CN103012412B - 一种三乙烯二胺和乙醇胺共沸物的分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种共沸剂使用量低、耗能小的三乙烯胺和乙醇胺共沸物得分离方法。本发明公开了一种三乙烯二胺和乙醇胺共沸物的分离方法，该方法按照以下步骤进行：（1）将三乙烯二胺和乙醇胺的共沸物、共沸剂送入共沸精馏塔，塔顶馏分为共沸剂与乙醇胺的共沸物，塔釜馏分为三乙烯二胺与共沸剂混合物，所述的共沸剂为双环己烷或十氢化萘。（2）共沸精馏塔的塔顶馏分进入相分器进行相分，上层为共沸剂，循环至共沸精馏塔，下层为乙醇胺粗品，进入乙醇胺精制塔。（3）乙醇胺精制塔的塔顶馏分为共沸剂与乙醇胺的共沸物，循环至共沸精馏塔，乙醇胺精制塔塔釜馏分为乙醇胺。本发明有效减少了共沸剂的使用量，显著降低了能耗。
Description
技术领域
本发明属于精细化学品的分离提纯技术领域，涉及一种三乙烯二胺和乙醇胺共沸物的分离方法。
背景技术
三乙烯二胺是生产聚氨酯软、半硬、硬泡沫的发泡剂，还被用于乙烯聚合催化剂，涂料与塑料制品等。
目前三乙烯二胺的制备原料主要为N-羟乙基哌嗪、乙二胺、乙醇胺、
哌嗪等。以乙醇胺和液氨为原料催化胺化合成乙二胺或哌嗪时，可联产三乙烯二胺。由于三乙烯二胺（沸点为174℃）和乙醇胺（沸点为170℃）沸点极为接近，两者易形成共沸物，采用常规精馏方法难以将两者分离，因此，该方法制得的三乙烯二胺粗品为三乙烯二胺和乙醇胺的共沸物。
CN201110430727.X公开三乙烯二胺和乙醇胺共沸物的分离方法。该方法采用对二甲苯或乙苯为共沸剂，通过非均相共沸精馏分离三乙烯二胺和乙醇胺的共沸物，共沸剂与共沸物中乙醇胺的摩尔比为8.1:1，在共沸精馏塔塔釜得到三乙烯二胺产品，在乙醇胺精制塔塔釜馏分为乙醇胺。该专利采用共沸精馏时，二甲苯或乙苯大量循环使用，存在共沸剂使用量大、能耗高的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种共沸剂使用量低、耗能小的三乙烯胺和乙醇胺共沸物得分离方法。
为了实现上述技术任务，本发明采用如下技术方案予以实现：
一种三乙烯二胺和乙醇胺共沸物的分离方法，该方法按照以下步骤进行：
（1）将三乙烯二胺和乙醇胺的共沸物、共沸剂送入共沸精馏塔，塔顶馏分为共沸剂与乙醇胺的共沸物，塔釜馏分为三乙烯二胺与共沸剂混合物，该混合物经冷却后结晶析出固体，经过滤后得到的固体即为三乙烯二胺产品，所述的共沸剂为双环己烷、十氢化萘或均三甲苯，共沸物中乙醇胺与双环己烷、十氢化萘或均三甲苯共沸剂的摩尔比为3:1～1:2，共沸精馏塔的操作压力5kPa～50kPa，塔顶温度为100℃～130℃，塔釜温度为130℃～160℃，回流比为0.5～4；。
（2）共沸精馏塔的塔顶馏分进入相分器进行相分，上层为共沸剂，循环至共沸精馏塔，下层为乙醇胺粗品，进入乙醇胺精制塔，所述的相分器的操作压力为常压，操作温度25℃～60℃；
（3）乙醇胺精制塔的塔顶馏分为共沸剂与乙醇胺的共沸物，循环至共沸精馏塔，乙醇胺精制塔塔釜馏分为乙醇胺，其中乙醇胺精制塔的操作压力5kPa～20kPa，塔顶温度为90℃～120℃，塔釜温度为100℃～130℃，回流比为0.5～3。
所述的共沸剂是双环己烷、十氢化萘或均三甲苯。
如上所述的三乙烯二胺和乙醇胺共沸物的分离方法，该方法按照以下步骤进行：
（1）三乙烯二胺和乙醇胺的共沸物、共沸剂双环己烷进入共沸精馏塔，塔顶馏分为共沸剂双环己烷与乙醇胺的共沸物，塔釜馏分为三乙烯二胺与共沸剂双环己烷的混合物，该混合物经冷却后结晶析出固体，经过滤后得到的固体即为三乙烯二胺产品，共沸物中乙醇胺与共沸剂双环己烷的摩尔比为1:1.25，共沸精馏塔的操作压力为20kPa，塔顶温度为122.4℃，塔釜温度为145.8℃，回流比为1.5；
（2）共沸精馏塔的塔顶馏分进入相分器进行相分，上层为共沸剂双环己烷，循环至共沸精馏塔，下层为乙醇胺粗品，进入乙醇胺精制塔，其中相分器的操作压力为常压，操作温度32℃；
（3）乙醇胺精制塔的塔顶馏分为共沸剂双环己烷与乙醇胺的共沸物，循环至共沸精馏塔，乙醇胺精制塔的塔釜馏分为乙醇胺，其中乙醇胺精制塔的操作压力10kPa，塔顶温度为106.5℃，塔釜温度为109.7℃，回流比为2。
1atm压力下对二甲苯和乙醇胺的共沸组成中摩尔分率分别为0.8039和0.1961，双环己烷和乙醇胺的共沸组成中摩尔分率分别为0.1669和0.8331，十氢化萘和乙醇胺的共沸组成中摩尔分率分别为0.6926和0.3074。与二甲苯相比，以双环己烷或十氢化萘为共沸剂，通过非均相共沸精馏分离三乙烯二胺和乙醇胺共沸物，并可以挟带更多乙醇胺，能显著降低共沸剂使用量，减少共沸剂在共沸精馏塔和乙醇胺精制塔之间的循环量，从而降低能耗。因此，本发明具有以下优点：
1）本发明利用双环己烷、十氢化萘或均三甲苯与乙醇胺形成非均相共沸物，破坏三乙烯二胺-乙醇胺共沸体系，采用共沸精馏塔和乙醇胺精制塔两个精馏塔分离三乙烯二胺和乙醇胺的共沸物；
2）本发明有效减少了共沸剂使用量。与二甲苯共沸剂相比，共沸物中乙醇胺与双环己烷、十氢化萘或均三甲苯共沸剂的摩尔比为1：1.25；
3）本发明显著降低了能耗。以二甲苯为共沸剂需要外界提供能量7672.05kW，以双环己烷为共沸剂需要外界提供能量1963.53kW，与其相比能耗降低74.4%。
附图说明
图1是三乙烯二胺和乙醇胺共沸物的分离工艺流程图。
图中各个标号的含义是：T1-共沸精馏塔，T2－乙醇胺精制塔，V1－相分器，H1－塔釜再沸器，H2－塔顶冷凝器，H3－塔釜再沸器，H4―塔顶冷凝器，其余数字标号均为管线。
以下结合附图和实施例对本发明的具体内容作进一步详细地说明。
具体实施方式
以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
经管线11进入的物流（三乙烯二胺75g/h，乙醇胺25g/h）和经管线12进入的物流（共沸剂双环己烷400g/h，共沸剂与乙醇胺的摩尔比为1.25:1）在温度69℃从共沸精馏塔T1（填料塔，塔径为Φ25mm，内装Φ3＊3θ环不锈钢填料，填料层高度为0.8m）中部进料。
共沸精馏塔T1的塔顶馏分为共沸剂与乙醇胺的共沸物，共沸物自管线16，进入冷凝器H2，经冷却后经管线17进入相分器V1（操作压力为常压，操作温度为32℃），相分器V1的上层为共沸剂相，经管线18循环至T1塔作为回流，相分器V1的下层为乙醇胺粗品；共沸精馏塔T1塔釜馏分为三乙烯二胺与共沸剂的混合物，该混合物经管线15从塔底流出，一部分进入再沸器H1再经管线14循环进共沸精馏塔T1循环汽化，另一部分经管线13排出后，冷却、结晶后析出固体，过滤后得到的固体产品即为三乙烯二胺产品。
乙醇胺粗品经管线20进入乙醇胺精制塔T2，乙醇胺粗品从乙醇胺精制塔T2（填料塔，塔径为Φ25mm，内装Φ3＊3θ环不锈钢填料，填料层高度为0.8m）中部进料，乙醇胺精制塔T2塔顶为双环己烷与乙醇胺的共沸物，共沸物自管线24排出，进入冷凝器H4，冷凝后的共沸物一部分经管线27返回至共沸精馏塔T1中部进料，另一部分作为乙醇胺精制塔T2的回流；乙醇胺精制塔T2的塔釜为乙醇胺，经管线22从塔底流出，一部分进入再沸器H3再经管线21循环入乙醇胺精制塔T2循环汽化，另一部分经管线23采出。
实施例1：三乙烯二胺和乙醇胺的共沸物、共沸剂进入共沸精馏塔，塔顶馏分为共沸剂与乙醇胺的共沸物，塔釜馏分为三乙烯二胺与共沸剂混合物，该混合物经冷却、结晶后析出固体，过滤后得到的固体产品即为三乙烯二胺产品纯度为99.8%，所述的共沸剂为双环己烷，共沸物中乙醇胺与双环己烷的摩尔比为1:1.25，共沸精馏塔的操作压力20kPa，塔顶温度为122.4℃，塔釜温度为145.8℃，回流比为1.5；共沸精馏塔T1的塔顶馏分进入相分器V1进行相分，上层为共沸剂，循环至共沸精馏塔T1，下层为乙醇胺粗品，进入乙醇胺精制塔T2，其中相分器V1的操作压力为常压，操作温度为32℃；乙醇胺精制塔T2的塔顶馏分为共沸剂与乙醇胺的共沸物，循环至共沸精馏塔T1，乙醇胺精制塔T2的塔釜馏分为乙醇胺，其中乙醇胺精制塔的操作压力10kPa，塔顶温度为106.5℃，塔釜温度为109.7℃，回流比为2。实施例1中的物流参数见表1，主要设备参数见表2。
表1实施例1中的物流参数
表2实施例1中的主要设备参数
实施例2：三乙烯二胺和乙醇胺的共沸物、共沸剂进入共沸精馏塔T1，塔顶馏分为共沸剂与乙醇胺的共沸物，塔釜馏分为三乙烯二胺与共沸剂混合物，该混合物经冷却、结晶析出固体、过滤后得到的固体产品即为三乙烯二胺，纯度为99.8%，所述的共沸剂为十氢化萘，共沸物中乙醇胺与十氢化萘的摩尔比为1:2.25，共沸精馏塔的操作压力20kPa，塔顶温度为113.5℃，塔釜温度为126.1℃，回流比为1.5；共沸精馏塔T1的塔顶馏分进入相分器V1进行相分，上层为共沸剂，循环至共沸精馏塔，下层为乙醇胺粗品，进入乙醇胺精制塔T2，其中相分器V1的操作压力为常压，操作温度32℃；乙醇胺精制塔T2的塔顶馏分为共沸剂与乙醇胺的共沸物，循环至共沸精馏塔，乙醇胺精制塔塔釜馏分为乙醇胺，其中乙醇胺精制塔的操作压力10kPa，塔顶温度为94.5℃，塔釜温度为109.7℃，回流比为3。实施例2中的物流参数见表3，主要设备参数见表4。
表3实施例2中的物流参数
表4实施例2中的主要设备参数
对比例1：三乙烯二胺和乙醇胺的共沸物、共沸剂进入共沸精馏塔T1，塔顶馏分为共沸剂与乙醇胺的共沸物，塔釜馏分为三乙烯二胺与共沸剂混合物，该混合物经冷却、结晶析出固体，经过滤得到的固体产品即为三乙烯二胺产品纯度99.8%，所述的共沸剂为对二甲苯，共沸物中乙醇胺与对二甲苯的摩尔比为1:8.25，共沸精馏塔T1的操作压力20kPa，塔顶温度为84.9℃，塔釜温度为122.8℃，回流比为1.5；共沸精馏塔T1的塔顶馏分进入相分器V1进行相分，上层为共沸剂，循环至共沸精馏塔T1，下层为乙醇胺粗品，进入乙醇胺精制塔T2，其中相分器V1的操作压力为常压，操作温度32℃；乙醇胺精制塔T2的塔顶馏分为共沸剂与乙醇胺的共沸物，循环至共沸精馏塔T1，乙醇胺精制塔T2塔釜馏分为乙醇胺，其中乙醇胺精制塔的操作压力10kPa，塔顶温度为80.3℃，塔釜温度为109.7℃，回流比为0.5。对比例1中的物流参数见表5，主要设备参数见表6。
表5对比例1中的物流参数
表6对比例1中的主要设备参数
Claims (2)
1.一种三乙烯二胺和乙醇胺共沸物的分离方法，其特征在于，该方法按照以下步骤进行：
(1)将三乙烯二胺和乙醇胺的共沸物、共沸剂送入共沸精馏塔(T1)，塔顶馏分为共沸剂与乙醇胺的共沸物，塔釜馏分为三乙烯二胺与共沸剂混合物，该混合物经冷却后结晶析出固体，经过滤后得到的固体即为三乙烯二胺产品，共沸物中的乙醇胺与共沸剂的摩尔比为3:1～1:2，共沸精馏塔(T1)的操作压力5kPa～50kPa，塔顶温度为100℃～130℃，塔釜温度为130℃～160℃，回流比为0.5～4；
(2)共沸精馏塔(T1)的塔顶馏分进入相分器(V1)进行相分，上层为共沸剂，循环至共沸精馏塔(T1)，下层为乙醇胺粗品，进入乙醇胺精制塔(T2)，所述的相分器(V1)的操作压力为常压，操作温度25℃～60℃；
(3)乙醇胺精制塔(T2)的塔顶馏分为共沸剂与乙醇胺的共沸物，循环至共沸精馏塔(T1)，乙醇胺精制塔(T2)的塔釜馏分为乙醇胺，其中乙醇胺精制塔(T2)的操作压力为5kPa～20kPa，塔顶温度为90℃～120℃，塔釜温度为100℃～130℃，回流比为0.5～3；
所述的共沸剂是双环己烷或十氢化萘。
2.如权利要求1所述的三乙烯二胺和乙醇胺共沸物的分离方法，其特征在于，该方法按照以下步骤进行：
(1)三乙烯二胺和乙醇胺的共沸物、共沸剂双环己烷进入共沸精馏塔(T1)，塔顶馏分为共沸剂双环己烷与乙醇胺的共沸物，塔釜馏分为三乙烯二胺与共沸剂双环己烷的混合物，该混合物经冷却后结晶析出固体，经过滤后得到的固体即为三乙烯二胺产品，共沸物中乙醇胺与共沸剂双环己烷的摩尔比为1:1.25，共沸精馏塔(T1)的操作压力为20kPa，塔顶温度为122.4℃，塔釜温度为145.8℃，回流比为1.5；
(2)共沸精馏塔(T1)的塔顶馏分进入相分器(V1)进行相分，上层为共沸剂双环己烷，循环至共沸精馏塔(T1)，下层为乙醇胺粗品，进入乙醇胺精制塔(T2)，其中相分器(V1)的操作压力为常压，操作温度32℃；
(3)乙醇胺精制塔(T2)的塔顶馏分为共沸剂双环己烷与乙醇胺的共沸物，循环至共沸精馏塔(T1)，乙醇胺精制塔(T2)的塔釜馏分为乙醇胺，其中乙醇胺精制塔(T2)的操作压力10kPa，塔顶温度为106.5℃，塔釜温度为109.7℃，回流比为2。
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