Способ выделения полиэтиленполиаминов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик р11767086 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 230675 (21) 2149525/23-04 с присоединением заявки ¹ (51)М. Кл.

C 07 С 85/26 (23) Приоритет осударственный комитет

СССР оо дедам изобретений и открытий

Опубликовано 3009.80 Бюллетень Мо 36

Дата опубликования описания 30.09.80. (53) УДК 5 47 ° 233 - 0 5 (088. 8) (72) Авторы изобретения

A.М.Тухватуллин, P.Н.3агидуллин, Г.A.Òîëñòèêoâ, В.Г.Владимиров и Ш.Г.Максютов

Стерлитамакское производственное объединение

"Каустик" (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ПОЛИЭТИЛЕНПОЛИАМИНОВ

I фракция. Т.к.

Н О

ЭДА

Пиперазин

И фракция. T.ê.

Н20 + ЭДА

ДЭТА

Пиперазин и ПЭПА

118 С

100 8,9

81,7

9,4

1182,2

47,5

148 С.

48,1

140- 150 С

П1 фракция. Т. к. (100 мм рт.ст.)

ДЭТА

ПЭПА

98Ъ

2,0 °

0,5-0,8

О, 08-0, 3

78-88

5-12 .

Н20

ЭДА

ДЭТА

И-Р -АЭП

Изобретение относится к усовершенствованному способу выделения полиэтиленполиаминов (ПЭПА), например, этилендиамина (ЭДА), пиперазина, диэтилентриамина (ДЭТА), й- †. 5

-аминоэтилпиперазина (АЭП), триэтилентетрамина (ТЭТА) из кубовых остатков производства ЭДА, которые находят применение как промежуточные продукты в различных органических 10 синтезах.

Известен способ выделения полиэтиленполиаминов, представляющих собой смесь линейных, гетероциклических и разветвленных аминов с высокой 15 температурой кипения, содержащих в своем составе амины с высокой температурой застывания, в колонне периодического действия (1 .

С этой целью кубовые остатки ко- 2О лонны после выделения ЭДА, представляющие собой полиэтиленполиамины (ПЭПА) состава: Н20 5-15 вес.Ъ;

ЭДА 5-10 вес.Ъ, пипераэина 5-9 вес.Ъ;

ДЭТА 55-70 вес.Ъ; М- - АЭП 6- 25

8 вес.Ъ; ТЭТА и др. 7-12 вес.Ъ подают в колонну периодического действия для Фракционной перегонки и выделяют всего лишь три Фракции следующего состава, вес.Ъ:

Эти фракции указанного состава по известному способу контролируют ся только химическими методами, а не хроматографическими.

На .основе ГЖХ установлено, что определяемых химическим способом так называемый состав из 98Ъ ДЭТА и 2Ъ ПЭПА фактически представляет собой смесь,Ъ:

767086

Кубовые остатки после выделения

Ш фракции, представляющие собой смесь ПЭПА смешиваются с П фракцией и принимаются за ПЭПА.

Недостатками данного способа является его неэффективность, поскольку по нему можно выделить только два целевых продукта — ЭДА и ДЭТА.

Из-за низкого качества получаемых по этому способу ДЭТА и ПЭПА последние не реализуются. Кроме того, при периодической ректификации снижается производительность установки и ухудшается качество продуктов из-за налегания фракций, из-за размазывания аминов, содержащихся в небольших количествах в сырье по высоте промышленной колонны, становится невозможным получение концентрированных фракций и индивидуальных аминов. Последовательная отгонка фракций в колонне раздельно водЫ, ЭДА, пиперазина, ДЭТА, й- -АЭП через верх колонны вызывает трудность выделения аминов, имеющих высокую температуру застывания, например, пиперазина, который выделяясь через верх колонны, забивает тарелки, дефлегма торы и т.д. Фракции высших полиаминов получают с повышенным содержанием влаги. При длительном пребывании продуктов в кубе колонны происходит разложение их на смолы, чем снижается концентрация кубовых.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса и качества целевых продуктов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выделения полиэтиленполиаминов из кубового остатка производства этилендиамина путем ректификации последнего, полученную после ректификации кубового остатка производства этилендиамина фракцию, содержащую этилендиамин, воду и пиперазин повторно подвергают ректификации и выделяют пиперазин через концентрационную колонну и кристаллизатор-холодильник, и раствор жидких аминов, отделенный от пиперазина, возвращают в исходный кубовый остаток, а другую фракцию полученную после ректификации кубового остатка производства этилендиамина, содержащую диэтилентриамин, триэтилентетрамин, N-jb --аминоэтилпиперазин, также подвергают ректификации и выделяют диэтилентриамин, и,полученную при этом фракцию, содержащую триэтилентетрамин и М-Р -аминоэтилпиперазин подвергают вакуумной перегонке.

Способ осуществляют в непрерывном рЕжиме с использованием системы колонн, что позволяет выделять больше целевых продуктов, чем по известному способу..На чертеже приведена схема установки,осуществляющей предлагаемый способ.

Технология способа состоит в следующем.

Сырье — ПЭПА 1 поступает в головную ректификационную колонну 2. С верха колонны 2 отводятся пары легкокипящих продуктов — этилендиамина, воды и пиперазин 3 в виде дистиллята, который используется в качестве сырья ректификационной колонны 5.

В колонне 5 сверху отгоняется этилендиамин и вода б, а пиперазин отводится в паровой фазе с куба колонны через концентрированную колонну в кристаллизатор-холодильник 9, из которого выводится концентрированный пиперазин. Пиперазин, имеющий высокую температуру застывания, а также воды, выводятся из сырья в на20 чале процесса разделения, тем самым упрощается дальнейшее разделение более тяжелых аминов: ДЭТА, N- Р -АЭП, ТЭТА, ТЭПА и др., содержащихся в кубовой жидкости. Ввиду высокой температуры верха колонны, определяющейся условиями отгонки пиперазина, вода полностью удаляется из сырья, т.е. тяжелые полиамины получаются сухими, отвод пиперазина с куба второй колонны в виде паров повышает концентрацию пиперазина по сравнению с отводом жидкого пиперазина.

В ректификационной колонне 5 в виде дистиллята выводятся пары воды и ЭДА б, а пиперазин в паровой фазе

7 через концентрационную колонну 8 отводится в кристаллизатор-холодильник 9, в который подается вода 10 в случае получения кристаллогидрата пиперазина - гексагидрата пиперазина.

10 Сочетание ректификационного агрегата с кристаллизатором-холодильником дает возможность получать чистый пиперазин при относительно низком содер,жании его в сырье.

При получении. безводного пиперазина вода в кристаллизатор не подается, происходит только перемешивание и охлаждение пиперазиновой фракции. Пульпа состоящая из твердого гексагидрата пиперазина и аминов в растворе 11 направляются на разделение в вакуум-фильтр 12. Товарный пипераэин 13 после вакуумфильтра направляется на расфасовку, 5з. в раствор аминов 15 вместе с тяжелыми аминами 14 с куба колонны 2 через емкость 16 насосом 17 воэвращается в йсходное сырье 1. Фракция полиаминов 4 с куба колонны 2 направ6О ляется в ректификационную колонну

18, работающую под вакуумом. С верха колонны отбирается концентрированный диэтилентриамин ДЭТА 98-99% в паровой 19 или жидкой 20 фазе. С

6$ H aa oHH 18 отводится фракция

767086 г1 N-(5 -аминоэтилпиперазина, триэтилентетрамина и др. В вакуумной колонне 22 происходит разделение фракции с получением N-jb --аминоэтилпиперазина в виде бокового погона 23 в верхней части колонны, а с-куба колонны отводится в паровой фазе триэтилентетрамин — ТЭТА 24, в жидкой фазе— тетраэтиленпентамин — ТЭПА 25.

В таблице приведены сравнительные . данные по испытанию известного и предложенйого способов.

Производительность по сырью, кг/ч

400

200

Концентрация в товарных продуктах, вес.Ъ пиперазина

80

95-98 диэтилентриамина

98-99

30 аминоэтилпиперазина

80 .

Содержание воды в полиаминах

2,0

0,1

Чистота гексагидрата

56,6% Н О и 43,4% пиперазина без каких-либо примесей пиперазина

Удельные капитальные вложения, Ъ

100

35.

50 a

Пример. В ректификационную колонну 2 поступает сырье — полиэтиленполиамины предварительно нагретые до 180-185ОC в количестве 400 л/ч состава, вес.%: Н О 10,2; ЭДА 6,9; пиперазина 8,5, ДЭТА 65,5; N-(5 -АЭП, ТЭТА и др. 8,9. С верха колонны 1 при температуре верха 160 С и темпе2 ратуре куба 202ОС, давлении 0,3 кг/см пары воды, ЭДА и пиперазина 3 в ко- у) личестве 120 л/ч и состава, вес.%:

Н О 35,5 ЭДА 24,2 пиперазина 39,5 и ДЭТА 0,8 поступает в колонну 5.

С верха колонны 5 пары воды, ЭДА и пиперазина в количестве 20 л/ч сос- Я гава, вес.Ъ; Н О 75; ЭДА 22,5, гиперазина 2,5 при температуре равной 100-110 С возвращается на установку получения этилендиамина. Из куба колонны 5 пары воды, ЭДА, пиперазийа и ДЭТА в количестве 100 л/ч при 152-158 С, давлении 0,3 кг/см, состава, вес.%: Н О 3,2, ЭДА 5,5, пиперазина 87,5 и ДЭТА 3,7 поступает в ректификационную колонну 8 ° В колонне 8 сверху легкие фракции Н О

ЭДА, и пиперазин в количестве 8 л/ч, при 135-145ОС состава, вес.Ъ Н О

30,2, ЭДА 40,5 и пиперазина 29,3 направляются в сырьевую емкость сырья—

ПЭПА 1.

С верха колонны 8 отбирается товарный пиперазин в количестве

60 л/ч при температуре верха колонны 145-155 С состава, вес.Ъ: Н20

0 5, ЭДА 1,5, пиперазина 97,3 йли поступает в кристаллизатор 9. На

300 л пиперазина подается 1000 л обессоленной воды и происходит кристаллизация гексагидрата пиперазина при 4-20 С и отправляется на расфасовку в количестве 600 кг/операц.

Гексагидрат состоит из 56,6Ъ Н О и

43,4Ъ пиперазина, примеси линейных аминов отсутствуют. Кубовый остаток ректификационной колонны 8 в количестве 40 л/ч состава, вес.Ъ: Н20

0,4, ЭДА 2,8, пиперазина следы, ДЭТА 91,3, й- Ь -АЭП 5,5 возвращается в сырьевую колонну 2.

Куб колонны 2 в количестве

280 л/ч, состава, вес.Ъ: Н О 0,1, ЭДА 0,3, пиперазина 0,.03, ДЭТА—

83,6, N- p -АЭП 8,3, ТЭТА и др.-7,7 поступает на ректификационную колонну 18.

С верха колонны 18 отбирается товарный диэтилентриамин в количестве

220 л/ч при 150-160оС (350 мм рт.ст). при температуре куба 180-185 С (350 мм рт.ст.), состава, вес.Ъ:

H O 0,1, ЭДА 0,6, пиперазин 0,05, ДЭТА 99,2, й-(5 -АЭП- 0,1.

Куб колонны 18 в количестве

60 л/ч, состава, вес.Ъ: Н О 0,5, ЭДА 0,05, пиперазина следы, ДЭТА

36,4, й-р -АЭП 41 « ТЭТА и др. ?1 8 подается в куб колонны 22.

С верха колонны при 120 С (10 мм рт.ст.) в течение 3 ч в количестве 900 л/операц . фракция N- p—

-амино-этилпиперазина следующего состава, вес.Ъ: Н2О 0,4, ЭДА 0,02, пиперазин следы, ДЭТА 14,8, И- Р-АЭП 80,1, ТЭТА и др. 4,7. II фракция с температурой кипения 120160 С (10 мм рт.ст.) в количестве

460 л/операц. представляет собой триэтилентетрамин состава, вес.Ъ: легкие — Н О, ЭДА, пиперазин 0,8, ДЭТА — 5, 9, N- P -АЭП 1, 6, ТЭТА и другие изомеры 76,7.

Кубовый остаток в количестве

80 л/час/операц. накапливается в

767086

Формула изобретения

Составитель С.Ермишкина

Редактор Е Дорошенко Техред И.Граб Корректор Г.Решетник

Заказ 6970/9 Тираж 495 Подписное

ВНИЙПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 жэмФ. . и й&ж с зфФжв, жу .,:;; -", < ю: д д:рь .

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 специальной емкости и в случае необ ходймостй используется"для выделения более тяжелых аминов или подается на термическое обезвреживание.

Способ выделения полйэтиленполиаминов из кубового остатка производства этилендиамина путем ректификации последнего, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффектив йостй-процесса и качества целевых продуктов, полученную после ректификации кубовогб остатка производства этилендиамина фракцию, содержащую этилейдиамин, воду и пиперазин, повторно подвергают ректификЩИИ и йй) е ля бт пиперазин через концентрационную колонну и кристаллизатор-холодильыик, и раствор жидких аминов, отделенный от пиперазина, возвращают в исходный кубовый остаток, а другую фракцию, полученную после ректификации кубового остатка производства этилендиамина, содержащую диэтилентриамин, триэтилентетрамин, N- P—

-аминоэтилпиперазиы, также подвергают ректификации и выделяют диэтилентриамин, и получают при этом фракцию, содержащую триэтилентетрамин и N- P —-аминоэтиленпиперазин подвергают вакуумной перегонке.

Источники информации, 1

15 принятые во внимание при экспертизе

1. Технологический регламент производства этилендиамина, Стерлитамакский химический завод, 1972.