CN109748804A - 异丙醇胺的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种生产异丙醇胺的方法，主要解决现有技术以水为催化剂采用长管式反应器，导致装置投资高、占地面积大、脱水能耗高、产品副产多等问题。该方法采用列管式固定床反应器和绝热管式反应器，以确保环氧丙烷完全转化，列管式固定床反应器以无水液氨和环氧丙烷为反应原料，绝热管式反应器以高浓度氨水和环氧丙烷为原料，列管式固定床反应器通过循环热水撤热，撤热热水用以预热原料和减压后的反应产物，以回收反应热，反应产物依次通过氨回收塔和脱水塔回收氨和水，脱水塔塔顶气用于预热减压后的反应原料，以降低装置能耗。该方法副产少，可降低设备投资和装置能耗，可应用于异丙醇胺的工业生产中。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产异丙醇胺的方法，具体来说，涉及一种以高浓度氨水和环氧丙烷为原料生产异丙醇胺的方法。
背景技术
异丙醇胺包括一异丙醇胺(1-氨基-2-丙醇，简称MIPA)，二异丙醇胺(2,2’-二羟基二丙胺，简称DIPA)及三异丙醇胺(1,1,1’-次氮基三-2-丙醇，简称TIPA)三种同系物产品。异丙醇胺是一种两性化合物，由于分子中同时具有氨基和羟基，既能进行胺类的典型反应，也能进行醇类的典型反应，从而合成一系列有用的衍生物。这些衍生物广泛应用于制取洗涤剂、聚氨酯交联剂、纺织整理剂、印染柔软剂、肥皂、化妆品、防锈剂、金属切削冷却剂、鞣革剂、涂料、蜡制品以及杀虫剂等。二异丙醇胺的水溶液或它与其他溶剂一起构成的混合水溶液广泛用作工业脱硫剂。由于其物性与乙醇胺相似，所以凡是乙醇胺应用的场合，异丙醇胺基本都有类似的应用。异丙醇胺自身性质使其在某些方面的应用优于乙醇胺，日益引起人们的关注，应用范围日益扩大，成为一种优良的、有广阔发展前景的有机化工与精细化工品。
以氨和环氧丙烷为原料合成一、二、三异丙醇胺的反应是一个三级串联反应，其主要反应方程式如下：
三个反应的反应热分别为-125.698kJ/mol、-136.692kJ/mol、-151.056kJ/mol，为强放热反应。随着氨和环氧丙烷摩尔比(氨烷比)的不同，三种产物的比例会有所不同。氨烷比越大，一异丙醇胺、二异丙醇胺在产物中所占的比例越大，反之则三异丙醇胺在产物中的比例越大。若氨烷比过小，过量的环氧丙烷和三异丙醇胺反应生成三异丙醇胺丙氧基醚：
上述反应即使在高温高压下，反应速度也极慢，需有酸、碱、醇、离子交换树脂或水等活性基团对反应起催化作用，才能加速反应，其中水是首选的廉价催化剂，与原料氨配制成氨水投入反应。一般而言，采用的氨水浓度越低，即催化剂水的量越多时，合成反应条件越温和，反应压力越低(氨水浓度低于25wt％时，反应压力低于1MPa)，反应速度越快。
但采用水作为催化剂将带来一系列问题，水在促进主反应发生的同时促进了副反应的反应，水将与环氧丙烷发生开环反应生成丙二醇和丙二醇丙氧基醚：
作为催化剂的水在生产过程中需与产品进行分离，脱水需消耗大量热能，同时，大量水的存在会促进(5)、(6)两个副反应的发生，造成异丙醇胺纯度的下降，不仅使精馏分离工艺复杂化，而且能耗增大。
可见采用低浓度氨水溶液作为原料的工艺虽然反应条件温和，但产品纯度低，单位能耗高。
国外大多采用60-90wt％的高浓度氨水溶液作为原料，反应压力控制在6-8MPa，氨和环氧丙烷比例在10～40:1之间。由于减少了水量，脱水能耗可较大幅度下降，高压又为闪蒸脱氨提供了条件，氨回收能耗也随之降低。但工艺仍以水为催化剂，(4)、(5)两式的副反应依然存在，产品纯度仍受一定影响。
发明内容
根据上述氨与环氧丙烷合成异丙醇胺生产过程中存在的问题，本发明目的旨在提供一种生产异丙醇胺的方法。该方法采用高浓度氨水为反应原料，反应器内填充无粘结剂ZSM-5沸石分子筛催化剂，利用反应器撤热热水及脱水塔塔顶气预热原料，充分利用反应热，具有副产少，设备投资和装置能耗低的特点。
为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：一种异丙醇胺的生产方法的方法，包括以下步骤：
a)新鲜液氨和循环液氨混合为液氨进料，经循环热水预热后与环氧丙烷混合；
b)所述液氨进料和环氧丙烷进入列管式固定床反应器，反应后得到一级反应产物物流；
c)所述列管式固定床反应器，通过循环热水撤热；
d)所述一级反应产物物流与循环氨水和新鲜水混合后，进入绝热管式反应器，继续反应后得到含氨和水的混合异丙醇胺产物；
e)所述含氨和水的混合异丙醇胺产物首先减压，再经循环热水和脱水塔塔顶气两级换热后，首先送入氨回收塔，塔顶得到循环液氨，塔釜得到含少量氨、水的异丙醇胺产物混合异丙醇胺产物；
f)所述含少量氨、水的异丙醇胺产物混合异丙醇胺产物送入脱水塔，塔顶得到循环氨水，塔釜得到脱除氨和水的混合异丙醇胺产物；
g)所述循环液氨返回列管式固定床反应器，所述循环氨水返回绝热管式反应器。
上述技术方案中，优选地，所述列管式固定床反应器设置有无粘结剂ZSM-5沸石分子筛催化剂。
上述技术方案中，优选地，所述绝热管式反应器水平放置，无填充，采用水做催化剂。
上述技术方案中，优选地，所述列管式固定床反应器进料采用上进下出；所述列管式固定床反应器管程走反应物料，壳程走循环热水；所述列管式固定床反应器采用循环热水与管内物流顺向流动，连续撤出反应热，使管内物流温度≤120℃，压力≤10MPa。
上述技术方案中，优选地，所述生产异丙醇胺的方法，其特征在于所述撤热后的循环热水分为两股，一股用于预热新鲜液氨和循环液氨的混合物，一股用于预热氨回收塔进料。
上述技术方案中，优选地，所述新鲜水的加入量为新鲜液氨加入量的0.5～18wt％；所述氨水进料和环氧丙烷的摩尔比为5～15:1；所述列管式固定床反应器的反应压力为7～10MPa，反应温度为80～120℃；所述绝热管式反应器的反应压力为7～10MPa，反应温度为85～130℃。
上述技术方案中，优选地，所述新鲜水的加入量为新鲜液氨加入量的5～14wt％。
上述技术方案中，优选地，所述氨回收塔操作压力≧1.5MPa，所述脱水塔操作压力≤0.23MPa。
上述技术方案中，优选地，所述循环热水进出所述列管式固定床反应器的温差≤6℃。
本发明方法中所述列管式固定床反应器装填有无粘结剂ZSM-5沸石分子筛催化剂，其硅铝摩尔比为20～80。
本发明方法采用无水液氨和氨水分段进料，绝大部分环氧丙烷在无水环境下与列管式固定床反应器中发生反应，少部分环氧丙烷(低于5％)于绝热管式反应器中被水完全催化反应，降低了聚醚和多元醇醚的生成几率和含量；提高氨烷比至(5:1)～(12:1)(摩尔比)，降低了环氧丙烷的浓度，减少了环氧丙烷和三异丙醇胺聚合的概率；通过采用列管式固定床反应器和绝热管式反应器两段反应，并且通过循环热水连续撤走反应热，控制反应器温升在合理的范围内；列管式固定床反应器的循环撤热热水用于预热氨回收塔和列管式固定床反应器的进料，反应热可回收30～100％，脱水塔塔顶气用于预热氨回收塔进料，氨回收塔再沸器能耗可降低10～60％；可提高产品收率、抑制副产物生成、产品质量高、催化剂使用寿命长、能耗低，安全环保。采用本发明方法，产品异丙醇胺(包括一异丙醇胺、二异丙醇胺和一异丙醇胺)的收率≥99.5％，产品中三异丙醇胺丙氧基醚等醚的含量仅为0.1～0.5％，催化剂的使用寿命可长达12个月，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1为本发明工艺流程示意图。
图1中，R-101为列管式固定床反应器，R-102为绝热管式反应器，E-101为液氨进料预热器，E-102为循环热水冷却器，E-103为氨回收塔进料一级预热器，E-104为氨回收塔进料二级预热器，E-105为脱水塔塔顶冷凝器，T-101为氨回收塔，T-102为脱水塔。1为环氧丙烷进料，2为新鲜液氨进料，3为新鲜水进料，4为液氨进料，5为一级反应产物物流，6为减压后的反应产物，7为低温氨回收塔进料，8为高温氨回收塔进料，9为循环液氨，10为脱水塔进料，11为脱水塔塔顶气，12为脱除氨和水的异丙醇胺，13为脱水塔回流，14为循环氨水。
图1中，新鲜液氨进料2与循环液氨9混合后送往液氨进料预热器E-101，经反应器R-101循环热水预热后，液氨进料4与环氧丙烷进料1混合，混合物送往列管式固定床反应器R-101顶部，反应后于R-101底部得到一级反应产物物流5，R-101采用循环热水撤热，循环热水上进下出，与反应物料顺向流动，撤热后的循环热水分为两股，一股用于在E-101中预热新鲜液氨进料2和循环液氨9的混合物，一股用于在氨回收塔进料一级预热器E-103中预热减压后的反应产物6，经循环热水冷却器E-102冷却后送回列管式固定床反应器R-101；一级反应产物物流5与新鲜水3和循环氨水14混合后，送入绝热管式反应器R-102继续发生反应，利用水做催化剂将剩余的环氧丙烷完全转化，R-102出口减压得到减压反应产物6，减压反应产物6首先经循环热水在氨回收塔进料一级预热器E-103中预热，出口得到的低温氨回收塔进料7送入氨回收塔进料二级预热器E-104，经脱水塔塔顶气11预热后得到高温氨回收塔进料8，高温氨回收塔进料8送入氨回收塔T-101，回收其中大部分的氨，氨回收塔T-101顶部得到循环液氨9返回E-101，塔釜得到含水和少量氨的异丙醇胺，即脱水塔进料10，送入脱水塔T-102，脱水塔塔顶气11于E-104中冷凝后，进入脱水塔塔顶冷凝器E-105完全冷凝，冷凝液一部分作为脱水塔回流13返回脱水塔T-102顶部，一部分作为循环氨水14返回E-101，脱水塔T-102塔釜得到脱除氨和水的异丙醇胺12。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述。
具体实施方式
【实施例1】
新鲜液氨进料2与循环液氨9混合后送往E-101，经反应器R-101循环热水预热后，液氨进料4与环氧丙烷进料1混合送往R-101，得到一级反应产物物流5，与新鲜水3和循环氨水14混合后，送入R-102，R-102出口减压，减压反应产物6首先经循环热水在E-103中预热，7送入E-104，经11预热后，8送入氨回收塔T-101，T-101顶部得到循环液氨9返回E-101，塔釜得到含水和少量氨的异丙醇胺10，10送入脱水塔T-102，脱水塔塔顶气11于E-104和E-105中冷凝后，一部分作为脱水塔回流13返回脱水塔T-102顶部，一部分作为循环氨水14返回E-101，T-102塔釜得到脱除氨和水的异丙醇胺12。
新鲜水加入量为新鲜氨加入量的11wt％，氨水进料4与环氧丙烷进料1摩尔流量之比为9:1。
列管式固定床反应器R-101反应压力为10MPa，出口温度为120℃。绝热管式反应器反应压力为10MPa，出口温度为127℃。
循环热水115℃进入出列管式固定床反应器R-101壳程后，被加热至120℃从R-101下部流出，一部分将新鲜液氨2与循环液氨9的混合物加热至105℃，一部分将减压反应产物6加热至70℃，换热后混合进入循环热水冷却器E-102冷却后返回列管式固定床反应器R-101上部。
其中，列管式固定床反应器R-101反应热52.7％被新鲜液氨2与循环液氨9的混合物预热利用，40.7％被减压反应产物6预热利用，循环热水冷却器E-103冷却负荷降低了93.4％。
氨回收塔T-101塔顶压力1.5MPa，脱水塔T-102塔顶压力0.23MPa，脱水塔塔顶气温度123℃，塔釜温度199℃。
低温氨回收塔进料7经脱水塔塔顶气11由70℃加热至117℃，氨回收塔T-101再沸器负荷降低了48.7％。
产品异丙醇胺(包括一异丙醇胺、二异丙醇胺和一异丙醇胺)的收率为99.5％，产品中三异丙醇胺丙氧基醚等醚的含量为0.25％，催化剂的使用寿命可长达12个月，再生周期为3～6个月。
【实施例2】
新鲜液氨进料2与循环液氨9混合后送往E-101，经反应器R-101循环热水预热后，液氨进料4与环氧丙烷进料1混合送往R-101，得到一级反应产物物流5，与新鲜水3和循环氨水14混合后，送入R-102，R-102出口减压，减压反应产物6首先经循环热水在E-103中预热，7送入E-104，经11预热后，8送入氨回收塔T-101，T-101顶部得到循环液氨9返回E-101，塔釜得到含水和少量氨的异丙醇胺10，10送入脱水塔T-102，脱水塔塔顶气11于E-104和E-105中冷凝后，一部分作为脱水塔回流13返回脱水塔T-102顶部，一部分作为循环氨水14返回E-101，T-102塔釜得到脱除氨和水的异丙醇胺12。
新鲜水加入量为新鲜氨加入量的5wt％，氨水进料4与环氧丙烷进料1摩尔流量之比为15:1。
列管式固定床反应器R-101反应压力为10MPa，出口温度为120℃。绝热管式反应器反应压力为10MPa，出口温度为124℃。
循环热水115℃进入出列管式固定床反应器R-101壳程后，被加热至120℃从R-101下部流出，全部用于将新鲜液氨2与循环液氨9的混合物加热至105℃，换热后混合进入循环热水冷却器E-102冷却后返回列管式固定床反应器R-101上部。
其中，列管式固定床反应器R-101反应热100％被新鲜液氨2与循环液氨9的混合物预热利用，循环热水冷却器E-103冷却负荷降低了100％。
氨回收塔T-101塔顶压力1.5MPa，脱水塔T-102塔顶压力0.13MPa，脱水塔塔顶气温度106℃，塔釜温度181℃。
低温氨回收塔进料7经脱水塔塔顶气11由48℃加热至55℃，氨回收塔T-101再沸器负荷降低了16.1％。
产品异丙醇胺(包括一异丙醇胺、二异丙醇胺和一异丙醇胺)的收率为99.5％，产品中三异丙醇胺丙氧基醚等醚的含量为0.21％，催化剂的使用寿命可长达12个月，再生周期为3～6个月。
【实施例3】
新鲜液氨进料2与循环液氨9混合后送往E-101，经反应器R-101循环热水预热后，液氨进料4与环氧丙烷进料1混合送往R-101，得到一级反应产物物流5，与新鲜水3和循环氨水14混合后，送入R-102，R-102出口减压，减压反应产物6首先经循环热水在E-103中预热，7送入E-104，经11预热后，8送入氨回收塔T-101，T-101顶部得到循环液氨9返回E-101，塔釜得到含水和少量氨的异丙醇胺10，10送入脱水塔T-102，脱水塔塔顶气11于E-104和E-105中冷凝后，一部分作为脱水塔回流13返回脱水塔T-102顶部，一部分作为循环氨水14返回E-101，T-102塔釜得到脱除氨和水的异丙醇胺12。
新鲜水加入量为新鲜氨加入量的7.5wt％，氨水进料4与环氧丙烷进料1摩尔流量之比为11:1。
列管式固定床反应器R-101反应压力为10MPa，出口温度为120℃。绝热管式反应器反应压力为10MPa，出口温度为125℃。
循环热水115℃进入出列管式固定床反应器R-101壳程后，被加热至120℃从R-101下部流出，一部分将新鲜液氨2与循环液氨9的混合物加热至105℃，一部分将减压反应产物6加热至57℃，换热后混合进入循环热水冷却器E-102冷却后返回列管式固定床反应器R-101上部。
其中，列管式固定床反应器R-101反应热68.4％被新鲜液氨2与循环液氨9的混合物预热利用，29.3％被减压反应产物6预热利用，循环热水冷却器E-103冷却负荷降低了97.7％。
氨回收塔T-101塔顶压力1.7MPa，脱水塔T-102塔顶压力0.15MPa，脱水塔塔顶气温度109℃，塔釜温度185℃。
低温氨回收塔进料7经脱水塔塔顶气11由57℃加热至83℃，氨回收塔T-101再沸器负荷降低了33.6％。
产品异丙醇胺(包括一异丙醇胺、二异丙醇胺和一异丙醇胺)的收率为99.5％，产品中三异丙醇胺丙氧基醚等醚的含量为0.24％，催化剂的使用寿命可长达12个月，再生周期为3～6个月。
【实施例4】
新鲜液氨进料2与循环液氨9混合后送往E-101，经反应器R-101循环热水预热后，液氨进料4与环氧丙烷进料1混合送往R-101，得到一级反应产物物流5，与新鲜水3和循环氨水14混合后，送入R-102，R-102出口减压，减压反应产物6首先经循环热水在E-103中预热，7送入E-104，经11预热后，8送入氨回收塔T-101，T-101顶部得到循环液氨9返回E-101，塔釜得到含水和少量氨的异丙醇胺10，10送入脱水塔T-102，脱水塔塔顶气11于E-104和E-105中冷凝后，一部分作为脱水塔回流13返回脱水塔T-102顶部，一部分作为循环氨水14返回E-101，T-102塔釜得到脱除氨和水的异丙醇胺12。
新鲜水加入量为新鲜氨加入量的6.4wt％，氨水进料4与环氧丙烷进料1摩尔流量之比为13:1。
列管式固定床反应器R-101反应压力为10MPa，出口温度为120℃。绝热管式反应器反应压力为10MPa，出口温度为125℃。
循环热水115℃进入出列管式固定床反应器R-101壳程后，被加热至120℃从R-101下部流出，一部分将新鲜液氨2与循环液氨9的混合物加热至105℃，一部分将减压反应产物6加热至52℃，换热后混合进入循环热水冷却器E-102冷却后返回列管式固定床反应器R-101上部。
其中，列管式固定床反应器R-101反应热83.6％被新鲜液氨2与循环液氨9的混合物预热利用，15.1％被减压反应产物6预热利用，循环热水冷却器E-103冷却负荷降低了98.7％。
氨回收塔T-101塔顶压力1.9MPa，脱水塔T-102塔顶压力0.18MPa，脱水塔塔顶气温度113℃，塔釜温度191℃。
低温氨回收塔进料7经脱水塔塔顶气11由52℃加热至66℃，氨回收塔T-101再沸器负荷降低了25.2％。
产品异丙醇胺(包括一异丙醇胺、二异丙醇胺和一异丙醇胺)的收率为99.5％，产品中三异丙醇胺丙氧基醚等醚的含量为0.23％，催化剂的使用寿命可长达12个月，再生周期为3～6个月。
【实施例5】
新鲜液氨进料2与循环液氨9混合后送往E-101，经反应器R-101循环热水预热后，液氨进料4与环氧丙烷进料1混合送往R-101，得到一级反应产物物流5，与新鲜水3和循环氨水14混合后，送入R-102，R-102出口减压，减压反应产物6首先经循环热水在E-103中预热，7送入E-104，经11预热后，8送入氨回收塔T-101，T-101顶部得到循环液氨9返回E-101，塔釜得到含水和少量氨的异丙醇胺10，10送入脱水塔T-102，脱水塔塔顶气11于E-104和E-105中冷凝后，一部分作为脱水塔回流13返回脱水塔T-102顶部，一部分作为循环氨水14返回E-101，T-102塔釜得到脱除氨和水的异丙醇胺12。
新鲜水加入量为新鲜氨加入量的9.9wt％，氨水进料4与环氧丙烷进料1摩尔流量之比为8:1。
列管式固定床反应器R-101反应压力为10MPa，出口温度为120℃。绝热管式反应器反应压力为10MPa，出口温度为124℃。
循环热水115℃进入出列管式固定床反应器R-101壳程后，被加热至120℃从R-101下部流出，一部分将新鲜液氨2与循环液氨9的混合物加热至105℃，一部分将减压反应产物6加热至80℃，换热后混合进入循环热水冷却器E-102冷却后返回列管式固定床反应器R-101上部。
其中，列管式固定床反应器R-101反应热46.9％被新鲜液氨2与循环液氨9的混合物预热利用，51.9％被减压反应产物6预热利用，循环热水冷却器E-103冷却负荷降低了98.8％。
氨回收塔T-101塔顶压力1.5MPa，脱水塔T-102塔顶压力0.23MPa，脱水塔塔顶气温度122℃，塔釜温度200℃。
低温氨回收塔进料7经脱水塔塔顶气11由80℃加热至117℃，氨回收塔T-101再沸器负荷降低了47.7％。
产品异丙醇胺(包括一异丙醇胺、二异丙醇胺和一异丙醇胺)的收率为99.5％，产品中三异丙醇胺丙氧基醚等醚的含量为0.25％，催化剂的使用寿命可长达12个月，再生周期为3～6个月。
【实施例6】
新鲜液氨进料2与循环液氨9混合后送往E-101，经反应器R-101循环热水预热后，液氨进料4与环氧丙烷进料1混合送往R-101，得到一级反应产物物流5，与新鲜水3和循环氨水14混合后，送入R-102，R-102出口减压，减压反应产物6首先经循环热水在E-103中预热，7送入E-104，经11预热后，8送入氨回收塔T-101，T-101顶部得到循环液氨9返回E-101，塔釜得到含水和少量氨的异丙醇胺10，10送入脱水塔T-102，脱水塔塔顶气11于E-104和E-105中冷凝后，一部分作为脱水塔回流13返回脱水塔T-102顶部，一部分作为循环氨水14返回E-101，T-102塔釜得到脱除氨和水的异丙醇胺12。
新鲜水加入量为新鲜氨加入量的12.4wt％，氨水进料4与环氧丙烷进料1摩尔流量之比为7:1。
列管式固定床反应器R-101反应压力为9MPa，出口温度为100℃。绝热管式反应器反应压力为9MPa，出口温度为109℃。
循环热水95℃进入出列管式固定床反应器R-101壳程后，被加热至100℃从R-101下部流出，一部分将新鲜液氨2与循环液氨9的混合物加热至85℃，一部分将减压反应产物6加热至95℃，换热后混合进入循环热水冷却器E-102冷却后返回列管式固定床反应器R-101上部。
其中，列管式固定床反应器R-101反应热27.1％被新鲜液氨2与循环液氨9的混合物预热利用，72.3％被减压反应产物6预热利用，循环热水冷却器E-103冷却负荷降低了99.4％。
氨回收塔T-101塔顶压力1.5MPa，脱水塔T-102塔顶压力0.23MPa，脱水塔塔顶气温度123℃，塔釜温度200℃。
低温氨回收塔进料7经脱水塔塔顶气11由95℃加热至117℃，氨回收塔T-101再沸器负荷降低了50.1％。
产品异丙醇胺(包括一异丙醇胺、二异丙醇胺和一异丙醇胺)的收率为99.5％，产品中三异丙醇胺丙氧基醚等醚的含量为0.26％，催化剂的使用寿命可长达12个月，再生周期为3～6个月。
【实施例7】
新鲜液氨进料2与循环液氨9混合后送往E-101，经反应器R-101循环热水预热后，液氨进料4与环氧丙烷进料1混合送往R-101，得到一级反应产物物流5，与新鲜水3和循环氨水14混合后，送入R-102，R-102出口减压，减压反应产物6首先经循环热水在E-103中预热，7送入E-104，经11预热后，8送入氨回收塔T-101，T-101顶部得到循环液氨9返回E-101，塔釜得到含水和少量氨的异丙醇胺10，10送入脱水塔T-102，脱水塔塔顶气11于E-104和E-105中冷凝后，一部分作为脱水塔回流13返回脱水塔T-102顶部，一部分作为循环氨水14返回E-101，T-102塔釜得到脱除氨和水的异丙醇胺12。
新鲜水加入量为新鲜氨加入量的13.6wt％，氨水进料4与环氧丙烷进料1摩尔流量之比为6:1。
列管式固定床反应器R-101反应压力为8MPa，出口温度为90℃。绝热管式反应器反应压力为8MPa，出口温度为101℃。
循环热水85℃进入出列管式固定床反应器R-101壳程后，被加热至90℃从R-101下部流出，一部分将新鲜液氨2与循环液氨9的混合物加热至80℃，一部分将减压反应产物6加热至85℃，换热后混合进入循环热水冷却器E-102冷却后返回列管式固定床反应器R-101上部。
其中，列管式固定床反应器R-101反应热22.1％被新鲜液氨2与循环液氨9的混合物预热利用，45.7％被减压反应产物6预热利用，循环热水冷却器E-103冷却负荷降低了67.8％。
氨回收塔T-101塔顶压力1.5MPa，脱水塔T-102塔顶压力0.23MPa，脱水塔塔顶气温度122℃，塔釜温度200℃。
低温氨回收塔进料7经脱水塔塔顶气11由85℃加热至117℃，氨回收塔T-101再沸器负荷降低了49.8％。
产品异丙醇胺(包括一异丙醇胺、二异丙醇胺和一异丙醇胺)的收率为99.5％，产品中三异丙醇胺丙氧基醚等醚的含量为0.27％，催化剂的使用寿命可长达12个月，再生周期为3～6个月。
【实施例8】
新鲜液氨进料2与循环液氨9混合后送往E-101，经反应器R-101循环热水预热后，液氨进料4与环氧丙烷进料1混合送往R-101，得到一级反应产物物流5，与新鲜水3和循环氨水14混合后，送入R-102，R-102出口减压，减压反应产物6首先经循环热水在E-103中预热，7送入E-104，经11预热后，8送入氨回收塔T-101，T-101顶部得到循环液氨9返回E-101，塔釜得到含水和少量氨的异丙醇胺10，10送入脱水塔T-102，脱水塔塔顶气11于E-104和E-105中冷凝后，一部分作为脱水塔回流13返回脱水塔T-102顶部，一部分作为循环氨水14返回E-101，T-102塔釜得到脱除氨和水的异丙醇胺12。
新鲜水加入量为新鲜氨加入量的18wt％，氨水进料4与环氧丙烷进料1摩尔流量之比为5:1。
列管式固定床反应器R-101反应压力为7MPa，出口温度为80℃。绝热管式反应器反应压力为7MPa，出口温度为93℃。
循环热水75℃进入出列管式固定床反应器R-101壳程后，被加热至80℃从R-101下部流出，一部分将新鲜液氨2与循环液氨9的混合物加热至70℃，一部分将减压反应产物6加热至75℃，换热后混合进入循环热水冷却器E-102冷却后返回列管式固定床反应器R-101上部。
其中，列管式固定床反应器R-101反应热12.7％被新鲜液氨2与循环液氨9的混合物预热利用，20.5％被减压反应产物6预热利用，循环热水冷却器E-103冷却负荷降低了33.2％。
氨回收塔T-101塔顶压力1.5MPa，脱水塔T-102塔顶压力0.23MPa，脱水塔塔顶气温度122℃，塔釜温度200℃。
低温氨回收塔进料7经脱水塔塔顶气11由75℃加热至117℃，氨回收塔T-101再沸器负荷降低了48.4％。
产品异丙醇胺(包括一异丙醇胺、二异丙醇胺和一异丙醇胺)的收率为99.5％，产品中三异丙醇胺丙氧基醚等醚的含量为0.3％，催化剂的使用寿命可长达12个月，再生周期为3～6个月。
【实施例9】
新鲜液氨进料2与循环液氨9混合后送往E-101，经反应器R-101循环热水预热后，液氨进料4与环氧丙烷进料1混合送往R-101，得到一级反应产物物流5，与新鲜水3和循环氨水14混合后，送入R-102，R-102出口减压，减压反应产物6首先经循环热水在E-103中预热，7送入E-104，经11预热后，8送入氨回收塔T-101，T-101顶部得到循环液氨9返回E-101，塔釜得到含水和少量氨的异丙醇胺10，10送入脱水塔T-102，脱水塔塔顶气11于E-104和E-105中冷凝后，一部分作为脱水塔回流13返回脱水塔T-102顶部，一部分作为循环氨水14返回E-101，T-102塔釜得到脱除氨和水的异丙醇胺12。
新鲜水加入量为新鲜氨加入量的11wt％，氨水进料4与环氧丙烷进料1摩尔流量之比为9:1。
列管式固定床反应器R-101反应压力为10MPa，出口温度为110℃。绝热管式反应器反应压力为10MPa，出口温度为117℃。
循环热水105℃进入出列管式固定床反应器R-101壳程后，被加热至110℃从R-101下部流出，一部分将新鲜液氨2与循环液氨9的混合物加热至95℃，一部分将减压反应产物6加热至72℃，换热后混合进入循环热水冷却器E-102冷却后返回列管式固定床反应器R-101上部。
其中，列管式固定床反应器R-101反应热44.2％被新鲜液氨2与循环液氨9的混合物预热利用，54.5％被减压反应产物6预热利用，循环热水冷却器E-103冷却负荷降低了98.7％。
氨回收塔T-101塔顶压力1.5MPa，脱水塔T-102塔顶压力0.23MPa，脱水塔塔顶气温度123℃，塔釜温度200℃。
低温氨回收塔进料7经脱水塔塔顶气11由72℃加热至117℃，氨回收塔T-101再沸器负荷降低了50.7％。
产品异丙醇胺(包括一异丙醇胺、二异丙醇胺和一异丙醇胺)的收率为99.5％，产品中三异丙醇胺丙氧基醚等醚的含量为0.25％，催化剂的使用寿命可长达12个月，再生周期为3～6个月。
【实施例10】
新鲜液氨进料2与循环液氨9混合后送往E-101，经反应器R-101循环热水预热后，液氨进料4与环氧丙烷进料1混合送往R-101，得到一级反应产物物流5，与新鲜水3和循环氨水14混合后，送入R-102，R-102出口减压，减压反应产物6首先经循环热水在E-103中预热，7送入E-104，经11预热后，8送入氨回收塔T-101，T-101顶部得到循环液氨9返回E-101，塔釜得到含水和少量氨的异丙醇胺10，10送入脱水塔T-102，脱水塔塔顶气11于E-104和E-105中冷凝后，一部分作为脱水塔回流13返回脱水塔T-102顶部，一部分作为循环氨水14返回E-101，T-102塔釜得到脱除氨和水的异丙醇胺12。
新鲜水加入量为新鲜氨加入量的11wt％，氨水进料4与环氧丙烷进料1摩尔流量之比为9:1。
列管式固定床反应器R-101反应压力为9MPa，出口温度为110℃。绝热管式反应器反应压力为9MPa，出口温度为117℃。
循环热水105℃进入出列管式固定床反应器R-101壳程后，被加热至110℃从R-101下部流出，一部分将新鲜液氨2与循环液氨9的混合物加热至95℃，一部分将减压反应产物6加热至72℃，换热后混合进入循环热水冷却器E-102冷却后返回列管式固定床反应器R-101上部。
其中，列管式固定床反应器R-101反应热44.2％被新鲜液氨2与循环液氨9的混合物预热利用，54.5％被减压反应产物6预热利用，循环热水冷却器E-103冷却负荷降低了98.7％。
氨回收塔T-101塔顶压力1.5MPa，脱水塔T-102塔顶压力0.23MPa，脱水塔塔顶气温度123℃，塔釜温度200℃。
低温氨回收塔进料7经脱水塔塔顶气11由72℃加热至117℃，氨回收塔T-101再沸器负荷降低了50.7％。
产品异丙醇胺(包括一异丙醇胺、二异丙醇胺和一异丙醇胺)的收率为99.5％，产品中三异丙醇胺丙氧基醚等醚的含量为0.25％，催化剂的使用寿命可长达12个月，再生周期为3～6个月。
【对比例1】
采用现有技术的方法生产异丙醇胺，管道长度达到550米，其中一级反应器为管式反应器(套管，热水撤热)500米，二级反应器为管式反应器(绝热)50米，以水为催化剂，操作压力为4～10MPa，反应温度60～120℃，反应出口温度110～120℃。
产物异丙醇胺的收率为96～98％，其中三异丙醇胺丙氧基醚等醚的含量为0.5～2％。
Claims (13)
1.一种异丙醇胺的生产方法，包括以下步骤：
a)新鲜液氨和循环液氨混合为液氨进料，经循环热水预热后与环氧丙烷混合；
b)所述液氨进料和环氧丙烷进入列管式固定床反应器，反应后得到一级反应产物物流；
c)所述列管式固定床反应器，通过循环热水撤热；
d)所述一级反应产物物流与循环氨水和新鲜水混合后，进入绝热管式反应器，继续反应后得到含氨和水的混合异丙醇胺产物；
e)所述含氨和水的混合异丙醇胺产物首先减压，再经循环热水和脱水塔塔顶气两级换热后，首先送入氨回收塔，塔顶得到循环液氨，塔釜得到含少量氨、水的异丙醇胺产物混合异丙醇胺产物；
f)所述含少量氨、水的异丙醇胺产物混合异丙醇胺产物送入脱水塔，塔顶得到循环氨水，塔釜得到脱除氨和水的混合异丙醇胺产物；
g)所述循环液氨返回列管式固定床反应器，所述循环氨水返回绝热管式反应器。
2.根据权利要求1所述异丙醇胺的生产方法，其特征在于所述列管式固定床反应器填充无粘结剂ZSM-5沸石分子筛催化剂。
3.根据权利要求1所述异丙醇胺的生产方法，其特征在于所述绝热管式反应器，水平放置，采用水做催化剂。
4.根据权利要求1所述异丙醇胺的生产方法，其特征在于所述列管式固定床反应器进料采用上进下出。
5.根据权利要求1所述异丙醇胺的生产方法，其特征在于所述列管式固定床反应器反应物料走管程，循环热水走壳程。
6.根据权利要求5所述异丙醇胺的生产方法，其特征在于所述列管式固定床反应器采用循环热水与管内物流顺向流动，连续撤出反应热，使管内物流温度≤120℃，压力≤10MPa。
7.根据权利要求6所述异丙醇胺的生产方法，其特征在于所述撤热后的循环热水分为两股，一股用于预热新鲜液氨和循环液氨的混合物，一股用于预热氨回收塔进料。
8.根据权利要求1所述异丙醇胺的生产方法，其特征在于所述新鲜水的加入量为新鲜液氨加入量的0.5～18wt％，所述氨水进料和环氧丙烷的摩尔比为5～15:1，所述列管式固定床反应器的反应压力为7～10MPa，反应温度为80～120℃；所述绝热管式反应器的反应压力为7～10MPa，反应温度为85～130℃。
9.根据权利要求8所述异丙醇胺的生产方法，其特征在于所述新鲜水的加入量为新鲜液氨加入量的5～14wt％。
10.根据权利要求1所述异丙醇胺的生产方法，其特征在于所述氨回收塔操作压力≧1.5MPa，所述脱水塔操作压力≤0.23MPa。
11.根据权利要求1所述异丙醇胺的生产方法，其特征在于所述循环热水进出所述列管式固定床反应器的温差≤6℃。
12.根据权利要求1所述异丙醇胺的生产方法，其特征在于所述脱水塔塔顶气可不与所述含氨和水的混合异丙醇胺产物换热，直接进入脱水塔顶冷凝器冷凝。
13.根据权利要求1所述异丙醇胺的生产方法，其特征在于本方法也适用于乙醇胺生产过程。
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