CN1609107A - 蒸馏法分离高纯度三亚乙基二胺（teda） - Google Patents

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Abstract

通过蒸馏纯化三亚乙基二胺(TEDA)的方法，其中分馏在隔板塔中进行。

Description

蒸馏法分离高纯度三亚乙基二胺(TEDA)
本发明涉及通过蒸馏分离三亚乙基二胺(＝TEDA＝DABCO＝1，4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷)及其溶液的改进了的方法。
在通常情况下为固体的TEDA是生产聚氨酯泡沫的重要催化剂。
为了这种以及别的用途，希望得到无变色(例如具有很低的APHA颜色指数(DIN-ISO 6271))的、纯净的、基本上无臭的、纯白色的并且甚至在较长时间(例如6个月、12个月或更长时间)的储存之后仍能保持这些性质的TEDA。
已知许多制备和纯化TEDA的方法。DE-A 19962455描述了一种制备TEDA的方法，其中TEDA被气化并将气体TEDA通入液体溶剂中。
DE-A 10100943公开了一种制备TDEA的方法，其中，特别地，溶剂和稀释剂具有特定的性质。
DE-A 19933850公开了一种纯化TEDA的方法，其中TEDA被分馏并随后被通入液体溶剂中。
在TEDA的工业制备中，经常将TEDA从粗TEDA中在分批蒸馏设备中或在两个或更多个连续操作的蒸馏设备中而被分离出来。这种方法被描述于例如DE-A 19933850(第3页第3-43行)。
在初步除去低沸点物质之后副组分依然存在，但是，高沸点物质在在常规蒸馏过程中进行的纯蒸馏中部分分解，并可能引起对TEDA的产品质量有不利的影响的不希望的副产品。因此，为克服已指出的缺点并达到通常的高产品质量在例如颜色、颜色稳定性、气味和产品纯度方面的要求，需要大量的加工工程支出。
本发明的目的是找到一种用于纯化粗TEDA的改进了的方法，从而使便宜和简单地分离高质量的高纯度TEDA成为可能。
我们已经发现，这一目的可以通过蒸馏提纯三亚乙基二胺(TEDA)的方法来达到。其中，分馏在隔板蒸馏塔中进行。
隔板塔是通常已知的蒸馏塔，并且在文献中有着详尽的论述。它们具有能防止塔的各部分中的液体和蒸气的横向混合的纵向隔板。隔板通常包括一块金属平板，并且将蒸馏塔从其中间区域纵向分成流入段和排出段。在本发明中，将待分馏的混合物(即粗TEDA)喂入隔板塔的流入段，而产物(即纯TEDA)以气体或液体的形式由排出段取出。
在现在的原料体系的情况下，本领域的技术人员并未考虑使用隔离塔，因为，如前所述，分解过程会生成对产品质量有负面影响的不希望的副产物。由于这种原因，因为通常需要高质量的TEDA，在这一原料体系情况下，看起来仅有两级蒸馏才可能是成功的。对于隔板塔，可以预期在这方面会有更多的缺点产生。但是，已经发现，使用本发明的方法可以用简单而又经济的方法得到高纯度TEDA。
在本发明的方法中，隔板一般安装在塔的纵方向上，从而形成塔上结合区域和/或塔下结合区域，流入段和排出段。在优选的实施方案中，隔板一直延续到塔的底部从而仅在塔的上部形成结合区。高沸点物质或副组分分解产生的低沸点物质以仅在进料点所处的塔的较低部分向上输送为有利。这避免了这些低沸点物质的经由侧排出口的排出。
本方法一般连续实施。
隔板塔优选装有两个底部汽化器和位于塔顶的一个冷凝器。
在本发明的方法中，在底部汽化器及其相关的管道系统中的停留时间有利地被限制在1到15分钟，优选1到5分钟。这样，尽管存在副组分及高沸点物的分解，仍能在排出段得到所需的高品质TEDA。
在一个优选的方法方案中，在隔离板上端的液体反流到塔的流入段和排出段的比例被调整到1∶1-5的范围内，优选比例为1∶1.4-2。这可通过收集隔板上端的液体并将其通过使用调整或设置设备并按上述比例引入塔的流入段和排出段的方法来达到。这样确保了较低的能量消耗。
本发明的方法优选在塔顶压力0.5到5巴、优选0.5到1.5巴下实施。
优选在塔的上部结合区提供温度调整，其中测量点位置位于最高理论塔板下方，优选在从顶部数起第三个理论塔板中，该温度调整利用馏出物流量、回流比或优选地利用反流量作为设置参数。这确保了塔的稳定运行，从而使可得到的产品纯度得到更进一步改进。
在另一方法方案中，温度调整由进料区的塔下部提供，其中测量点位于最底部理论塔板上方，优选在从底部数起第二个理论塔板上，该温度调整利用底部排出量作为设置参数，这可以作为在塔上部中的温度调整的附加措施使用，也可以作为塔上部中的温度调整的替代措施使用。这种附加的措施可以获得塔的稳定运行的进一步的改进。
另外，作为附加的或替代的措施，利用侧排出口的排出量作为设置参数进行的液面调整可以在塔的底部在流入段或排出段提供。
本发明的方法中所使用的隔板塔具有约20到70个理论塔板，优选30到50理论塔板。
粗TEDA的进料口优选位于在第5和第30理论塔板之间的理论塔板上，优选在第10到第20理论塔板之间的理论塔板上。
纯TEDA的侧排出口优选位于在第2和第20理论塔板之间，优选在第3和第20理论塔板之间。
优选将隔板安装在塔中的塔的底部到从底部数起第30理论塔板之间，特别优选安装在塔的底部到第20理论塔板之间。在一个优选的实施方案中，隔板被安装在中央。
分离活性内件原则上不受限制。优选有序填充物或塔盘。
下面借助图和实例阐明本法明。图1是使用隔板塔提纯TEDA的流程图。
图中显示，隔板塔(1)具有隔板(10)，把隔板塔分为塔上部结合区(11)、带有浓缩区为(12)和分离区为(14)的流入段(12)、(14)、带有分离区(15)和排出段(13)和浓缩区(15)的排出段(13)、(15)。粗TEDA通过在塔段(12)和(14)之间的进料管线(2)进入隔板塔。纯TEDA通过位于塔段13和15之间的侧排出口(3)排出，优选以气体形式排出。在塔顶得到的蒸气料流通过管线(16)传到冷凝器(9)(其可能附有后冷却器)，在此蒸气被部分冷凝并分成反流物料流(17)和馏出物料流(4)。源自冷凝器(9)的未冷凝馏分包含低沸点杂质，并以气体形式经管线(22)排出。在塔的流入和排出部分的下端，液体通过管线(18)、(20)被传输到汽化器(7)、(8)，部分气化并通过管线(19)、(21)循环至塔中。高沸点杂质经管线(5)、(6)排出。汽化器(7)、(8)可被配置为自然对流汽化器或强制循环汽化器，在后一种情况下，需要额外的液体料流循环泵。为避免不希望的分解产物，特别优选使用下降膜汽化器或薄膜蒸发器代替强制循环汽化器，因为使用这种结构可以得到较短的驻留时间。为减少液体在气化系统中的驻留时间，以不将液面控制安装在塔的下端而将其安装在液体管线(18)、(20)之中为有利。
本发明的方法使以简单，经济和有效的方法将纯三亚乙基二胺及其溶液分离成为可能。利用这一方法制备出了在颜色，颜色稳定性，气味及纯度方面高质量的产品TEDA。
实施例1
将温度为167℃的280kg/h的粗TEDA液流送入共有30个理论塔板的隔板塔1的第8理论塔板上。粗TEDA的组成为：
水          0.1重量％
低沸点物    1.4重量％
哌嗪        34.0重量％
乙基哌嗪    0.9重量％
TEDA        58.2重量％
氨乙基哌嗪  2.0重量％
残留物      3.4重量％
隔板10从塔底延伸到第20理论塔板，侧排出口位于第3理论塔板上。塔运行时顶部压力1.2巴，底部压力1.3巴。塔顶处的冷凝在154℃下进行。含低沸点物的流量4kg/h的气体料流22从冷凝器9排出。100kg/h的子料流4从冷凝料流排出。高沸点杂质5、6分别在230℃和180℃下以19kg/h的量在塔底部排出。以181℃下的气体的形式以157kg/h的流量在侧排出口3得到所希望的产品TEDA，其分析结果为99.9重量％。
在隔板10的上端的液体在流入段和排出段之间的分配比是1∶1.5。
实施例2
用流量500kg/h的粗TEDA重复实施例1。含低沸点物的流量5kg/h的气体料流22从冷凝器9流出。180kg/h的子料流4从冷凝料流排出。高沸点杂质5、分别在230℃和180℃下以32kg/h从塔底部排出。以181℃下的气体的形式以283kg/h的流量在侧排出口3得到所希望的产品TEDA，其分析结果为99.9重量％。
在隔板10的上端的液体在流入段和排出段之间的分配比是1∶1.5。
实施例3
温度167℃、流量100kg/h的粗TEDA液体料流在共有24个理论塔板的隔离塔1的第4个理论塔板上加入。粗TEDA的组成如下：
水          0.1重量％
低沸点物    1.4重量％
哌嗪        50.0重量％
乙基哌嗪    0.9重量％
TEDA        42.2重量％
氨乙基哌嗪  2.0重量％
残留物      3.4重量％
隔板10从塔底延伸到第18理论塔板，侧排出口位于第2理论塔板上。塔运行时顶部压力1.2巴，底部压力1.3巴。塔顶处的冷凝在154℃下进行。含低沸点物的流量4kg/h的气体料流22从冷凝器9排出。50kg/h的子料流4从冷凝料流排出。高沸点杂质5、6分别在230℃和180℃下以19kg/h的量在塔底部排出。以181℃下的气体的形式以37kg/h的流量在侧排出口3得到所希望的产品TEDA，其分析结果为99.9重量％。
在隔板10的上端的液体在流入段和排出段之间的分配比是3∶1。
本发明的方法使以比常规2阶段蒸馏方法节省20％的成本通过粗TEDA的蒸馏生产纯的、附合所需要的规格的TEDA成为可能。

Claims (7)

1、通过蒸馏纯化三亚乙基二胺(TEDA)的方法，其中分馏在隔板塔中进行。
2、根据权利要求1的方法，其中使用其内部隔板向下延伸到底部从而在塔的下部形成分离的室的隔板塔。
3、根据权利要求1或2的方法，其中在隔板塔上端反流到塔的流入和排出段的比被调整为1∶1到1∶5的范围内。
4、根据权利要求1到3中任意一项的方法，其中在底部汽化器中的驻留时间被限制在1到15分钟之间。
5、根据权利要求1到4中任意一项的方法，其中隔板塔在顶部压力为约0.5到5巴下运行。
6、根据权利要求1到5中任意一项的方法，其中粗TEDA的进料点位于第5到第30理论塔板之间，并且纯TEDA的侧排出口位于第2到第20理论塔板之间。
7、根据权利要求1到6中任意一项的方法，其中隔板位于塔中央并位于塔底和第30塔板之间。
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