1 前言 乙醇胺是一乙醇胺、二乙醇胺及三乙醇胺的总称。它作为环氧乙烷重要的衍生物之一,是氨基醇中最有实用价值的产品,产量占氨基醇总产量的90%~95%。乙醇胺分子中有氮原子与羟基,故兼有胺与醇的化学性质。目前,乙醇胺产品最重要的用途是生产表面活性剂,另外还用于纺织化学品、气体净化剂、水泥促凝剂、石油添加剂、皮革软化剂、润滑油抗腐蚀剂、防积炭添加剂等。 2 乙醇胺的生产工艺 2.1 反应机理 在水作为催化剂的条件下,环氧乙烷与氨反应生成了一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇的混合物。生成的三种乙醇胺的比例由环氧乙烷和氨的比例确定。 2.2 生产工艺流程 整个生产装置可分为以下三个工序: ①原料工序:主要是贮存原料并把符合工艺要求的原料向反应工序输送。在此过程中,液氨被配制成95%~99%的浓氨水,与液态环氧乙烷按比例进入预混合器进行静态混合,然后进入塔式反应器或管式反应器。 ②反应-蒸氨、脱水工序:进入到反应器中的原料在一定的温度下,进行高压液-液均相反应。反应后的混合物经过高压闪蒸,脱去90%以上的氨,残余的氨在一定的温度下于蒸氨塔中蒸净。而从蒸氨塔中出来的混合乙醇胺进入常压脱水塔,脱去物料中的大部分水,残余的水分脱水塔中蒸净。蒸出的水和氨定期返回原料工序。 ③精制工序:本工序采用连续精馏技术,混合乙醇胺从MEA塔中部进料,在高真空条件下,高纯度的MEA从塔顶蒸出。脱掉MEA的混合液进入DEA、TEA塔,DEA从塔顶精制而出,从侧线和塔低分别得到TEA的系列产品。 3 乙醇胺的生产技术进展 3.1 国外技术发展状况 由于乙醇胺的应用领域非常广泛,因此国外从19世纪早期就对此技术的进行了开发和应用。生产乙醇胺的方法有以下几种:[1] 3.1.1 甲醛氰醇催化加氢法:该法利用甲醛氰醇和氢气在镍催化剂的存在下进行反应,除生成一乙醇胺和二乙醇胺外,还生成氨。 3.1.2 氯乙醇氨解法:该法始于1860年,是最古老的生产方法,法国化学家Wurty把氯乙醇和氨水在封闭管中加热合成了乙醇胺。其缺点是在反应产物中的氯化铵难以分离。 3.1.3 硝基乙醇还原法:该法既可用硝基乙醇在镍催化下还原,也可用电解还原或酸性铁还原。 3.1.4 环氧乙烷氨解法:1897年,Knorr利用环氧乙烷和氨水反应,合成并通过分馏获得了三种乙醇胺。该法反应过程的催化剂是水或醇胺等的羟基,不需特殊的催化剂。 表1 国外乙醇胺生产专利技术公司
由于前三种方法能耗和产品质量等方面的原因,目前已基本淘汰。从1945年以后,随着世界环氧乙烷工业的发展,环氧乙烷合成乙醇胺的技术路线也相应得到了迅速发展,逐步取代了其它的几种工艺。此后,世界范围内大规模的进行乙醇胺的生产,使乙醇胺的生产技术日趋完善和成熟。目前,国外利用环氧乙烷合成乙醇胺技术的专利公司如表1所示。
由表2可以看出,目前世界乙醇胺的年生产能力几乎突破110 Mt,其中主要集中在美国、西欧、日本等工业发达国家,生产能力约占世界总生产能力的90%,这些公司控制和主宰
目前,我国乙醇胺的生产厂家约20家,总生产能力约63.5 kt/a。但由于许多企业生产规模小,成本高,无法与大企业及国外产品竞争,多数处于停产或半停产状态。2001年我国乙醇胺产量约为14 kt,根本不能满足消费的需要,仍需大量的进口。 [1] 王志. 乙醇胺的市场与生产状况分析. 四川化工与腐蚀控制. 1998,1(3):30-32 [2] 黄海,杨秀全等. 乙醇胺生产新技术.日用化学工业.1996,(2):1-3 [3] 张昌清.乙醇胺的生产技术及市场.化学工业与工程技术.2000,21(6):24-27 [4] 张华.国内外乙醇胺生产现状与发展趋势.中国化工信息.2002,11(9):13-14 |