。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
图1是传统的三正丁胺生产装置的示意图。
图2是本发明的高纯度三正丁胺生产装置的示意图。
其中:1为固定床反应器,2为脱正丁胺塔,3为脱二正丁胺塔,4为三正丁胺脱轻塔,5为分子蒸馏塔,6为萃取塔,7为反萃取塔,8为萃取剂再生塔,9为油水分离器。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述,但本发明的保护范围并不仅限于此:
实例1、一种高纯度三正丁胺生产装置,由固定床反应器1、脱正丁胺塔2、脱二正丁胺塔3、脱轻塔4、分子蒸馏塔5、萃取塔6、反萃取塔7、萃取剂再生塔8和油水分离器9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,所述汽化室设有物料进口11和氢气进口12;固定床反应段的底部设有底部出口13;
脱正丁胺塔2、脱二正丁胺塔3、脱轻塔4、萃取剂再生塔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;具体为:
脱正丁胺塔2设置有进料口21、塔顶馏出液口22和塔釜液出口23;
脱二正丁胺塔3设置有进料口31、塔顶馏出液口32和塔釜液出口33;
脱轻塔4设置有进料口41、塔顶馏出液口42和塔釜液出口43;
萃取剂再生塔8设置有进料口81、塔顶馏出液口82和塔釜液出口83;
分子蒸馏塔5设置有进口51、塔顶出口52和塔底出口53;
萃取塔6和反萃取塔7均为萃取塔,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;
具体为:
述萃取塔6的顶部设置有顶部轻相出口63和顶部重相进口62,底部设置有底部轻相进口61和底部重相出口64;
反萃取塔7的顶部设置有顶部轻相出口73和顶部重相进口72,底部设置有底部轻相进口71和底部重相出口74。
连接关系具体如下:
固定床反应器1的底部出口13通过管道与脱正丁胺塔2的进料口21连通;脱正丁胺塔2的塔釜液出口23通过管路与三通Ⅰ101连通后分成了两路,一路与脱二正丁胺塔3的进料口31连通,另一路与萃取剂再生塔8的塔顶馏出液口82连通;脱正丁胺塔2的塔顶馏出液口22与三通Ⅱ102连通后分成了两路,一路与三通Ⅲ103连通,另一路与三通Ⅳ104连通;三通Ⅲ103还同时与混合液进管以及固定床反应器1的物料进口11相连;
脱二正丁胺塔3的塔釜液出口33与三通Ⅴ105连通后分成了两路,一路与脱轻塔4的进料口41连通,另一路与萃取塔6的塔顶轻相出口63连通;脱二正丁胺塔3的塔顶馏出液口32与油水分离器9的进口91与连通,油水分离器9的油相出口92与三通Ⅳ104连通后分成两路,一路为反萃取塔7的轻相进口71连通,另一路与三通Ⅱ102连通;油水分离器9的水相出口93为排水口;
脱轻塔4的塔釜液出口43即为三正丁胺产品出口;脱轻塔4的塔顶馏出液口42通过管路与分子蒸馏塔5的进口51连通;
分子蒸馏塔5的塔底出口53通过管路与萃取塔6的塔底轻相进口61连通;分子蒸馏塔5的塔顶出口52即为轻杂质出口;
萃取塔6的塔底重相出口64通过管路与反萃取塔7的塔顶重相进口72连通;萃取塔6的塔顶重相进口62与三通Ⅵ106连通后分成两路,一路与反萃取塔7的塔底重相出口74连通,另一路与补充水管路连通;
反萃取塔7的塔顶轻相出口73通过管路与萃取剂再生塔8的进料口81连通;
萃取剂再生塔8的塔釜液出口83即为重杂质出口。
实施例1、三正丁胺的生产工艺,利用如实例1所述的生产装置,包括如下步骤:
正丁胺和二正丁胺组成的混合液(正丁胺和二正丁胺的摩尔比为1:1.3)作为原料液依次通过三通Ⅲ103、物料进口11后进入固定床反应器1的汽化室,与此同时,氢气通过氢气进口12后进入固定床反应器1的汽化室,设定汽化室内的温度为140~150℃;上述混合液与氢气在汽化室内进行混合后气化进入固定床反应段,利用氢气调节固定床反应器1的固定床反应段内压力至0.8MPa,固定床反应段内设置活化后的催化剂(该催化剂中的活性成分为钴,载体为13X分子筛,活性成分含量为15%,使用前经过氢气还原的活化处理),固定床反应器1内的反应温度控制在220℃,体积空速为0.1h-1,在固定床反应器1的底部(即,固定床反应段的底部)得到产物。
备注说明:体积空速=作为原料的混合液进料体积液体/催化剂体积。
该产物中三正丁胺的质量含量约为70%、正丁胺的质量含量约为5%、二正丁胺的质量含量约为10%、N-异丁基-N,N二正丁基胺的质量含量为约0.5%、N-丁基丁酰胺的质量含量约为1.0%、其余为其他杂质。
该产物从固定床反应器1底部的出口13流出、经过脱正丁胺塔2的进料口21进入脱正丁胺塔2进行精馏,脱正丁胺塔2设定的精馏工艺参数为塔釜温度为85℃、塔顶为常压;从脱正丁胺塔2的塔顶馏出液口22排出的正丁胺,其依次通过三通Ⅱ102、三通Ⅲ103、物料进口11后返回至固定床反应器1的汽化室。
从脱正丁胺塔2的塔釜液出口23排出的脱正丁胺塔釜液(其由二正丁胺、三正丁胺、N-异丁基N,N-二正丁基、N-丁基丁酰胺和少量未知杂质组成)依次通过三通Ⅰ101、进料口31后进入脱二正丁胺塔3进行精馏,脱二正丁胺塔3设定的精馏工艺参数为塔釜温度为110℃,塔顶真空度为70kPa;从脱二正丁胺塔3的塔顶馏出液口32排出的塔顶馏出液进入油水分离器9内分层,上层为二正丁胺、下层为水,水通过水相出口93排出生产体系,该二正丁胺经过油相出口92、三通Ⅳ104后一部分依次经过三通Ⅱ102、三通Ⅲ103、物料进口11后返回至固定床反应器1的汽化室;另一部分通过底部轻相进口71进入反萃取塔7的底部作为反萃取剂,所述进入固定床反应器1的汽化室的二正丁胺:进入反萃取塔7的二正丁胺的体积比为1:0.5。
脱二正丁胺塔3的塔釜液出口33排出的脱二正丁胺塔釜液(其由三正丁胺、N-异丁基N,N-二正丁基、N-丁基丁酰胺和少量未知杂质组成)通过三通Ⅴ105、进料口41进入脱轻塔4进行精馏,脱轻塔4设定的精馏工艺参数为塔釜温度为135℃、塔顶真空度为90kPa;从脱轻塔4的塔釜液出口43得到三正丁胺产品,该三正丁胺产品中三正丁胺的质量含量约为99.80%,脱轻塔4的塔顶馏出液口42得到塔顶馏出物,该塔顶馏出物中三正丁胺的质量含量约为83%。
该塔顶馏出物通过进口51进入分子蒸馏塔5进行分子蒸馏,分子蒸馏的工艺参数为:分子蒸馏塔5内温度为98.3℃,绝对压力为35Pa;从分子蒸馏塔5的塔顶出口52得到轻杂质,轻杂质中N-异丁基-N,N二正丁基胺含量约为95%。
分子蒸馏塔5的塔底出口53排出分子蒸馏釜液,该分子蒸馏釜液中N-丁基丁酰胺质量含量约为3%、三正丁胺的质量含量约为97%;该分子蒸馏釜液由底部轻相进口61进入萃取塔6的底部在塔内向上浮;来自反萃取塔7底部重相出口74的反萃余液与补充水经三通Ⅵ106混合后作为萃取剂由顶部重相进口62进入萃取塔6的顶部向下沉,所述萃取剂中水的质量含量为99.95%;分子蒸馏釜液与萃取剂在萃取塔6内进行逆流接触、萃取,萃取塔6内设定的工艺参数为:萃取剂与分子蒸馏釜液的体积流量之比为1:3.0;位于萃取塔6塔顶的顶部轻相出口63得到萃余液,该萃余液中三正丁胺的质量含量约为99.0%,该萃余液经三通Ⅴ105、进料口41后进入脱轻塔4内;位于萃取塔6的底部重相出口64得到萃取液,该萃取液中N-丁基丁酰胺的质量含量为1.5%、其余为水;该萃取液经顶部重相进口72进入反萃取塔7的顶部向下沉,由底部轻相进口71进入反萃取塔7的底部的作为反萃取剂的二正丁胺向上浮,反萃取塔7内设定的工艺参数为反萃取剂与萃取液的体积流量之比为1:1.0;反萃取塔7的顶部轻相出口73得到反萃取液,该反萃取液中N-丁基丁酰胺的质量含量约为6%、其余为二正丁胺,该反萃取液由进料口81进入萃取剂再生塔8进行精馏,萃取剂再生塔8内设定的工艺参数为塔釜温度为125℃、塔顶真空度为95kPa;位于萃取剂再生塔8塔顶的塔顶馏出液口82得到质量纯度为99.5%的二正丁胺,该二正丁胺依次通过三通Ⅰ101、进料口31后进入脱二正丁胺塔3进行精馏;位于萃取剂再生塔8塔底的塔釜液出口83得到重杂质,该重杂质中N-丁基丁酰胺的质量含量为75%。
反萃取塔7的底部重相出口74为反萃余液。
实施例2、三正丁胺的生产工艺,利用如实例1所述的生产装置,工艺参数作如下调整,其余等同于实施例1:
正丁胺和二正丁胺组成的混合液中,正丁胺和二正丁胺的摩尔比为1:1;
利用氢气调节固定床反应器1的固定床反应段内压力至0.8MPa,固定床反应段设置活化后的催化剂(该催化剂中的活性成分为钴,载体为13X分子筛,活性成分含量为18%,使用前经过氢气还原的活化处理),固定床反应器1内的反应温度控制在220℃,体积空速为0.3h-1,在固定床反应器1的底部得到产物。该产物中三正丁胺的质量含量约为88%、正丁胺的质量含量约为3%、二正丁胺的质量含量约为7%、N-异丁基-N,N二正丁基胺的质量含量约为0.5%、N-丁基丁酰胺的质量含量约为1.0%、其余为其他杂质。
脱正丁胺塔2设定的精馏工艺参数为塔釜温度为88℃,塔顶为常压;
脱二正丁胺塔3设定的精馏工艺参数为塔釜温度为105℃,塔顶真空度为70kPa;进入固定床反应器1的汽化室的二正丁胺:进入反萃取塔7的二正丁胺的体积比为1:2.0;
脱轻塔4设定的精馏工艺参数为塔釜温度为142℃,塔顶真空度为90kPa;从脱轻塔4的塔釜液出口43得到三正丁胺产品,该三正丁胺产品中三正丁胺的质量含量为99.88%,脱轻塔4的塔顶馏出液口42得到塔顶馏出物该塔顶馏出物中三正丁胺的质量含量为75%;
分子蒸馏塔5的工艺参数为蒸馏釜内温度为98.3℃,绝对压力为35Pa;从分子蒸馏塔5的塔顶出口52得到轻杂质,轻杂质中N-异丁基-N,N二正丁基胺含量为95%;
塔底出口53排出分子蒸馏釜液,该分子蒸馏釜液中N-丁基丁酰胺质量含量为3%、三正丁胺的质量含量为97%;所述的萃取剂中水的质量含量为99.95%;
萃取塔6内萃取剂与分子蒸馏釜液的体积流量之比为1:1.0;位于萃取塔6塔顶的轻相出口61得到萃余液,该萃余液中三正丁胺的质量含量为99.0%,底部重相出口64得到萃取液中N-丁基丁酰胺的质量含量为1.5%、其余为水;
反萃取塔7内设定的工艺参数为反萃取剂与萃取液的体积流量之比为1:2.0;位于反萃取塔7顶部的轻相出口71得到反萃取液,该反萃取液中N-丁基丁酰胺的质量含量为8%、其余为二正丁胺,该反萃取液由进料口81进入萃取剂再生塔8进行精馏,萃取剂再生塔8内设定的工艺参数为塔釜温度为128℃、塔顶真空度为95kPa;位于萃取剂再生塔8塔顶的塔顶馏出液口82得到质量纯度为99.9%的二正丁胺,该二正丁胺依次通过三通Ⅰ101、进料口31后进入脱二正丁胺塔3进行精馏;位于萃取剂再生塔8塔底的塔釜液出口83得到重杂质,该重杂质中N-丁基丁酰胺的质量含量为80%。
位于反萃取塔7底部的重相出口74为反萃余液。
对比例1、取消实施例2所用装置中的反萃取塔7这个部件,连接关系作如下的相应调整:取消与反萃取塔7的所有连接管线;萃取塔6的底部重相出口64与萃取剂回收塔8的进料口81连通;取消萃取剂回收塔8的塔顶馏出液口82与三通Ⅰ101的连接,将塔顶馏出液口82与萃取塔6的塔顶重相进口62连通;所涉及的萃取剂回收塔8的塔釜温度调整为102℃、塔顶压力为常压。
其余等同于实施例2。
最终所得的结果为从脱轻塔4的塔釜液出口43得到三正丁胺产品,该三正丁胺产品中三正丁胺的质量含量为99.3%,位于萃取剂再生塔8塔底的塔釜液出口83得到重杂质,该重杂质中N-丁基丁酰胺的质量含量为30%,其余为水;说明该调整将大幅降低最终三正丁胺产品的纯度和重杂质的纯度;产生这种比例情况的原因是萃取塔6塔底得到的萃取液为水和N-丁基丁酰胺的混合物,该混合物中两种主要成分水和N-丁基丁酰胺由于氢键的缔合作用导致采用直接精馏的方法分离,效果不佳,生产体系中无法有效排出杂质N-丁基丁酰胺,进而导致产品三正丁胺纯度无法提高。
对比例2、将实施例2中的“固定床反应器1、脱正丁胺塔2、脱二正丁胺塔3、脱轻塔4”这4个装置所涉及的工艺参数分别现有技术所采用的工艺参数,其余等同于实施例2。即,具体作如下的更改:正丁胺和二正丁胺组成的混合液作为原料液,正丁胺和二正丁胺的摩尔比为1:0.5,通过物料进口11后进入固定床反应器1的汽化室,利用氢气调节固定床反应器1的固定床反应段内压力至0.6MPa,固定床反应段设置活化后的催化剂(该催化剂中的活性成分为钴,载体为13X分子筛,活性成分含量为10%,使用前经过氢气还原的活化处理),固定床反应器1内的反应温度控制在250℃,体积空速为0.05h-1,在固定床反应器1的底部得到产物。
该产物中三正丁胺的质量含量约为30%、正丁胺的质量含量约为20%、二正丁胺的质量含量约为15%、N-异丁基-N,N二正丁基胺的质量含量约为2%、N-丁基丁酰胺的质量含量约为3%、其余为其他杂质。
分子蒸馏塔5内蒸馏釜内温度为70℃,绝对压力为90Pa;从分子蒸馏塔5的塔顶出口52得到轻杂质,轻杂质中N-异丁基-N,N二正丁基胺含量为65%;
最终所得的结果为从脱轻塔4的塔釜液出口43得到三正丁胺产品,该三正丁胺产品中三正丁胺的质量含量为99.1%。
最后,还需要注意的是,以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然,本发明不限于以上实施例,还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形,均应认为是本发明的保护范围。

Claims (2)

1.高纯度三正丁胺生产装置,其特征在于:包括固定床反应器(1)、脱正丁胺塔(2)、脱二正丁胺塔(3)、脱轻塔(4)、分子蒸馏塔(5)、萃取塔(6)、反萃取塔(7)、萃取剂再生塔(8)和油水分离器(9);
固定床反应器(1)的上部为汽化室、下部为固定床反应段,所述汽化室设有物料进口(11)和氢气进口(12);固定床反应段的底部设有底部出口(13);
脱正丁胺塔(2)、脱二正丁胺塔(3)、脱轻塔(4)、萃取剂再生塔(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;
所述萃取塔(6)和反萃取塔(7)均为萃取塔,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;
固定床反应器(1)的底部出口(13)与脱正丁胺塔(2)的进料口(21)连通;脱正丁胺塔(2)的塔釜液出口(23)与萃取剂再生塔(8)的塔顶馏出液口(82)汇合后与脱二正丁胺塔(3)的进料口(31)连通;脱正丁胺塔(2)的塔顶馏出液口(22)、油水分离器(9)的油相出口(92)、反萃取塔(7)的轻相进口(71)、混合液进管汇合后与固定床反应器(1)的物料进口(11)连通;
脱二正丁胺塔(3)的塔釜液出口(33)与萃取塔(6)的塔顶轻相出口(63)汇合后与脱轻塔(4)的进料口(41)连通,脱二正丁胺塔(3)的塔顶馏出液口(32)与油水分离器(9)的进口(91)连通,油水分离器(9)的水相出口(93)为排水口;
脱轻塔(4)的塔釜液出口(43)为三正丁胺产品出口;脱轻塔(4)的塔顶馏出液口(42)与分子蒸馏塔(5)的进口(51)连通;
分子蒸馏塔(5)的塔底出口(53)与萃取塔(6)的塔底轻相进口(61)连通;分子蒸馏塔(5)的塔顶出口(52)为轻杂质出口;
萃取塔(6)的塔底重相出口(64)与反萃取塔(7)的塔顶重相进口(72)连通;补充水管路与反萃取塔(7)的塔底重相出口(74)汇合后与萃取塔(6)的塔顶重相进口(62)连通;
反萃取塔(7)的塔顶轻相出口(73)与萃取剂再生塔(8)的进料口(81)连通;萃取剂再生塔(8)的塔釜液出口(83)为重杂质出口。
2.利用如权利要求1所述的装置进行的三正丁胺生产方法,其特征在于包括以下步骤:
正丁胺和二正丁胺按照1:1.3~1:1的摩尔比混合所得的混合液作为原料液,原料液从物料进口(11)进入固定床反应器(1)的汽化室,与此同时,氢气通过氢气进口(12)后进入固定床反应器(1)的汽化室,原料液与氢气在汽化室内混合气化后进入固定床反应段,利用氢气调节固定床反应器(1)的固定床反应段内压力至(0.8±0.1)MPa,固定床反应段设置活化后的催化剂,固定床反应器(1)内的反应温度控制在(220±20)℃,体积空速为0.1~0.3h-1,在固定床反应器(1)的底部得到产物;
所述产物从固定床反应器(1)底部的出口(13)流出、经过脱正丁胺塔(2)的进料口(21)进入脱正丁胺塔(2)进行精馏,脱正丁胺塔(2)内塔釜温度为85~88℃、塔顶为常压;从脱正丁胺塔(2)的塔顶馏出液口(22)排出的正丁胺通过物料进口(11)后返回至固定床反应器(1)的汽化室;
从脱正丁胺塔(2)的塔釜液出口(23)排出的脱正丁胺塔釜液通过进料口(31)后进入脱二正丁胺塔(3)进行精馏,脱二正丁胺塔(3)内塔釜温度为105~110℃,塔顶真空度为(70±10)kPa;从脱二正丁胺塔(3)的塔顶馏出液口(32)排出的塔顶馏出液进入油水分离器(9)内分层,上层为二正丁胺、下层为水,水通过水相出口(93)排出生产体系,从油相出口(92)排出的二正丁胺的一部分经过物料进口(11)后返回至固定床反应器(1)的汽化室;另一部分通过底部轻相进口(71)进入反萃取塔(7)的底部作为反萃取剂,所述进入固定床反应器(1)的汽化室的二正丁胺:进入反萃取塔(7)的二正丁胺的体积比为1:0.5~1:2.0;
脱二正丁胺塔(3)的塔釜液出口(33)排出的脱二正丁胺塔釜液通过进料口(41)进入脱轻塔(4)进行精馏,脱轻塔(4)内塔釜温度为135~142℃、塔顶真空度为(90±10)kPa;从脱轻塔(4)的塔釜液出口(43)得到三正丁胺,脱轻塔(4)的塔顶馏出液口(42)得到塔顶馏出物;
所述塔顶馏出物通过进口(51)进入分子蒸馏塔(5)进行分子蒸馏,分子蒸馏塔(5)内温度为(98.3±1)℃,绝对压力为(35±5)Pa;从分子蒸馏塔(5)的塔顶出口(52)得到轻杂质;
分子蒸馏塔(5)的塔底出口(53)排出分子蒸馏釜液,所述分子蒸馏釜液由底部轻相进口(61)进入萃取塔(6)的底部在塔内向上浮;来自反萃取塔(7)底部重相出口(74)的反萃余液与补充水混合后作为萃取剂由顶部重相进口(62)进入萃取塔(6)的顶部向下沉,所述的萃取剂中水的质量含量为99.9~99.95%;分子蒸馏釜液与萃取剂在萃取塔(6)内进行逆流接触、萃取,萃取剂与分子蒸馏釜液的体积流量之比为1:3.0~1:1.0;位于萃取塔(6)塔顶的顶部轻相出口(63)得到萃余液,所述萃余液经进料口(41)后进入脱轻塔(4)内;位于萃取塔(6)的底部重相出口(64)得到萃取液,所述萃取液经顶部重相进口(72)进入反萃取塔(7)的顶部向下沉,由底部轻相进口(71)进入反萃取塔(7)底部的作为反萃取剂的二正丁胺向上浮,反萃取剂与萃取液的体积流量之比为1:1.0~1:2.0;反萃取塔(7)的顶部轻相出口(73)得到反萃取液,所述反萃取液由进料口(81)进入萃取剂再生塔(8)进行精馏,萃取剂再生塔(8)内塔釜温度为125~128℃、塔顶真空度为(95±10)kPa;位于萃取剂再生塔(8)塔顶的塔顶馏出液口(82)得到二正丁胺,所述二正丁胺通过进料口(31)后进入脱二正丁胺塔(3)进行精馏;位于萃取剂再生塔(8)塔底的塔釜液出口(83)得到重杂质;反萃取塔(7)的底部重相出口(74)为反萃余液。
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