CN101596394B - 一种甲叉反应与蒸馏过程中尾气循环吸收装置及其吸收方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种甲叉反应和蒸馏过程中尾气循环吸收装置，其包含依次通过管道相连的可分液的吸收罐1、循环泵2、冷凝器3和淋洗塔4。吸收罐中的MEA由管道循环泵2的输送，经冷凝器3降温后吸收了淋洗塔4中的甲醛尾气，进一步反应生成所需的中间体。本发明尾气吸收装置的使用，降低了生产成本，提高了产品纯度，使生产工艺技术更为绿色、环保。

Description

一种甲叉反应与蒸馏过程中尾气循环吸收装置及其吸收方法

技术领域

本发明涉及一种尾气循环吸收装置，具体地说，涉及针对乙草胺生产中尾气的循环吸收装置及其吸收工艺。

背景技术

在乙草胺的甲叉法生产工艺中，多聚甲醛和2-甲基-6-乙基苯胺(MEA)反应首先生成羟甲基衍生物，再经脱水反应生成N-亚甲基-2-甲基-6-乙基苯胺(以下简称甲叉)，用于进一步制备乙草胺。

甲叉的合成路线如下：

甲叉的制备过程应该在甲醛过量的情况下才能反应完全，而过量的多聚甲醛易于升华，一方面易使冷凝装置和管道装置堵塞，对生产造成安全隐患，另一方面也直接影响乙草胺产品的纯度。

目前的甲叉反应生产工艺中，多采用过滤或升华等方法从反应混合物中去除未反应完的多聚甲醛，造成了多聚甲醛的浪费，增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种甲叉反应过程和蒸馏过程中甲醛尾气循环吸收装置，其有效地吸收废水中的甲醛，甲醛被循环吸收和再利用，提高了甲醛的利用率。

本发明的另一目的是提供一种甲叉反应过程和蒸馏过程中甲醛尾气循环吸收方法，其通过MEA对反应生成的废水的萃取，降低了废水中甲醛的含量，避免了甲醛对环境造成的污染。

为了实现本发明目的，本发明的一种甲叉反应和蒸馏过程中甲醛尾气循环吸收装置，其包含依次通过管道相连的可分液的吸收罐，循环泵，冷凝器和淋洗塔，所述淋洗塔还具有一尾气进口。

其中，所述吸收罐为锥形罐体，其还具有一废水出口，在循环吸收操作结束，静置分层，分出反应生成的水和2-甲基-6-乙基苯胺(MEA)吸收液。其不仅用于循环吸收液的贮存，同时兼有分相器的作用。

所述冷凝器用于水、甲醛和MEA的降温，以利于增加甲醛尾气的吸收速率及吸收能力。

本发明的一种甲叉反应过程和蒸馏过程中甲醛尾气循环吸收方法，其包括如下步骤：

1)在负压(-0.08～-0.095MPa)条件下，甲叉合成反应产生的水和蒸出的甲醛通过淋洗塔的尾气进口进入淋洗塔；

2)吸收罐中的2-甲基-6-乙基苯胺(MEA)经管道并通过循环泵输送，通过冷凝器降温后进入淋洗塔，与甲醛和水的混合物混合；

3)混合后进入吸收罐，然后再按照步骤2)循环进行；

4)循环吸收甲醛结束后，吸收罐内物料进行静置分层，水相排出，有机相用于下批的甲叉合成反应。

本发明冷凝器降温后，其温度可控制在20～25℃。

本发明吸收罐内的MEA与待吸收的尾气的物质的量(摩尔)比为15∶1～1∶1。此时MEA的用量可作为下批MEA的投料量。

本发明采用在甲醛尾气循环吸收装置中的淋洗塔，是用低温的MEA淋洗甲醛尾气，使甲醛被MEA吸收而流入含MEA的吸收罐中，从而有效提高了甲醛吸收效率和利用率，减少甲醛尾气对大气的污染；并且在淋洗塔通过MEA对反应产生的废水中甲醛的萃取，降低了废水中甲醛的含量，避免了甲醛对环境造成的污染。

为了保证产品的纯度，降低生产成本，在第一步反应生产羟甲基衍生物时，需要蒸除甲醛。因此，本发明甲叉反应和蒸馏过程中甲醛尾气循环吸收装置通过反复的试验验证，相比以往传统工艺，具有如下显著优点：

1)避免了反应过程中升华的多聚甲醛对冷凝装置和管道的积聚和堵塞，保证了生产安全；

2)反应中在负压条件下，及时除去了反应生成的水，缩短了反应时间，保证了甲叉反应可以较彻底的快速进行；

3)通过循环吸收系统的吸收处理，使过量的多聚甲醛和MEA进一步反应，从而有效提高了甲醛的利用率，大大节约了生产成本，减少了资源的浪费；

4)通过对尾气甲醛的循环吸收和再利用，保障了生产安全，降低了生产成本，提高了产品的纯度

5)通过MEA对反应生成的废水的萃取，降低了废水中甲醛的含量，避免了甲醛对环境造成的污染。

附图说明

图1为本发明甲叉反应过程和蒸馏过程中甲醛尾气循环吸收装置的结构示意图。

图中：

1  吸收罐            11  废水出口

2  循环泵            3   冷凝器

4  吸收塔            41  废气进口

5  MEA计量罐         6   反应釜

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例中，符号kg＝千克，L＝升，mol＝摩尔，℃＝摄氏度，MPa＝兆帕，Pa＝帕。

如图1所示，本发明甲叉反应和蒸馏过程中甲醛尾气循环吸收装置，其包含依次通过管道相连的可分液的吸收罐1，循环泵2，冷凝器3和淋洗塔4。

淋洗塔4还具有一尾气进口41，通入甲叉反应产生的水和过量的甲醛，其通过喷淋方式进入淋洗塔4。

吸收罐1为锥形罐体，其还具有一废水出口11，用于排出废水。

在甲叉反应过程中使用本发明的甲叉反应和蒸馏过程中甲醛尾气循环吸收装置，其具体过程为：向500L的甲叉合成釜6中加入99％的MEA 302kg、99％的阻聚剂7.80kg、93％的多聚甲醛108.7kg和99％的三乙胺1.35kg，开启电动搅拌器后，利用反应釜夹套蒸汽开始缓慢加热，控制反应釜内部温度在70～80℃之间，并在此温度下保温反应，直至物料完全溶解。而后启动尾气吸收装置。首先开启真空泵，调整系统真空度在0.04MPa左右，而后开启与MEA吸收罐1配套的管道循环泵2，使得MEA吸收罐1中的MEA经管道泵2、冷凝器3、吸收塔4和MEA吸收罐1之间循环流动，利用循环流动的MEA(冷凝器降温后MEA的温度一般可控制在20～25℃)吸收蒸馏水和甲醛过程中的甲醛蒸汽。吸收罐内的MEA与待吸收的尾气的物质的量(摩尔)比为4∶1。

当尾气吸收装置运行正常后，缓慢提高真空度并控制在0.080～0.085MPa之间(即为负压-0.080～-0.085MPa)，减压蒸出水；而后再提高真空度至0.090～0.095MPa之间(即为负压-0.090～-0.095MPa)，减压蒸出过量的甲醛。

甲醛蒸馏结束后，先停止真空泵系统，利用氮气破空至常压，而后在关闭MEA循环泵2，停止尾气吸收系统装置的运行。

MEA吸收罐1中物料经过静置分层后，下层水相通过废水出口排往废水处理中心处理，上层有机相，经循环泵2输送至MEA计量罐5中，作为下批的原料使用。

最后开启高真空泵，调整系统的真空度至200Pa，高真空状态下蒸馏得到甲叉324.0kg；甲叉的含量98.4％，收率97.91％。

整个操作过程，系统尾气均有MEA吸收装置处理净化，提高了甲醛的利用效率，降低了甲醛的消耗，同时净化了尾气，减少了甲醛尾气和废水中甲醛对环境的污染。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (4)

1.一种甲叉反应与蒸馏过程中甲醛尾气循环吸收方法，其包括如下步骤：

1)在-0.08～-0.095MPa下，甲叉合成反应产生的水和蒸出的甲醛通过淋洗塔(4)的尾气进口(41)进入淋洗塔(4)；

2)吸收罐(1)中的2-甲基-6-乙基苯胺经管道并通过循环泵(2)输送，通过冷凝器(3)降温后进入淋洗塔(4)，与甲醛和水的混合物混合；

3)混合后进入吸收罐(1)，然后再按照步骤2)循环进行；

4)循环吸收甲醛结束后，吸收罐(1)内物料进行静置分层，水相排出，有机相用于甲叉反应；

所述甲叉反应和蒸馏过程中甲醛尾气循环吸收装置包含依次通过管道相连的可分液的吸收罐(1)、循环泵(2)、冷凝器(3)和淋洗塔(4)，所述淋洗塔(4)还具有一尾气进口(41)，所述吸收罐(1)为锥形罐体，其具有一废水出口(11)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，吸收罐(1)内的2-甲基-6-乙基苯胺物质的量与待吸收的尾气物质的量比为15∶1～1∶1之间。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，吸收罐(1)内的2-甲基-6-乙基苯胺的摩尔数与被吸收的甲醛的摩尔数之比为4∶1。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷凝器降温控制在20～25℃。

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