通过降低三乙醇胺塔处的温度改善乙醇胺产物流的质量和颜色的制作方法

文档序号:11141125阅读:944来源:国知局
通过降低三乙醇胺塔处的温度改善乙醇胺产物流的质量和颜色的制造方法与工艺

本文公开了用于生产乙醇胺的方法,具体地,用于在三乙醇胺蒸馏塔中产生具有改善的颜色性能和其它性能的三乙醇胺产物流的方法。



背景技术:

在化学工业中,单独地和组合的乙醇胺具有多种用途。例如乙醇胺可以用作腐蚀抑制剂、润滑剂和精炼剂(用于气体脱硫)、洗涤剂和专业清洁剂、混凝土外加剂(concrete admixture)、柔性聚氨酯发泡催化剂、个人护理产品、照相乳剂、溶剂、染料中间体、橡胶促进剂、乳化剂、油墨添加剂、油添加剂、在发电厂和具有压水式反应堆的核电站的蒸汽循环中的碱化水、农药和药物中间体,天然气还用作酸性气体吸收溶剂。在半导体领域中,由于它们的表面活性剂的性能,乙醇胺还可以用于晶片清洗和光致抗蚀剂剥离应用。全球对乙醇胺的需求正在增加,并且预计到2015年会超过1.605百万吨。

乙醇胺是易燃的、腐蚀性的、无色、粘稠液体,其是通过氨(NH3)和卤代醇或环氧乙烷(C2H4O)(EO)的反应所产生的。然而,EO更广泛地用于商业过程。为了商业上生产乙醇胺,在单步或多步反应室中并在50℃至257℃的温度下,使氨水和环氧乙烷接触。有三种类型的乙醇胺:MEA(H2NCH2CH2OH);二乙醇胺(HN(CH2CH2OH)2),还被称为DEA;以及三乙醇胺(N(CH2CH2OH)3),还被称为TEA。MEA、DEA或TEA的形成取决于氨分子与1、2或3个EO分子反应。上述反应具有平行连续机制,从而使得同时获得三种产物(MEA、DEA和TEA)。在乙醇胺反应中水用作催化剂。

由于在石油化学工业中对TEA的需求,需要存在具有轻微变色可能的无色且透明的TEA,例如由美国公共卫生协会(APHA,American Public Health Association)或加德纳色数(Gardner color number)测量的,其甚至在延长的储存期间内保留这些性能。



技术实现要素:

在各种实施方式中,本文公开了用于由非反应性蒸馏塔来产生三乙醇胺的方法。

一种用于由非反应性蒸馏塔来产生三乙醇胺的方法,包括:在反应器中将包含按重量计30%至40%的氨的氨溶液与环氧乙烷混合以产生得到的产物流,其中所述得到的产物流包含乙醇胺、未反应的氨和水;从得到的产物流除去按重量计30%至50%的未反应的氨以产生汽提的产物流;将汽提的产物流转移到二乙醇胺蒸馏塔的一段(stage)以产生得到的产物流;将在二乙醇胺蒸馏塔中的底流流速(底部流流速,bottom stream flow rate)从高于基础值底流流速的1%调节至4%;将得到的产物流转移到三乙醇胺蒸馏塔的一段以产生三乙醇胺产物流;将三乙醇胺产物流的流速调节至低于基础值流速的10%至20%(调节三乙醇胺产物流的流速低于基础值流速的10%至20%);以及从三乙醇胺蒸馏塔回收三乙醇胺产物流,其中三乙醇胺产物流包含按重量计大于或等于99%的纯度的三乙醇胺和按重量计0.1%至0.6%的二乙醇胺。

下文更具体地描述了这些和其他它特征和特性。

附图说明

下面是附图的简要描述,其中相同的要素被相似地编号,并且其是出于说明本文公开的示例性实施方式的目的,而不是为了限制本发明的目的。

图1是根据一种实施方式的乙醇胺生产过程的示意图。

图2是根据一种实施方式的三乙醇胺塔的ASPENTM模拟。

具体实施方式

本文公开了一种方法,该方法可以提供用于由在非反应性蒸馏装置中的真空蒸馏塔产生按重量计等于或大于80%纯度的,以及例如按重量计等于或大于85%纯净等级,传统上称为“TEA 85”的TEA的改善的过程。可以在宽范围的加工条件下来实施该方法,宽范围的加工条件包括但不限于反应物浓度、反应物的流速、温度、和压力。可以在存在或不存在催化剂的情况下进行上述过程,其中催化剂可以是水。可以在水相或非水相中进行上述过程。通过选择适当的处理条件,可以操作在上述过程中的所期望的输出产物以包括各种比例的MEA、DEA、和TEA。如本文所描述的过程仅是示例性过程并用于说明的目的。根据需要可以使用步骤和组分的其它变化和组合。

参照图1,其示出根据一种实施方式的乙醇胺生产工艺的示意图。过程100可以包括反应器105,其中EO可以与在水溶液中的过量氨和水反应,以形成包括MEA、DEA和TEA的乙醇胺反应产物;氨汽提器107,用于通过蒸馏从反应产物汽提未反应的氨以及用于除去过量氨和一些水;真空干燥塔112,用于从汽提的反应产物蒸发水以产生脱水反应产物;以及胺蒸馏组件,用于将脱水反应产物分离成MEA、DEA和TEA。在一些替代方案中,过程100还可以包括氨吸收器110和氨溶液储存器103,用于回收利用汽提自反应产物的过量氨,其中通过管路111可以将氨溶液储存器103供给到氨吸收器。可以将氨吸收器110和氨溶液储存器103供给到反应器105。在一些替代方案中,过程100还可以包括EO存储器101。在一些替代方案中,氨汽提器107、干燥塔112、和蒸馏或分流塔可以与一个或多个板式塔一起操作。在一些替代方案中,上述一个或多个板式塔可以包括反应区(顶部)和汽提区(底部)。在一些替代方案中,上述塔可以包括多个板或段(阶,stage),例如5-20段。在过程100中使用的反应器105可以是等温反应器、绝热反应器或其它已知的反应器。可以使用由循环水外部冷却的管状反应器。在一些替代方案中,反应器105的长度可以是约2米至约35米,例如2米至35米。在一些替代方案中,反应器105的直径可以是约0.2米至约0.5米,例如0.2米至0.5米。

以下实施例仅仅是用来说明本文公开的系统和方法而不旨在限制其范围。除非另有说明,本文公开的实施例是基于模拟。

实施例1-在TEA塔125中100%的基本案例

参照图2,其示出了根据一种实施方式的用于生产TEA 85按重量计等于或大于99.2%纯度,例如按重量计等于或大于99.4%纯度,例如按重量计等于或大于99.7%纯度,以及例如按重量计等于或大于99.9%纯度(通常称为“TEA 99”)的TEA的TEA塔的ASPENTM模拟。可以开发模拟模型来评估过程100和过程100的组件。可以相对于实际工厂行为来验证上述模型。可以将来自实际工厂行为的数据输入上述模型并可以用来调整上述模型。可以利用AspenTM模拟软件(Aspen PlusTM和Aspen Custom ModelerTM)或其它模拟软件,如Simulation Sciences(SimSci)Pro/IITM,来开发模型。模型可以使用来自沙特阿拉伯(Saudi Arabia)的能够产生约90,000-约110,000吨的乙醇胺/年的工厂的处理条件数据。上述工厂还能够产生约700,000吨的单乙二醇(MEG)/年。在一些替代方案中,可以使用用于乙醇胺生产工艺的Oxiteno工艺流程图(PFD)数据来开发模型。这些模拟可以标记为基本案例。

在一些替代方案中,过程100可以利用与在反应器105之间的中间冷却器串联连接的6段管状反应器105。在一些替代方案中,中间冷却器可以由一束U型管构成,其中上述U型管被保持在约37℃至约70℃的温度下。例如可以将U型管的温度保持在41℃-43℃至60℃-63℃的温度下。在管状反应器105的每个段的出口处,可以将管状反应器105的温度从60℃-63℃冷却到41℃-43℃,其中通过将循环或蒸汽冷却剂用作冷却介质的中间冷却器,可以将其供给到管状反应器105的每个段的进口。在一些替代方案中,冷却剂可以是水。

通过管路104,可以将供给自氨存储器103的氨水引到例如反应器105的第一段。通过管路102,还可以将环氧烯烃如例如来自EO存储器101的EO引到反应器105的第一段。在一些替代方案中,在引入到反应器105的第一段以前,可以合并供给自氨存储器103的氨和供给自EO存储器101的EO。在一些替代方案中,氨水溶液可以包括按重量计30-40%的氨和按重量计50-70%的水。例如氨溶液可以包括按重量计约33-35%的氨,例如按重量计33-35%的氨,和按重量计约62%的水,例如按重量计62%的水。在一些替代方案中,可以将按重量计氨的%保持低于50%以增加MEG的生产。在一些替代方案中,可以将通过过程100所产生的乙醇胺循环回到反应器105以调节所期望的MEA:DEA:TEA比率。在一些替代方案中,可以将,按重量计约1-5%的MEA加入氨水溶液,例如按重量计1-5%的MEA。在一些替代方案中,可以将按重量计约1-5%的DEA加入氨水溶液,例如按重量计1-5%的DEA。例如还可以将按重量计约2.7%的MEA和按重量计约2.2%的DEA加入氨水溶液,例如按重量计2.7%的MEA和按重量计2.2%的DEA。在一些替代方案中,在氨水溶液中的氨可以是新鲜添加的氨、循环的氨、或包括前述中的至少一种的组合。在一些替代方案中,可以将新鲜氨直接供给至反应器105或在过程100中的一些其它点(例如供给至氨汽提器107)。在一些替代方案中,适用于反应的氨可以是无水的或氨和水的溶液。

在一些替代方案中,反应所需要的EO可以均匀分布于反应器105的段。通过管路102,到反应器105的每个段的EO流可以保持为约1500千克/小时(kg/h)至约1800kg/h,例如1500kg/h至1800kg/h。可以将到反应器105的每个段的EO流保持为1714.2kg/h以在反应器105的每个段的出口处产生所期望的EO转化率。在一些替代方案中,对于管路102,到反应器105的每个段的EO流速可以是总EO流速的六分之一,例如总EO流速10,285kg/h的六分之一。EO的流速可以确保,在反应器105的前四段处发生的反应中,可以转化约百分之八十六的EO。在反应器105的第五段处发生的反应中,可以转化约分之九十九,例如99%的EO,以及在反应器105的第六段处发生的反应中,可以转化大于百分之九十九的EO。在一些替代方案中,到反应器105的每个段的EO流速可以取决于乙醇胺的生产率。在反应器105的每个段处的压力可以保持为约15巴表压(barg)至约30巴表压,例如15巴表压至30巴表压。例如在反应器105的每个段处的压力可以保持在约19巴表压至约24巴表压之间,以避免EO和氨的蒸发,例如19巴表压至24巴表压。在反应器105中的反应可以形成反应产物流出物,其可以包括乙醇胺、未反应的/过量的氨、任何其它未反应组分(例如水等)、以及可选的一种或多种反应副产物,如例如MEG。

可以通过高于氨汽提器107(其可以包括约十六个段)的第四段的管路106来引入得到的产物流。管路106的供给速率可以是约58,170kg/h至约58,190kg/h,例如58,170kg/h至58,190kg/h,例如供给速率为58,180Kg/h。氨汽提器107可以从反应产物流出物除去过量或未反应的氨。可以在约1巴表压至约5巴表压,例如1巴表压至5巴表压,以及例如约3.5巴表压至约3.6巴表压,例如3.5巴表压至3.6巴表压的压力下操作氨汽提器107。可以通过管路109,在氨汽提器107的底部提取包括乙醇胺、副产物和剩余水的流,并供给到干燥塔112,其中通过剩余水的蒸发,可以获得乙醇胺的脱水混合物。在氨汽提器107的底部处的温度可以是约150℃至约165℃,例如150℃至165℃,以及例如约158.2℃至约159.6℃,例如158.2℃至159.6℃。上述流可以包括按重量计约35-50%的水,例如按重量计35-50%的水,以及更优选按重量计约40-43%的水,例如按重量计40-43%的水。在一些替代方案中,通过管路108由氨汽提器107的顶部收集的部分流(其可以包括约90-99%,例如按重量计90-99%的水以及可忽略的量的乙醇胺)通过管路201可以回流到在第十六段下方的段处的干燥塔112。例如上述流可以包括按重量计约98.31%的水以及可忽略的量的乙醇胺,例如按重量计98.31%的水。

在一些替代方案中,第二流(其可以包括按重量计约35-45%的氨和按重量计约40-60%的水,例如按重量计35-45%的氨和按重量计40-60%的水,可忽略的量的乙醇胺和MEG,)可以通过管路108由氨汽提器107的顶部收集并输送到氨吸收器110。例如上述流可以包括按重量计约40%的未反应的氨,例如按重量计40%的未反应的氨,按重量计约59%的水,例如按重量计50%的水,可忽略的量的乙醇胺和MEG。可以冷却和冷凝氨汽提器107的塔顶(overhead)蒸汽,并且然后通过管路108供给到氨吸收塔110。可以将新鲜氨补充物供给至氨吸收塔110内,并且两个流可以形成通过管路104到反应器105的部分的氨水进料。氨汽提器107的顶部的温度可以是约130℃至约140℃,例如130℃至140℃,以及例如约133.6℃至约135.2℃,例如133.6℃至135.2℃。

可以以约20,000kg/h至约30,000kg/h,例如20,000kg/h至30,000kg/h,的供给速率,将来自管路109的汽提的所得产物流出物引入至高于干燥塔的第二段的干燥塔112。例如供给速率可以是约24,611kg/h,例如24,611kg/h。可以在干燥塔112的第九段处引入来自管路109的得到的产物流出物。通过剩余水的蒸发,干燥塔112可以除去在汽提的所得产物流出物中仍然存在的任何水。通过管路113水可以作为蒸气离开干燥塔112。在一些替代方案中,可以作为循环水流将蒸汽加入干燥塔112以确保没有MEA、DEA或TEA与蒸汽一起离开干燥塔112。在一些替代方案中,通过管路113从干燥塔112回收的水可以循环用于在氨吸收器110中使用。在一些替代方案中,通过管路113由干燥塔112回收的部分水还可以通过管路114循环用于整个过程100。可以在约260毫巴(mbar)至约280mbar的压力下操作干燥塔112,例如260mbar至280mbar,例如约270mbar至约273mbar,例如270mbar至273mbar。干燥塔112可以包括热交换器和冷凝器。

在MEA塔116的顶部和底部之间的点处,可以通过管路115将来自干燥塔112的包括痕量的水、乙醇胺和副产物的脱水的得到的产物流供给到MEA塔116,通过除去在脱水的得到的产物流中的基本上所有的MEA,以产生DEA得到的产物流。通过管路117,MEA产物可以离开MEA塔116。

可以通过管路118和/或121,将来自MEA塔116的包括痕量的MEA、DEA、TEA和副产物的产生的DEA产物流分别供给到DEA塔119和/或122,以产生TEA产物流,该TEA产物流包括TEA 85、TEA 99和按重量计约10%的DEA至按重量计约15%的DEA,例如按重量计10%至按重量计15%的DEA,以及例如按重量计约15%的DEA和副产物,例如按重量计15%的DEA和副产物。通过管路120,DEA产物可以离开DEA塔119,以及通过管路123,DEA产物可以离开DEA塔122。

可以通过管路124,将TEA产物流供给到例如TEA塔125的第八段。产物流的流速可以是约4000kg/h至约4300kg/h,例如4000kg/h至4300kg/h,例如约4130kg/h,例如4130kg/h。TEA塔125可以包括例如八个段。通过管路129可以将来自TEA塔125的底部的TEA重馏分(TEA heavy end)202供给至例如TEA塔125的第七段。在一些替代方案中,通过管路127可以将TEA重馏分202送至蒸发器128。通过管路130其它产物可以离开蒸发器128。然后通过管路129蒸发器128可以将TEA重馏分202循环回到TEA塔125。在一些替代方案中,TEA重馏分202的流速可以是约150kg/h至约200kg/h,例如150kg/h至200kg/h,以及例如约188.98kg/h,例如188.98kg/h。在一些替代方案中,TEA重馏分202可以含有约150kg/h至约200Kg/h的TEA,例如150kg/h至200kg/h,例如约188.96kg/h,例如188.96kg/h,以及约0.01kg/h至约0.05kg/h的DEA,例如0.01kg/h至0.05kg/h,例如约0.02kg/h的DEA,例如0.02kg/h的DEA。在一些替代方案中,蒸发器128可以减少在TEA重馏分202中的TEA含量并且可能减少产生的TEA重馏分202的量。在一些替代方案中,由TEA塔125的底部到蒸发器128的TEA进料可以是约280kg/h至约3450Kg/h,例如280kg/h至3450kg/h,例如约310kg/h,例如310kg/h。

由TEA塔125的底部到蒸发器128的TEA进料可以包括约0.5kg/h至约5kg/h,例如0.5kg/h至5kg/h,例如约1kg/h的DEA,例如1kg/h的DEA。由TEA塔125的底部到蒸发器128的总TEA进料可以是约285kg/h至约330kg/h,例如285kg/h至330kg/h,例如约311kg/h,例如311kg/h。可以在约1mbar至约7mbar,例如1mbar至7mbar,例如约2.7mbar至约4.4mbar,例如2.7mbar至4.4mbar的压力下操作TEA塔125。可以在约150℃至约200℃,例如150℃至200℃,例如约171.2℃至约181.2℃,例如171.2℃至181.2℃的温度下操作TEA塔125。具有约1000千瓦(kW)至约1600kW,例如1000kW至1600kW,例如约1441kW,例如1441kW的负荷的冷凝器206可以将TEA塔125的顶部段保持在约100℃至约200℃,例如100℃至200℃,例如约168℃至约175℃,例如168℃至175℃,以及例如在约171.4℃,例如171.4℃的温度下。具有约1000kW至约1600kW,例如1000kW至1600kW,例如约1424kW,例如1424kW的负荷的再沸器201可以将TEA塔125的底部段保持在约150℃至约200℃,例如150℃至200℃,例如约181.2℃,例如181.2℃的温度下。可以在约4000kg/h至约5000kg/h,例如4000kg/h至5000kg/h,例如约4400kg/h,例如4400kg/h的回流速率下操作TEA塔125。可以以约200kg/h至约500kg/h,例如200kg/h至500kg/h,例如约311kg/h,例如311kg/h的底部速率来操作TEA塔125。

可以在TEA塔125的第八段210处收集可以包括TEA 99、TEA重馏分202和副产物的流,并且通过管路203供给到再沸器201。TEA重馏分202可以包括TEA以及痕量的DEA、TEA EO和DEA EO。可以蒸馏TEA 99并且通过管路204返回到TEA塔125。通过管路127,富含TEA重馏分202的流可以离开热交换器201,以用于通过蒸发器128和TEA塔125进一步处理。

收集自管路126的TEA 99的流速可以是约3500kg/h至约4500kg/h,例如3500kg/h至4500kg/h,例如约4009kg/h,例如4009kg/h。在一些替代方案中,TEA 99产物流可以包括按重量计约0.1%的DEA至按重量计约0.3%的DEA,例如按重量计0.1%至按重量计0.3%,例如按重量计约0.17%的DEA,例如按重量计0.17%的DEA,以及TEA 99。表1和表2说明这些结果。

实施例2-在TEA塔125处,100%的基本案例处理条件。

进一步模拟实施例1中所描述的乙醇胺的生产以模拟在TEA塔125处添加虚拟流。可以,通过管路124将来自DEA塔122的TEA得到的产物流供给到例如TEA塔125的第八段。TEA得到的产物流的流速可以是约4100kg/h至约4300kg/h,例如4100kg/h至4300kg/h,例如约4209kg/h,例如4209kg/h。通过管路121的DEA塔119的底部流速可以是约8300kg/h至约8550kg/h,例如8300kg/h至8550kg/h,例如约8420Kg/h,例如8420kg/h。

具有约750kW至约1100kW(例如750kW至1100kW),例如约951kW(例如951kW)的负荷的冷凝器206可以将TEA塔125的顶部段保持在约100℃至约200℃(例如100℃至200℃),以及例如在约148.1℃(例如148.1℃)的温度下。具有约750kW至约1100kW(例如750kW至1100kW),以及例如约951kW(例如951kW)的负荷的再沸器201可以将TEA塔125的底部段保持在约150℃至约200℃(例如150℃至200℃),以及例如约177.6℃,例如177.6℃,的温度下。可以使用约200kg/h至约400kg/h(例如200kg/h至400kg/h),以及例如约311kg/h(例如311kg/h)的底部速率来操作TEA塔125。在TEA塔125处,可以通过管路205在接近TEA塔125的顶部的位置收集可以包括DEA和TEA的流,并且可以在热交换器206中冷凝。产生的冷凝物(其可以包括可忽略量的TEA 99)可以通过管路207部分地回流到TEA塔125。在接近例如TEA塔125的第一段209处,可以通过管路211排出作为虚拟流的冷凝物的剩余部分,其可以包括TEA 85,按重量计约10%的DEA至约15%的DEA(例如按重量计10%至15%的DEA),例如按重量计约15%的DEA(例如按重量计15%的DEA)。通过管路211的虚拟流的流速可以是约400kg/h至约800kg/h(例如400kg/h至800kg/h),例如约637kg/h(例如637kg/h)。

可以,在接近例如TEA塔125的第四段处,通过管路126收集回收自TEA塔125的TEA 99产物流。在一些替代方案中,TEA 99产物流可以包括按重量计约0.01%的DEA至按重量计约0.3%的DEA(例如按重量计0.01至0.3%的DEA),以及例如按重量计约0.1%的DEA(例如按重量计0.1%的DEA)。TEA 99产物流还可以包括按重量计约99%的TEA 99至按重量计约100%的TEA 99(例如按重量计99至100%的TEA 99),以及例如按重量计约99.9%的TEA 99(例如按重量计99.9%的TEA 99)。表1和表2说明这些结果。

实施例3-在TEA塔125处110%的基本案例。

进一步模拟实施例1中所描述的乙醇胺的生产以模拟在TEA塔125处增加的处理条件。在TEA塔125处,在基本案例数据的基础上以约5%至约20%(例如5%至20%),以及例如约10%(例如10%)调节处理条件数据。处理条件可以包括但不限于TEA塔125的冷凝器热负荷、再沸器热负荷和底部流速。这种模拟被标记为110%的基本案例。

可以,通过管路124将包括按重量计约10%的DEA至按重量计约15%的DEA(例如按重量计10%至15%的DEA),以及例如按重量计约15%的DEA(例如按重量计15%的DEA)、TEA和副产物的TEA得到的产物流供给到例如TEA塔125的第八段。TEA得到的产物流的流速可以是约3800kg/h至约4200kg/h(例如3800kg/h至4200kg/h),例如约4000kg/h(例如4000kg/h)。通过管路121的DEA塔119的底部流速可以是约9600kg/h至约10,000kg/h(例如9600kg/h至10,000kg/h),例如约9802kg/h(例如9802kg/h)。TEA塔125可以包括例如八个段。可以通过管路129将来自TEA塔125的底部的TEA重馏分202供给至例如TEA塔125的第七段。具有约1000kW至约1600kW(例如1000kW至1600kW),以及例如约1387kW(例如1387kW)的负荷的冷凝器206可以将TEA塔125的顶部段保持在约100℃至约200℃(例如100℃至200℃),以及例如约171.5℃(例如171.5℃)的温度下。具有约1000kW至约1600kW(例如1000kW至1600kW),以及例如约1371kW(例如1371kW)的负荷的再沸器201可以将TEA塔125的底部段保持在约150℃至约200℃(例如150℃至200℃,以及更优选约181.4℃(例如181.4℃),的温度下。可以以约300kg/h至约600kg/h(例如300kg/h至600kg/h),以及例如约499kg/h(例如499kg/h)的底部速率来操作TEA塔125。

可以在TEA塔125的第八段210处收集可以包括痕量的TEA 99、TEA重馏分202和副产物的流,并且通过管路203供给到再沸器201。可以蒸馏TEA 99并通过管路204返回到TEA塔125。通过管路202,TEA重馏分202流可以离开热交换器201,以用于通过蒸发器和TEA塔125的进一步的处理。可以通过管路126例如在TEA塔125的第四段处收集TEA 99产物流。收集自管路126的TEA 99的流速可以是约3500kg/h至约4500kg/h(例如3500kg/h至4500kg/h),以及例如约3690kg/h(例如3690kg/h)。在一些替代方案中,TEA 99产物流可以包括按重量计约0.1%的DEA至按重量计约0.9%的DEA(例如按重量计0.1%至0.9%的DEA),以及例如按重量计约0.6%的DEA(例如按重量计0.6%的DEA),以及TEA 99。

实施例4-在具有虚拟流的TEA塔125处的110%的基本案例

进一步模拟实施例3中所描述的乙醇胺的生产以模拟在TEA塔125处添加虚拟流。在DEA塔122处,处理条件数据在基本案例数据的基础上减小约2%至约4%(例如2%至4%),以及例如约3%(例如3%)。处理条件包括但不限于DEA塔122的底流流速。通过管路124可以将来自DEA塔122的TEA得到的产物流供给到例如TEA塔125的第八段。产物流的流速可以是约4000kg/h至约4200kg/h(例如4000kg/h至4200kg/h),更优选地约4085kg/h(例如4085kg/h)。DEA塔119通过管路121的底部流速可以是约9600kg/h至约10,000kg/h(例如9600kg/h至10,000kg/h),例如约9802kg/h(例如9802kg/h)。具有约750kW至约1100kW(例如750kW至1100kW),以及例如约953kW(例如953kW)的负荷的冷凝器206可以将TEA塔125的顶部段保持在约100℃至约200℃(例如100℃至200℃),以及例如约148.1℃(例如148.1℃)的温度下。具有约750kW至约1100kW(例如750kW至1100kW),以及例如约954kW(例如954kW),的负荷的再沸器201可以将TEA塔125的底部段保持在约150℃至约200℃(例如150℃至200℃),以及例如约177.5℃(例如177.5℃)的温度下。可以以约300kg/h至约600kg/h(例如300kg/h至600kg/h),以及例如约499kg/h(例如499kg/h)的底部速率来操作TEA塔125。在TEA塔125处,在接近TEA塔125的顶部的位置,通过管路205可以收集可以包括DEA和TEA的流,并且可以在热交换器206中冷凝。通过管路207可以将产生的冷凝物(其可以包括可忽略的量的TEA 99)部分地回流到TEA塔125。通过管路211,可以在接近例如TEA塔125的第一板209处排出作为虚拟流的冷凝物的剩余部分,其可以包括TEA 85,按重量计约10%的DEA至约15%的DEA(例如按重量计10%至15%的DEA),例如按重量计约15%的DEA(例如按重量计15%的DEA)。虚拟流可以包括约500kg/h的TEA 85至约600kg/h的TEA 85(例如500kg/h至600kg/h的TEA 85),约90kg/h的DEA至约100kg/h的DEA(例如90kg/h至100kg/h的DEA)。例如虚拟流可以包括约550kg/h的TEA 85和约97kg/h的DEA(例如550kg/h的TEA 85和97kg/h的DEA)。通过管路211的虚拟流的流速可以是约400kg/h至约800kg/h(例如400kg/h至800kg/h),例如约647kg/h(例如647kg/h)。通过管路126,可以在接近例如在TEA塔125的第四段处收集回收自TEA塔125的TEA 99产物流。在一些替代方案中,TEA 99产物流可以包括按重量计约0.01%的DEA至按重量计约0.3%的DEA(例如按重量计0.01%的DEA至按重量计0.3%的DEA),以及例如按重量计约0.1%的DEA(例如按重量计0.1%的DEA)。TEA 99产物流还可以包括按重量计约99%的TEA 99至按重量计约100%的TEA(例如按重量计99%至100%的TEA 99),以及例如按重量计约99.9%的TEA 99(例如按重量计99.9%的TEA)。表1和表2说明这些结果。

表1示出了在TEA塔125处的输出参数。以百分比(%)为单位来测量负载;以摄氏度(℃)为单位来测量顶部温度(顶部温度(Top Temp))和底部温度(底部温度(Bottom Temp)),以毫巴(mbar)为单位来测量压力,以千克/小时(kg/h)为单位来测量底部速率和回流速率,以及以千瓦(kW)为单位来测量冷凝器热负荷和再沸器热负荷。

表2示出了在TEA塔125处模拟案例的TEA产物含量与实际工厂生产率的比较,其中以%为单位来测量负载,以千克/小时(kg/h)为单位来测量生产率,以及全部以重量百分比(Wt%)为单位来测量H20、MEA、DEA、TEA和MEG。

基于上述结果,借助于在TEA塔125处的虚拟流211,通过将DEA塔122通过管路124的底流流速从约20kg/h增加至约200kg/h(例如20kg/h至200kg/h),以及例如约80kg/h(例如80kg/h),以及以约10%至约35%(例如10%至35%),以及例如约15%(例如15%)降低TEA 99产物流的流速,可以生产约5000吨(例如5000吨)的TEA 85/年。增加的DEA流速和降低的TEA 99流速可以导致TEA塔的温度降低约10℃至约50℃(例如10℃至50℃),以及例如约23℃(例如23℃)。降低的温度可以导致三乙醇胺产物具有约0至小于约50(例如0至50),例如约0至约40(例如0至40),例如约0至约30(例如0至30),例如约0至约20(例如0至20),以及例如约0至约10(例如0至10),例如约0至约8(例如0至8),例如约0至约6(例如0至6),例如约0至约4(例如0至4),以及例如约0至约2(0至2)的APHA颜色。

在一些替代方案中,当例如存储TEA产物时,TEA产物的APHA颜色可以以周期性间隔改变。在一些替代方案中,TEA产物的APHA颜色变化可以取决于若干因素,包括但不限于变量的函数,如整体温度、加热线圈温度、硼氢化钠(SBH)、惰性化(利用氮气垫)、罐翻转以及在胺生产过程中的过程变量(在EO中的醛、塔底部的温度、在塔中的空气进气、常用罐温度(day tank temperature))、以及在生产期间和/或以后可以影响TEA颜色的其它常规因素。在一些替代方案中,在以油船加以批量出口的情况下,由于若干因素TEA颜色可以增加。这些因素可以与针对成品罐(rundown tank)的那些因素相同,包括但不限于结构的材料、罐清洁、氧气存在/惰性化、运输期间的TEA温度以及与使用含有胺的成品罐、储存罐或装运容器相关的其它因素。在某些实施方式中,在生产过程完成时,测量APHA颜色。例如APHA颜色可以测量自离开过程流的产物。可替换地,可以在处理后的预定时间,如一小时、一天、一周等测量APHA颜色。用于比较目的,可以在离开过程流以后的标准化时间进行各种产物的测量。增加的DEA流速和降低的TEA 99流速可以导致冷凝器热负荷(Qc)和再沸器热负荷(Qr)减小约15%至约50%(例如15%至50%),以及例如约35%(例如35%)。

本文公开的方法至少包括以下实施方式:

实施方式1:一种用于由非反应性蒸馏塔来产生三乙醇胺的方法,包括:在反应器中混合包含按重量计30%至40%氨的氨溶液与环氧乙烷以产生得到的产物流,其中所述得到的产物流包含乙醇胺、未反应的氨和水;从得到的产物流除去按重量计30%至50%的未反应的氨以产生汽提的产物流;将汽提的产物流转移到二乙醇胺蒸馏塔的段以产生得到的产物流;将在二乙醇胺蒸馏塔处的底流流速从高于基础值底流流速的1%调节到4%;将得到的产物流转移到三乙醇胺蒸馏塔的段以产生三乙醇胺产物流;将三乙醇胺产物流的流速调节至低于基础值流速的10%至20%(将三乙醇胺产物流的流速调节至比基础值流速低10%至20%);以及从三乙醇胺蒸馏塔回收三乙醇胺产物流,其中三乙醇胺产物流包含按重量计大于或等于99%纯度的三乙醇胺和按重量计0.1%至0.6%的二乙醇胺。

实施方式2:实施方法1的方法,其中回收的三乙醇胺产物流是无色的。

实施方式3:实施方法1或实施方式2的方法,其中三乙醇胺产物流具有0至50的APHA色数。

实施方式4:实施方法3的方法,其中三乙醇胺产物流具有0至40的APHA色数。

实施方式5:实施方法4的方法,其中三乙醇胺产物流具有0至30的APHA色数。

实施方式6:实施方法5的方法,其中三乙醇胺产物流具有0至20的APHA色数。

实施方式7:实施方法6的方法,其中三乙醇胺产物流具有0至10的APHA色数。

实施方式8:实施方式1-7中任一实施方式的方法,进一步包括从蒸发器接收TEA重馏分,其中所述TEA重馏分包含三乙醇胺和痕量的二乙醇胺,以及其中将所述TEA重馏分转移到三乙醇胺塔的段。

实施方式9:实施方式1-8中任一实施方式的方法,其中基础值底流流速是3900千克/小时至4300千克/小时。

实施方式10:实施方法9的方法,其中基础值底流流速是4085千克/小时。

实施方式11:实施方式1-10中任一实施方式的方法,其中基础值流速是3000千克/小时至约4000千克/小时。

实施方式12:实施方法11的方法,其中基础值流速是3450千克/小时。

实施方式13:实施方式1-12中任一实施方式的方法,其中对三乙醇胺产物流调节流速以及在二乙醇胺塔处调节底部流速导致了在三乙醇胺塔处的温度降低了15℃至40℃。

实施方式14:实施方法13的方法,其中降低的温度是23.5℃。

实施方式15:实施方式1-14中任一实施方式的方法,其中三乙醇胺蒸馏塔包括选自热虹吸管、再沸器或包括前述中的至少一种的组合热交换器。

实施方式16:实施方式1-15中任一实施方式的方法,其中乙醇胺选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或包括前述中的至少一种的组合。

虽然以上描述针对本发明的优选实施方式,但应该注意的是,对于本领域技术人员来说,其它变化和修改将是显而易见的,并且它们可以在没有偏离本发明的精神或范围的情况下作出。此外,即使前文没有明确说明,连同本发明的一种实施方式一起描述的特征可以连同其它实施方式一起使用。

一般来说,本发明可以替代地包括,组成自或基本上组成自本文公开的任何适当的组分。本发明可以另外或可替换地加以配制以没有,或基本上不含在现有技术的组合物中使用的或否则对于本发明的功能和/或目标的实现不是需要的任何成分、材料、组分、助剂或物质。涉及相同组分或性能的所有范围的端点是包容的和可独立组合的(例如“小于或等于25wt%,或5wt%至20wt%”的范围包括“5wt%至25wt%”的范围的端点和所有中间值等)。除较宽范围之外,较窄范围或更具体的组的公开并不是较宽范围或较大组的放弃权利声明。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。此外,术语“第一”、“第二”等,在本文中不表示任何顺序、数量或重要性,而是用于表示一种要素不同于另一要素。除非本文另有说明或与上下文明显矛盾,术语“一”和“一种”以及“该”在本文中不表示数量的限制,而应被解释为覆盖单数和复数。“或”意味着“和/或”。如在本文中所使用的后缀“(s)”旨在包括它修饰的术语的单数和复数,从而包括该术语的一个或多个(例如膜(s)包括一个或多个膜)。在整个说明书中提到“一种实施方式”、“另一种实施方式”、“一实施方式”等等,意思是连同实施方式一起描述的特定要素(例如特征、结构和/或特性)包括在本文描述的至少一种实施方式中,并且可以存在或可以不存在于其它实施方式中。此外,应当理解的是,在各种实施方式中可以以任何适宜的方式来组合所描述的要素。

连同数量一起使用的修饰语“约”包括规定值并具有由上下文指示的含义(例如包括伴随特定量的测量的误差度)。符号“±10%”意思是,指定的测量可以是从规定值的减10%的量至加10%的量。除非另有说明,在本文中使用的术语“前”、“后”、“底部”、和/或“顶部”仅仅是为了方便描述,而不限于任何一个位置或空间取向。“可选的”或“可选地”意思是,随后描述的事件或情况能够或不能够发生,以及上述的描述包括事件发生的实例和不发生的实例。除非另有定义,本文中使用的技术和科学术语具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的相同的含义。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。

所有引用的专利、专利申请和其它参考文献的全部内容以引用方式结合于本文。然而,如果本申请中的术语与所结合的参考文献中的术语矛盾或冲突,则本申请的术语优先于所结合的参考文献的冲突术语。

虽然已描述了特定实施方式,但申请人或本领域的其他技术人员可以想到是或可以是目前无法预见的替代、修改、变化、改进、和实质等同物。因此,如提交的和如它们可以被修改的所附权利要求旨在涵盖所有这样的替代、修改、变化、改进、和实质等同物。

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