CN117342957A - 一种通过反应精馏精制三乙胺的方法 - Google Patents
一种通过反应精馏精制三乙胺的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117342957A CN117342957A CN202210747236.6A CN202210747236A CN117342957A CN 117342957 A CN117342957 A CN 117342957A CN 202210747236 A CN202210747236 A CN 202210747236A CN 117342957 A CN117342957 A CN 117342957A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- triethylamine
- reaction
- reactive distillation
- entrainer
- tower
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 335
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000066 reactive distillation Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000007670 refining Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 41
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 25
- -1 nitrogen heterocyclic compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 claims abstract description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 125000000472 sulfonyl group Chemical group *S(*)(=O)=O 0.000 claims abstract description 3
- QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N Ethylamine Chemical group CCN QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 62
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 55
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 1,4-benzoquinone Chemical compound O=C1C=CC(=O)C=C1 AZQWKYJCGOJGHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 claims description 18
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 claims description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 12
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 11
- 150000008064 anhydrides Chemical class 0.000 claims description 8
- ASOKPJOREAFHNY-UHFFFAOYSA-N 1-Hydroxybenzotriazole Chemical compound C1=CC=C2N(O)N=NC2=C1 ASOKPJOREAFHNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- NPZTUJOABDZTLV-UHFFFAOYSA-N hydroxybenzotriazole Substances O=C1C=CC=C2NNN=C12 NPZTUJOABDZTLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- HTZCNXWZYVXIMZ-UHFFFAOYSA-M benzyl(triethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC[N+](CC)(CC)CC1=CC=CC=C1 HTZCNXWZYVXIMZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- YBBRCQOCSYXUOC-UHFFFAOYSA-N sulfuryl dichloride Chemical compound ClS(Cl)(=O)=O YBBRCQOCSYXUOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229940073455 tetraethylammonium hydroxide Drugs 0.000 claims description 4
- LRGJRHZIDJQFCL-UHFFFAOYSA-M tetraethylazanium;hydroxide Chemical compound [OH-].CC[N+](CC)(CC)CC LRGJRHZIDJQFCL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 4
- 125000001664 diethylamino group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])N(*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 claims description 2
- 125000001924 fatty-acyl group Chemical group 0.000 claims 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 11
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 10
- 238000004821 distillation Methods 0.000 abstract description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 3
- HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N diethylamine Chemical compound CCNCC HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 22
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 13
- 238000000895 extractive distillation Methods 0.000 description 13
- WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N Acetic anhydride Chemical compound CC(=O)OC(C)=O WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 9
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N Phthalic anhydride Natural products C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 6
- JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N butyl 2,2-difluorocyclopropane-1-carboxylate Chemical compound CCCCOC(=O)C1CC1(F)F JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 6
- BZHGHJDSMDHAFE-UHFFFAOYSA-N bis(3-methyl-2h-imidazol-1-yl)methanone;trifluoromethanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C(F)(F)F.C1=CN(C)CN1C(=O)N1C=CN(C)C1 BZHGHJDSMDHAFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- YYROPELSRYBVMQ-UHFFFAOYSA-N 4-toluenesulfonyl chloride Chemical compound CC1=CC=C(S(Cl)(=O)=O)C=C1 YYROPELSRYBVMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010533 azeotropic distillation Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 150000002190 fatty acyls Chemical group 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-M triflate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 229940124530 sulfonamide Drugs 0.000 description 2
- 150000003456 sulfonamides Chemical class 0.000 description 2
- UJJDEOLXODWCGK-UHFFFAOYSA-N tert-butyl carbonochloridate Chemical compound CC(C)(C)OC(Cl)=O UJJDEOLXODWCGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012696 Interfacial polycondensation Methods 0.000 description 1
- YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYSA-N Phosgene Chemical compound ClC(Cl)=O YGYAWVDWMABLBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 1
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PASDCCFISLVPSO-UHFFFAOYSA-N benzoyl chloride Chemical compound ClC(=O)C1=CC=CC=C1 PASDCCFISLVPSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HSDAJNMJOMSNEV-UHFFFAOYSA-N benzyl chloroformate Chemical compound ClC(=O)OCC1=CC=CC=C1 HSDAJNMJOMSNEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 150000002193 fatty amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000003948 formamides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 1
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000013040 rubber vulcanization Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 235000013599 spices Nutrition 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C209/00—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
- C07C209/82—Purification; Separation; Stabilisation; Use of additives
- C07C209/86—Separation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明提供一种通过反应精馏精制三乙胺的方法。所述方法为:将粗三乙胺与反应夹带剂、催化剂在反应精馏塔内进行反应精馏;所述反应夹带剂选自含活泼羰基化合物和/或含砜基化合物,所述催化剂选自氮杂环化合物和/或有机胺化合物。本发明中一分子反应夹带剂可以与四分子多种类杂质反应,在高效催化剂的作用下大大提高了脱杂效率。同时高效率的连续反应精馏可解决传统萃取精馏提纯时需要精馏回收萃取剂产生的高能耗问题。
Description
技术领域
本发明属于化学精制领域,具体涉及一种通过反应精馏精制三乙胺的方法。
背景技术
三乙胺是化工行业中常见的重要物质,系统命名为N,N-二乙基乙胺,是具有强烈的氨臭的无色透明液体,在空气中微发烟。微溶于水,可溶于乙醇、乙醚。水溶液呈弱碱性。三乙胺是光气法聚碳酸酯的界面缩聚反应催化剂、四氟乙烯的阻聚剂、橡胶硫化促进剂、脱漆剂中的特殊溶剂、搪瓷抗硬化剂、缚酸剂、表面活性剂、防腐剂、杀菌剂、离子交换树脂、染料、香料、药物、高能燃料和液体火箭推进剂等
现代工业生产中对于三乙胺的分离提纯通常采用精馏法来处理。精馏在化工行业内是最常见的分离方法,但是精馏的能耗非常大。无论是传统的共沸精馏,还是萃取精馏都需要加入共沸剂或萃取剂来和三乙胺进行精馏。精馏后的共沸剂或萃取剂还需要至少一个精馏塔进行回用。精馏的能耗成本成为了企业急需关注的问题。共沸精馏和萃取精馏除了能耗大外,也需要较高的设备投资。另外回用的共沸剂或萃取剂在杂质含量出现波动时会导致三乙胺产品杂质分离效果降低,最终导致三乙胺纯度不达标的质量问题。
CN105693446A公开了一种异丙醇-三乙胺共沸混合物萃取精馏纯化方法,涉及到通过传统二醇类萃取剂和新型离子液萃取剂的复配使用,在常压连续性操作或常压间歇性操作方式下萃取精馏纯化三乙胺。该专利结合了共沸精馏和萃取精馏,采用萃取精馏塔加溶剂回收塔的方式对三乙胺进行纯化,萃取精馏塔加入的萃取剂是二醇类和离子液体组成的混合萃取剂,回流比0.5:1~4:1。溶剂回收塔塔顶采出三乙胺产品,纯度最高可达99.9%。该方法在能耗、环保、产品纯度方面优势较大。但该方法并未说明萃取精馏过程去除掉了哪些杂质,仅适用于三乙胺中存在二乙胺,一乙胺,乙醇等杂质的纯化,由于三乙胺与水形成共沸物,无法通过常规精馏方法进行提纯,而二醇类物质极性弱于水,无法将三乙胺从水中有效萃取分离出,于是该方法对于三乙胺中的水纯化效果不佳。
CN106220532A公开了一种萃取精馏分离乙腈和三乙胺的方法,将乙腈和三乙胺混合物从萃取精馏塔的中上部引入,以乙二醇为萃取剂从塔的上部引入。经过萃取精馏塔后,萃取剂和三乙胺从萃取精馏塔的底部采出后从回收塔的中上部引入,三乙胺由回收塔的塔顶采出,纯度最高达99.9%。该发明采用负压操作可明显降低再沸器热负荷,从而降低操作能耗。但是使用乙腈和三乙胺共沸,乙腈在加热条件下尤其是和碱性的三乙胺接触溶液容易引发聚合和水解。乙腈聚合导致塔运行周期缩短,水解后的乙腈形成乙酸会和三乙胺继续反应,导致单耗降低。
CN107382743B公开了一种三乙胺的纯化方法,含水三乙胺原料从萃取精馏塔中部进入,萃取剂二甲基亚砜从萃取精馏塔中上部进入,高纯度的三乙胺产品由萃取精馏塔顶部采出。该方法在不加入共沸剂,依靠纯粹的萃取精馏方式对三乙胺原料进行了纯化,尤其适用分离三乙胺中的微量水。但是二甲亚砜沸点极高,萃取剂回收塔的能耗相比其他二醇类共沸物要高出很多。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过反应精馏精制三乙胺的方法,该方法采用高效、连续反应精馏技术脱除三乙胺中伯、仲胺类、醇类杂质和水。该方法中选用的反应夹带剂可与多分子多种类的杂质进行反应,具有很高的脱除杂质效率,同时可解决传统萃取精馏、共沸精馏脱杂时需要精馏回收萃取剂产生的高能耗问题,是一种高效三乙胺精制工艺。
为实现上述发明目的,本发明采用如下的技术方案:
一种通过反应精馏精制三乙胺的方法,所述方法为:将粗三乙胺与反应夹带剂、催化剂在反应精馏塔内进行反应精馏;其中,所述反应夹带剂选自含活泼羰基化合物和/或含砜基化合物,优选磺酰氯、酸酐、脂肪酰氯、芳烃酰氯、苯醌中的一种或多种,更优选酸酐和/或苯醌;所述催化剂选自氮杂环化合物和/或有机胺化合物,优选羰基二咪唑三氟甲磺酸盐、三乙基苄基氯化铵、四乙基氢氧化铵、N-羟基苯并三氮唑中的一种或多种,更优选N,N’-二甲基羰基二咪唑三氟甲磺酸盐和/或N-羟基苯并三氮唑。
本发明利用粗三乙胺中的伯、仲胺类、醇类杂质和水具有的活泼氢易反应的特点,三乙胺中的上述杂质可以在较为温和的条件下,在催化剂作用下,与反应夹带剂高效反应,生成沸点远高于三乙胺的重组分,采用反应精馏工艺去除粗三乙胺中的上述杂质。
本发明中一分子酸酐先消耗一分子水杂质,在催化剂作用下再消耗两分子伯胺或仲胺杂质。一分子苯醌再催化剂作用下可先消耗二分子的乙醇或二乙胺,再消耗两分子的一乙胺。所述方法中涉及如下反应:
1.二乙胺与磺酰氯反应生成磺酰胺:
2.乙醇与脂肪酰氯反应生成脂肪酰胺
3.水与芳烃酰氯反应生成酸,酸会进一步和伯、仲胺反应成酰胺
4.水与酸酐反应生成酸,酸会进一步和伯、仲胺反应成酰胺
5.醇(乙醇)与苯醌反应生成烷氧基苯酚,后者被苯醌氧化后再与伯胺(乙胺)反应生成烷氧基亚胺
6.仲胺(二乙胺)与苯醌反应生成N烷基苯酚,后者被苯醌氧化后再与伯胺(乙胺)反应生成烷氧基亚胺
本发明中,所述粗三乙胺为醇氨法制备的产物;优选地,所述粗三乙胺含有水、醇、伯胺、仲胺杂质;优选伯胺为一乙胺,仲胺为二乙胺;优选地,所述粗三乙胺中伯胺含量为400-1800ppm,优选900-1300ppm,仲胺含量为850-1950ppm,优选1080-1800ppm,水含量为650-1750ppm,优选900-1350ppm,乙醇含量为800-1650ppm,优选950-1300ppm,以粗三乙胺总质量计。
本发明中,所述反应夹带剂与粗三乙胺摩尔比为(0.0050-0.025):1,优选(0.008-0.015):1。
本发明中,所述催化剂与反应夹带剂的摩尔比为(0.05-0.25):1,优选(0.08-0.15):1。
本发明所述的反应精馏塔包含两个进料口,含有待分离杂质的粗三乙胺从反应精馏塔的中下部进入,反应夹带剂和少量催化剂从塔的中上部进入。三乙胺中的伯、仲胺、乙醇等杂质沸点均小于三乙胺,会缓慢进入精馏塔上部。在浓缩富集过程中与精馏塔中上部进入的磺酰氯、酸酐、脂肪酰氯、芳烃酰氯、苯醌等反应夹带剂反应,生成沸点更高的磺酰胺,酰胺等重组分。这样原三乙胺轻组分杂质生成的重组分杂质与三乙胺相对挥发度变大,实现了与三乙胺分离,重组分杂质进入塔釜作为废料排出系统。上述反应精馏塔内件可为填料或板式塔,优选板式塔提供更长的液相停留时间,并可在塔内件详细设计时根据所选反应夹带剂的反应活性灵活调整塔内件参数,如围堰高度,以改变塔板持液量、液相停留时间。该反应精馏塔优选可提供更大持液量的塔盘类型,如泡罩塔盘。
本发明中,所述反应精馏塔的理论塔板数为10~40,优选20~30。
本发明中,所述反应精馏塔有两个进料口,分别为塔上部进料口和塔下部进料口;优选地,所述反应夹带剂和含催化剂从塔上部进料口进入,优选进料位置为距塔顶5~25块理论板,更优选10~15块理论板;粗三乙胺从塔下部进料口进入,优选进料位置为距塔顶10~30块理论板,更优选13~22块理论板,最靠近塔釜处是1块理论板。
本发明中,所述反应精馏塔上部进料口的进料温度为50~60℃,下部进料口的进料温度40~50℃。
本发明中,所述反应精馏塔釜温度为150~210℃,优选为180~195℃。
本发明中,所述反应的停留时间为10~60min,优选为20~40min。
本发明中,所述反应精馏塔的塔顶操作压力为绝对压力101~122kPa,优选105~115kPa。
本发明中,所述反应的回流比为1~4,优选2~3。
本发明中,所述反应的塔顶采出率为0.988~0.998,优选0.993~0.995。
本发明的另一目的在于提供一种三乙胺产品。
一种三乙胺产品,采用上述的反应精馏精制三乙胺的方法精制获得。
如无特别说明,本发明中所述压力均为绝压。
与现有技术相比,本发明具有以下积极效果:
1)选用二咪唑三氟甲磺酸盐、N-羟基苯并三氮唑等高效催化剂,结合高效的夹带剂与多种杂质发生一系列反应,其中酸酐、苯醌可分别与水、醇、仲胺先反应生成重组分中间体,再与伯胺等杂质进一步反应生成重组分产物。通过反应精馏将伯、仲胺、乙醇脱除至目标值,在优选条件下杂质总脱除率可达到96%,其中伯、仲胺脱除率最高可达到98%。该技术具有更高的伯、仲胺、乙醇等杂质的脱除效率;
2)通过反应技术将沸点接近的杂质转化为更高沸点的重组分,完成了与三乙胺产品的简单精馏分离。无需传统萃取精馏工艺时的萃取剂精馏回收装置,也无需很高的能耗。工艺更加简单,设备投资和运行能耗均较低。此外,反应精馏具有更高的工艺集成性,可实现反应和分离间相互促进,从而保证了伯、仲胺、乙醇的高效脱除。
具体实施方式
以下结合具体的实施例对本发明的技术方案作进一步说明。根据下述实施例,可以更好地理解本发明。实施例并非对本发明的范围进行限定。
原料来源:
N,N’-二甲基羰基二咪唑三氟甲磺酸盐,N-羟基苯并三氮唑,SIGMA-ALDRIC有限公司;
四乙基氢氧化铵,三乙基苄基氯化铵,对甲苯磺酰氯,邻苯二甲酸酐,叔丁氧基甲酰氯,苄氧基甲酰氯,苯醌,乙酸酐,阿拉丁有限公司;
乙醇,国药集团化学试剂有限公司;
以上试剂均为分析纯。
三乙胺,购自济南广宇化工,一乙胺含量1180ppm,二乙胺1552ppm,水含量1230ppm,乙醇1064ppm。
分析方法:
采用Agilent 7890B气相色谱测定三乙胺反应精馏塔顶部三乙胺产品中二乙胺、一乙胺、乙醇含量,具体方法如下。仪器型号ABB PGC 2000,色谱柱规格为Agilent CP7447柱(CP-Volamine)-59℃—265℃(300℃):30m x 320μm x 5.0μm。色谱条件为载气:氦气,载气流速:3mL/min。进样口温度:280℃,进样量:1.0μL,分流进样,分流比:20:1,隔垫吹扫气流速:3.0mL/min。程序升温:35℃保持3min,以5℃/min升温至40℃保持3min,以20℃/min升温至240℃保持5min;检测器是FID,检测器温度:290℃,空气流速:400mL/min,氢气流速:30mL/min。配置10-1000ppm的二乙胺,一乙胺,乙醇标线,在上述气相条件下建立标准外标工作曲线。
万通851库伦法水分仪,采用卡尔费休容量法水分仪测试三乙胺中水含量。
实施例1
采用内径20mm、高度2500mm、内装1.5x1.5mm三角螺旋填料的小试板式精馏塔,理论塔板数32。粗三乙胺原料实测组成如下表1所示,粗三乙胺进料量8g/min,进料温度40度,进料位置为距塔顶1400mm,理论塔板数14。0.24%(Wt)(0.0036mol)N-羟基苯并三氮唑、5.11%(Wt)(0.06mol)对甲苯磺酰氯的粗三乙胺溶液进料量2.24g/min,进料温度50度,进料位置距塔顶1050mm,理论塔板数19。塔顶压力维持105kPa,回流比1.5,塔顶采出率0.988。在该条件下,塔釜温度170℃,反应停留时间60min。塔顶馏出液组成如下表1所示。由此计算三乙胺的杂质的总脱除率92.7%,其中一乙胺、二乙胺脱除率分别达到96.95%、94.97%。
表1粗三乙胺进料及塔顶馏出液组成
组分名称 | 粗三乙胺进料/ppm | 实施例1塔顶馏出液/ppm |
一乙胺 | 1180 | 36 |
二乙胺 | 1552 | 78 |
水 | 1230 | 148 |
乙醇 | 1064 | 106 |
实施例2
粗三乙胺进料量8g/min,进料位置为距塔顶1400mm,理论塔板数14。夹带剂、反应剂进料量2.27g/min,其中夹带剂、催化剂是6.01%(Wt)(0.08mol)苄氧甲酰氯、0.64%(Wt)(0.0064mol)三乙基苄基氯化铵的粗三乙胺溶液,进料位置距塔顶1050mm,理论塔板数19。塔顶压力维持108kPa,回流比2.2,塔顶采出率0.993。在该条件下,塔釜温度185℃,反应停留时间10min。其它条件均与实施例1相同。结果如表2所示,三乙胺的杂质的总脱除率91.3%,其中一乙胺、二乙胺脱除率分别达到94.58%、93.94%。
表2实施例2塔顶馏出液组成
组分名称 | 粗三乙胺进料/ppm | 实施例2塔顶馏出液/ppm |
一乙胺 | 1180 | 64 |
二乙胺 | 1552 | 94 |
水 | 1230 | 160 |
乙醇 | 1064 | 118 |
实施例3
反应夹带剂、催化剂选择6.01%(Wt)(0.1mol)叔丁氧基甲酰氯,0.65%(Wt)(0.01mol)四乙基氢氧化铵,该溶液进料量2.27g/min.塔顶压力维持110kPa,回流比2.7,塔顶采出率0.995。在该条件下,塔釜温度192℃,反应停留时间20min。其它条件均与实施例1相同。结果如表3所示,三乙胺的杂质的总脱除率93.8%,其中一乙胺、二乙胺脱除率分别达到97.12%、96.01%。
表3实施例3塔顶馏出液组成
组分名称 | 粗三乙胺进料/ppm | 实施例3塔顶馏出液/ppm |
一乙胺 | 1180 | 34 |
二乙胺 | 1552 | 62 |
水 | 1230 | 164 |
乙醇 | 1064 | 50 |
实施例4
反应夹带剂、催化剂选择10.34%(Wt)(0.25mol)对苯醌,8.510%(Wt)(0.065mol)N,N’-二甲基羰基二咪唑三氟甲磺酸盐的粗三乙胺溶液,该溶液进料量2.61g/min。塔顶压力维持112kPa,回流比3.0,塔顶采出率0.995。在该条件下,塔釜温度197℃,反应停留时间40min。其它条件均与实施例1相同。其它条件均与实施例3相同。结果如表4所示,三乙胺的杂质的总脱除率92.7%,其中一乙胺、二乙胺脱除率分别达到98.81%、98.45%。
表4实施例4塔顶馏出液组成
组分名称 | 粗三乙胺进料/ppm | 实施例4顶馏出液/ppm |
一乙胺 | 1180 | 14 |
二乙胺 | 1552 | 24 |
水 | 1230 | 306 |
乙醇 | 1064 | 22 |
实施例5
采用内径20mm、高度2000mm、内装1.5x1.5mm三角螺旋填料的小试精馏塔,理论塔板数25。粗三乙胺原料进料量8g/min,进料温度45度,进料位置为距塔顶1050mm,理论塔板数12。8.08%(Wt)(0.13mol)邻苯二甲酸酐、3.01%(Wt)(0.021mol)N,N’-二甲基羰基二咪唑三氟甲磺酸盐的粗三乙胺溶液进料量2.38g/min,进料温度55度,进料位置距塔顶700mm,理论塔板数16。塔顶压力维持115kPa,回流比2.0,塔顶采出率0.994,在该条件下,塔釜温度191℃,反应停留时间30min。塔顶馏出液组成如下表5所示。由此计算小试三乙胺的杂质的总脱除率97.13%,其中一乙胺、二乙胺脱除率分别达到97.80%、97.16%。
表5实施例5塔顶馏出液组成
组分名称 | 粗三乙胺进料/ppm | 实施例5塔顶馏出液/ppm |
一乙胺 | 1180 | 26 |
二乙胺 | 1552 | 44 |
水 | 1230 | 22 |
乙醇 | 1064 | 52 |
实施例6、7
在实施例5的基础上,分别改变塔压为106Kpa(实施例6)、112kPa(实施例7)开展。塔顶馏出液组成的结果如下表6所示,由此计算三乙胺的杂质的总脱除率分别为94.87%、95.50%,其中一乙胺脱除率分别达到97.46%、97.97%,二乙胺脱除率分别达到97.16%、97.94%。
表6实施例6、7进料及塔顶馏出液组成
实施例8、9、10
在实施例7的基础上,反应夹带剂选择邻苯二甲酸酐-对苯醌复配(实施例8的夹带剂是1.93%(Wt)(0.03mol)邻苯二甲酸酐、3.76%(Wt)(0.08mol)对苯醌、2.23%(Wt)(0.015mol)N,N’-二甲基羰基二咪唑三氟甲磺酸盐的粗三乙胺溶液,进料量2.30g/min),(实施例9的夹带剂是4.65%(Wt)(0.075mol)邻苯二甲酸酐、3.40%(Wt)(0.075mol)对苯醌、3.15%(Wt)(0.022mol)N,N’-二甲基羰基二咪唑三氟甲磺酸盐的粗三乙胺溶液,进料量2.39g/min),(实施例10的夹带剂是4.47%(Wt)(0.07mol)邻苯二甲酸酐、1.87%(Wt)(0.04mol)对苯醌、2.21%(Wt)(0.015mol)N,N’-二甲基羰基二咪唑三氟甲磺酸盐的粗三乙胺溶液,进料量2.32g/min),其它条件均与实施例7相同,塔顶馏出液组成如下表7所示。由此计算三乙胺的杂质的总脱除率分别为97.93%,98.64%,98.05%,其中一乙胺脱除率分别达到98.98%、99.15%,98.64%二乙胺脱除率分别达到98.71%、98.97%,98.32%。
表7实施例8、9、10进料及塔顶馏出液组成
组分名称 | 进料/ppm | 实施例8/ppm | 实施例9/ppm | 实施例10/ppm |
一乙胺 | 1180 | 12 | 10 | 16 |
二乙胺 | 1552 | 20 | 16 | 26 |
水 | 1230 | 46 | 22 | 26 |
乙醇 | 1064 | 26 | 20 | 30 |
对比例1
与实施例5比较,对比例1的不同在于反应精馏不添加反应催化剂,仅有反应夹带剂与粗三乙胺中的杂质在精馏条件下进行反应。
采用内径20mm、高度2000mm、内装1.5x1.5mm三角螺旋填料的板式精馏塔,理论塔板数25。粗三乙胺原料实测组成如下表8所示,粗三乙胺进料量8g/min,进料温度45度,进料位置为距塔顶1050mm,理论塔板数12。反应夹带剂7.14%(Wt)(0.11mol)邻苯二甲酸酐的粗三乙胺溶液进料量2.28g/min,进料温度55度,进料位置为距塔顶700mm,理论塔板数16。塔顶压力维持115kPa,回流比2.0,塔顶采出率0.994,在该条件下,塔釜温度191℃,反应停留时间30min。塔顶馏出液组成如下表8所示。由此计算三乙胺的杂质的总脱除率71.67%,其中一乙胺、二乙胺脱除率分别达到75.68%、74.42%。
表8对比例1进料及塔顶馏出液组成
组分名称 | 粗三乙胺进料/ppm | 对比例1塔顶馏出液/ppm |
一乙胺 | 1180 | 287 |
二乙胺 | 1552 | 397 |
水 | 1230 | 388 |
乙醇 | 1064 | 352 |
从上表可以看出,未加催化剂的对比例1中一乙胺、二乙胺的脱除率明显低于添加了催化剂的实施例1-10。
对比例2
与实施例4比较,不同在于反应精馏不添加反应夹带剂,仅有反应催化剂参与粗三乙胺中的杂质的精馏。
采用内径20mm、高度2500mm、内装1.5x1.5mm三角螺旋填料的板式精馏塔,理论塔板数32。粗三乙胺原料实测组成如下表9所示,粗三乙胺进料量8g/min,进料温度40度,进料位置为距塔顶1400mm,理论塔板数14。反应催化剂1.74%(Wt)(0.011mol)N,N’-二甲基羰基二咪唑三氟甲磺酸盐的粗三乙胺溶液进料量2.15g/min,进料温度50度,进料位置为距塔顶1050mm,理论塔板数19。塔顶压力维持105kPa,回流比1.5,塔顶采出率0.988。在该条件下,塔釜温度170℃,反应停留时间60min。塔顶馏出液组成如下表9所示。由此计算三乙胺的杂质的总脱除率12.59%,其中一乙胺、二乙胺脱除率分别达到9.49%、10.31%。
表9对比例2进料及塔顶馏出液组成
组分名称 | 粗三乙胺进料/ppm | 对比例2塔顶馏出液/ppm |
一乙胺 | 1180 | 1068 |
二乙胺 | 1552 | 1392 |
水 | 1230 | 1012 |
乙醇 | 1064 | 921 |
从上表可以看出,未加反应夹带剂的对比例2中一乙胺、二乙胺脱除率非常低。
对比例3
与实施例8比较,不同在于反应精馏过程中添加的反应夹带剂是工业生产常用的乙酸酐。
采用内径20mm、高度2000mm、内装1.5x1.5mm三角螺旋填料的精馏塔,理论塔板数25。粗三乙胺原料进料量8g/min,进料温度45度,进料位置为距塔顶1050mm,理论塔板数12。5.46%(Wt)(0.12mol)乙酸酐的粗三乙胺溶液进料量2.24g/min,进料温度55度,进料位置距塔顶700mm,理论塔板数16。塔顶压力维持115kPa,回流比2.0,塔顶采出率0.994,在该条件下,塔釜温度191℃,反应停留时间30min。塔顶馏出液组成如下表5所示。由此计算三乙胺的杂质的总脱除率80.48%,其中一乙胺、二乙胺脱除率分别达到83.22%、80.28%。
表10对比例3进料及塔顶馏出液组成
组分名称 | 粗三乙胺进料/ppm | 对比例2塔顶馏出液/ppm |
一乙胺 | 1180 | 198 |
二乙胺 | 1552 | 306 |
水 | 1230 | 231 |
乙醇 | 1064 | 246 |
从上表可以看出,反应夹带剂选择乙酸酐的的对比例3中一乙胺、二乙胺脱除率低于添加混合反应添加剂及催化剂的实施例8、9、10。
Claims (7)
1.一种通过反应精馏精制三乙胺的方法,其特征在于,所述方法为:将粗三乙胺与反应夹带剂、催化剂在反应精馏塔内进行反应精馏;
其中,所述反应夹带剂选自含活泼羰基化合物和/或含砜基化合物,优选磺酰氯、酸酐、脂肪酰氯、芳烃酰氯、苯醌中的一种或多种,更优选酸酐和/或苯醌;所述催化剂选自氮杂环化合物和/或有机胺化合物,优选羰基二咪唑三氟甲磺酸盐、三乙基苄基氯化铵、四乙基氢氧化铵、N-羟基苯并三氮唑中的一种或多种,更优选N,N’-二甲基羰基二咪唑三氟甲磺酸盐和/或N-羟基苯并三氮唑。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述粗三乙胺为醇氨法制备的产物;
优选地,所述粗三乙胺含有水、醇、伯胺、仲胺杂质;优选伯胺为一乙胺,仲胺为二乙胺;
优选地,所述粗三乙胺中伯胺含量为400-1800ppm,优选900-1300ppm,仲胺含量为850-1950ppm,优选1080-1800ppm,水含量为650-1750ppm,优选900-1350ppm,乙醇含量为800-1650ppm,优选950-1300ppm,以粗三乙胺总质量计。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述反应夹带剂与粗三乙胺摩尔比为(0.0050-0.025):1,优选(0.008-0.015):1。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法,其特征在于,所述催化剂与反应夹带剂的摩尔比为(0.05-0.25):1,优选(0.08-0.15):1。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其特征在于,所述反应精馏塔的理论塔板数为10~40,优选20~30;
和/或,所述反应精馏塔有两个进料口,分别为塔上部进料口和塔下部进料口;
优选地,所述反应夹带剂和含催化剂从塔上部进料口进入,优选进料位置为距塔顶5~25块理论板,更优选10~15块理论板;粗三乙胺从塔下部进料口进入,优选进料位置为距塔顶10~30块理论板,更优选13~22块理论板。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法,其特征在于,所述反应精馏塔上部进料口的进料温度为50~60℃,下部进料口的进料温度40~50℃;
和/或,所述反应精馏塔釜温度为150~210℃,优选为180~195℃;
和/或,所述反应的停留时间为10~60min,优选为20~40min;
和/或,所述反应精馏塔的塔顶操作压力为绝对压力101~122kPa,优选105~115kPa;
和/或,所述反应的回流比为1~4,优选2~3;
和/或,所述反应的塔顶采出率为0.988~0.998,优选0.993~0.995。
7.一种三乙胺产品,采用权利要求1-6中任一项所述的反应精馏精制三乙胺的方法精制获得。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210747236.6A CN117342957A (zh) | 2022-06-28 | 2022-06-28 | 一种通过反应精馏精制三乙胺的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210747236.6A CN117342957A (zh) | 2022-06-28 | 2022-06-28 | 一种通过反应精馏精制三乙胺的方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117342957A true CN117342957A (zh) | 2024-01-05 |
Family
ID=89354428
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210747236.6A Pending CN117342957A (zh) | 2022-06-28 | 2022-06-28 | 一种通过反应精馏精制三乙胺的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117342957A (zh) |
-
2022
- 2022-06-28 CN CN202210747236.6A patent/CN117342957A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9169186B2 (en) | System and method for continuously producing polyoxymethylene dimethyl ethers | |
CA2766498C (en) | Recovery of butanol from a mixture of butanol, water, and an organic extractant | |
EP2504303B1 (en) | Recovery of butanol from a mixture of butanol, water, and an organic extractant | |
CN101723840A (zh) | 制备乙醇胺的方法和设备 | |
CN112225650B (zh) | 工业级甲缩醛提纯获得高纯度甲缩醛的精制方法 | |
CN105712839A (zh) | 一种同时适用于丙烯水合和丙酮加氢制备异丙醇的分离方法 | |
WO2020015321A1 (zh) | 一种分离异丙醇的方法及装置 | |
CN111100004A (zh) | 一种精制碳酸二甲酯的方法和集成装置 | |
CN110903193A (zh) | 一种萃取精馏分离正庚烷和乙酸乙酯共沸物的方法 | |
CN110835288A (zh) | 分离乙醇与能量利用的方法 | |
CN117342957A (zh) | 一种通过反应精馏精制三乙胺的方法 | |
CN112441929A (zh) | 共沸精馏分离二异丙胺和乙醇混合物的方法 | |
CN116410068A (zh) | 一种萃取精馏分离甲基叔丁基醚-乙醇-水混合物的方法 | |
KR20000005874A (ko) | 원액비닐아세테이트의후처리방법 | |
CN112403015A (zh) | 萃取精馏分离丙酮-正庚烷混合物的装置及方法 | |
CN103328432B (zh) | 利用硝基烷作为共沸剂从酸的水溶液中共沸除去水的设备和方法 | |
CN110668920A (zh) | 一种利用反应精馏法制备乙醇并联产环己醇的方法 | |
CN110878006B (zh) | 一种乙醇和乙酸乙酯的分离方法和装置 | |
CN103183610B (zh) | 一种从低纯度乙酸甲酯制取高纯度乙酸甲酯的方法 | |
CN102432462B (zh) | 萃取精馏分离二氯甲烷、乙醇和乙酸乙酯的方法 | |
CN111072495A (zh) | 一种提纯2-甲基-1,2-丙二胺的方法 | |
CN216170042U (zh) | 共沸精馏分离丙二醇甲醚和水的装置 | |
CN219050375U (zh) | 环己烯三次萃取精馏分离的设备 | |
CN1073941A (zh) | 3-甲基吡唑的制备 | |
CN115228119B (zh) | 一种碳酸二甲酯提纯系统和方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |