一種生產異丙醇胺的反應精餾裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及異丙醇胺生產技術領域，尤其是涉及一種生產異丙醇胺的反應精餾裝置及方法。
【背景技術】
[0002]異丙醇胺是一種有附加價值的化學品，有著重要的用途，在醫藥、化工、石油化工等眾多工業中作為最終產品或中間體。異丙醇胺主要是通過環氧丙烷和氨反應生成，反應物通常都是異丙醇胺的三種衍生物的混合物。
[0003]目前國內的生產廠家大多數采用間歇法生產，使用氨水生產工藝，將環氧丙烷通入間歇反應器中，與25%左右的低濃度氨水進行反應，經過間歇反應器反應之后，再通過精餾塔進行提純。采用間歇法生產異丙醇胺，工藝步驟繁瑣，效率低，能耗高，由于氨水濃度和反應溫度均較低(不超過60°C )，因此反應速度慢，相同生產力的反應器體積大，反應后脫氨、脫水的能耗大，生產成本高，生產工藝落后，亟須進行技改。
【發明內容】
[0004]本發明是為了解決現有技術的間歇法生產異丙醇胺工藝步驟繁瑣、效率低、能耗高的問題，提供了一種生產連續性好、能降低生產能耗、減少總投資和操作成本、提高生產效率的生產異丙醇胺的反應精餾裝置。
[0005]本發明還提供了一種工藝步驟簡單，過程穩定可控，生產效率高，能耗低的生產異丙醇胺的方法。
[0006]為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案:
一種生產異丙醇胺的反應精餾裝置，包括反應精餾塔、冷凝器和再沸器，所述反應精餾塔自上而下分為精餾段、反應段和提餾段，反應精餾塔頂部設有進水管及冷凝器進料管，所述冷凝器進料管與冷凝器進口相連，冷凝器出口連接有與精餾段相連的餾出液回流管以及塔頂產品出料管，所述反應段的上部設有氨水進料管，反應段的中部設有環氧丙烷進料管，反應精餾塔塔底通過連通管與再沸器進口相連，所述再沸器頂部分別連接有與反應精餾塔下部相連的再沸出料返回管，所述再沸器底部連接有塔底產品出料管以及與反應精餾塔塔頂相連的再沸物料循環回流管。本發明的生產異丙醇胺的反應精餾裝置，利用氨和環氧丙烷之間的反應非常迅速，而且反應物和產品異丙醇胺的沸點差別很大的特點，使得環氧丙烷和氨在一個反應精餾塔內同時進行反應和提純，結構簡單，能連續生產異丙醇胺，大大降低生產能耗，減少總投資和操作成本。
[0007]—種生產異丙醇胺的方法，在反應精餾塔內，以氨和環氧丙烷為原料，在水作為催化劑的條件下反應生成異丙醇胺產品，具體步驟為:將氨水、環氧丙烷分別經氨水進料管、環氧丙烷進料管投入反應段在催化劑的作用下進行反應，催化劑水經塔頂的進水管進料，經過精餾段進入反應段進行催化；反應后的重組分向下進入提餾段進行提純，反應后的輕組分向上經過精餾段提純之后，經冷凝器進料管進入冷凝器冷凝，冷凝器中的一部分餾出液經餾出液回流管重新回流至反應精餾塔，另一部分餾出液作為產品經塔頂產品出料管排出塔外并收集；塔底物料經連通管進入再沸器進行再加熱，一部分塔底物料作為異丙醇胺混合物經塔底產品出料管排出塔外并收集，另一部分塔底物料經再沸物料循環回流管回流至反應精餾塔塔頂。本發明的生產異丙醇胺的方法在反應精餾塔中實施，對反應精餾塔進行了優化設計，通過餾出液回流進料蒸發吸熱以控制平衡反應放熱，避免因反應劇烈放熱導致的反應溫度上升，從而使得整個反應過程穩定可控，同時可調節合適的回流比以使反應精餾塔保持較高的胺環比，從而減小或者避免副產品的形成，獲得副產品較少的高純度異丙醇胺產品；將一部分塔底物料經再沸物料循環回流管回流至反應精餾塔再次進行提純，其中未反應的一異丙醇胺和塔頂進料的水混合后可作為催化劑，以節省了催化劑水的用量；氨水和環氧丙烷可以設置一個或者多個進料口，但氨水的進料位置必須位于環氧丙烷的進料位置之上，兩者之間距離根據實際生產設定即可；反應精餾塔塔底產物為一異丙醇胺、二異丙醇胺、三異丙醇胺及水的異丙醇胺混合物，丙醇胺混合物中二異丙醇胺的含量為90~99.5% (wt),反應精餾塔塔底產物可送至精餾塔進一步提純或者直接送至用戶。
[0008]作為優選，所述氨水、環氧丙烷按氨與環氧丙烷摩爾比值為0.1-1.1的配比進行投料。
[0009]作為優選，所述氨水、環氧丙烷的進料溫度為30~300°C。
[0010]作為優選，通過控制餾出液回流比以使反應段內氨與環氧丙烷的摩爾比值為1.1-300 ο
[0011]作為優選，所述反應精餾塔塔頂溫度為30~10rc。
[0012]作為優選，所述反應段溫度為101~350°C。
[0013]作為優選，所述反應精餾塔塔底溫度為180~240°C。
[0014]作為優選，所述反應精餾塔的全塔操作壓力為l~100bar。
[0015]作為優選，所述再沸器溫度為290~400°C。
[0016]因此，本發明具有如下有益效果:
(1)設計了一種生產異丙醇胺的反應精餾裝置，利用氨和環氧丙烷之間的反應非常迅速，而且反應物和產品異丙醇胺的沸點差別很大的特點，使得環氧丙烷和氨在一個反應精餾塔內同時進行反應和提純，結構簡單，能連續生產異丙醇胺，大大降低生產能耗，減少總投資和操作成本。
[0017](2)本發明的生產異丙醇胺的方法在反應精餾塔中實施，對反應精餾塔進行了優化設計，通過餾出液回流進料蒸發吸熱以控制平衡反應放熱，避免因反應劇烈放熱導致的反應溫度上升，從而使得整個反應過程穩定可控，同時控制回流比以使反應精餾塔保持高胺環比，從而減小或者避免副產品的形成，獲得副產品較少的高質量異丙醇胺。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明生產異丙醇胺的反應精餾裝置的一種結構示意圖。
[0019]圖中:反應精餾塔1，冷凝器2，再沸器3，精餾段4，反應段5，提餾段6，進水管7，冷凝器進料管8，氨水進料管9，環氧丙烷進料管10，餾出液回流管11，塔頂產品出料管12，連通管13，再沸出料返回管14，塔底產品出料管15，再沸物料循環回流管16。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步的描述。
[0021]實施例1
如圖1所示的一種生產異丙醇胺的反應精餾裝置，反應精餾裝置包括反應精餾塔1、冷凝器2和再沸器3，反應精餾塔自上而下分為精餾段4、反應段5和提餾段6，反應精餾塔頂部設有進水管7及冷凝器進料管8，冷凝器進料管與冷凝器進口相連，冷凝器出口連接有與精餾段相連的餾出液回流管11以及塔頂產品出料管12，反應段的上部設