N-甲基乙醇胺和N-甲基二乙醇胺的合成工艺研究 报告人：秦振力
N-甲基二乙醇胺的用途 现有的生产路线 预定实验方案 ASPEN 模拟
N-甲基二乙醇胺的用途 N-甲基二乙醇胺是一种是高效脱硫剂,与其它胺类脱硫剂相比,它具有选择性好、能耗低、投资省、降解性强、腐蚀性小等特点,被广泛应用于天然气和炼厂气的脱硫,油田气和煤气的脱硫净化,克劳斯法硫磺回收原料气的提浓,斯科特法硫回收尾气的处理,低热值气体的脱硫等过程。MDEA也是医药工业制造镇痛剂、杀菌剂的中间体;聚氨酯涂料、乳液的扩链剂及聚氨酯高回弹泡沫的催化剂。另外,MDEA还可以作为杀虫剂、乳化剂、织物助剂的半成品、抗肿瘤药物盐酸氮芥的中间体、胺基甲酸酯涂料的催化剂、纤维助剂等,同时,也是油漆的一种促干剂。
现有的生产路线 甲醛与氰乙醇催化加氢； 甲醛与二乙醇胺反应； 甲醛与二乙醇胺催化加氢； 一甲胺与环氧乙烷反应 。
四种方法的优缺点 四种方法的优缺点：甲醛与氰乙醇混合物在镍催化剂作用下加氢，生成甲二乙醇胺和水。此法因氰乙醇混合物毒性较大，用得较少。甲醛与二乙醇胺在催化剂甲酸的作用下生成MDEA、CO，和水。此法因产品MDEA与过量的原料甲醛分离不干净，造成产品MDEA在应用时因有微量甲醛和甲酸(催化剂)存在而对设备的腐蚀性较大。甲醛与二乙醇胺在催化剂CuO等复合物的作用催化加氢，生成MEDA和水。此法因采用催化加氢，产品质量比第一中方法好。因催化加氢一般均需高温高压，对生产设备要求较高。一甲胺加环氧乙烷生成MDEA，是目前合成MDEA较多采用的技术路线。产品质量较好。
MMA+EO反应原理 反应方程式
分子式 分子量 CAS号 沸点 存在形式 MMA CH3NH2 31.10 74-89-5 -6.8 EO C2H4O 44.05 无色气体，有似氨的气味 EO C2H4O 44.05 75-21-8 10.4 无色有醚刺激性气味的气体 MMEA C3H9NO 75.13 109-83-1 158 氨臭无色或微黄色液体 MDEA C5H13NO2 119.2 105-59-9 247 无色或微黄色 MEDA C7H17NO3 163 277 EG (HOCH2)₂ 62.06 107-21-1 197.3 无色无臭 DEG C4H10O3 106.1 111-46-6 245 无色、无臭、透明
反应特点 EO与MA的反应是一个加成反应,由于EO活性非常活泼,因此反应瞬间即可完成,反应放出大量热,如果热量不能及时取出压力迅速升高,并且局部过热可以引起爆聚的发生 环氧乙烷性质非常活泼，能够和物料中的多种组分发生反应生成副产物。造成产品的不纯，为后面的分离增加了困难。
热力学分析 由图可知在研究温度范围内 ，该反应体系的ΔH 均小于 0，因而 MDEA合成 反应为 放热反应，降低温度，反应向右进行，有利于 MDEA的合成。
热力学分析 由图可知在研究温度范围内 ，△G 也远远小于0，表明在热力学上该反应在研究温度范围内可自发进行。
热力学分析 由图可知在研究温度范围内 ，EO和甲胺合成 MDEA的反应平衡常数均大于1，反应在热力学上能够进行；反应平 衡常数大，则反应在热力学上能够进行到较完全的程度。升高温度，平衡常数降低，不利于反应进行，但提高反应温度可以加快反应速率。
我们准备用反应精馏的方法来制备N-甲基二乙醇胺。这样可以充分利用环氧乙烷与一甲胺反应放出大量的热来分离产品，这样既能达到节能的目的，也可以减少停留时间，防止爆聚的发生，同时还能提高产品的转化率。
我们将会在以下几个方面对N-甲基二乙醇胺合成工艺经行具体的研究： 1.反应压力对合成反应的影响； 2.一甲胺水溶液浓度对反应的影响； 3.温度对反应的影响； 4.一甲胺与环氧乙烷摩尔比对反应的影响； 5.不同进料位置对反应的影响 6.有循环泵和没有循环泵对反应的影响 7.和间歇CSTR反应器比较
合成产物的分离 由塔釜得到产品的混合物，包含： MMA EO MMEA MDEA MEDA EG DEG 水
先经过常压精馏把，MMA,水，分出来 在经过减压精馏，逐次把MMEA, MDEA当作轻组分从塔顶分出。 各组分含量采用气相色谱法分析
防变色处理 在精馏的的时候，添加任何的有机酸或无机酸来调整产品溶液的PH到11-11.8，来防止产品变为灰红色。
ASPEN 模拟 假设 H20 0.009 MMA 0.535 MMEA 0.3 MDEA 0.156 MEDA EG DEG
压力：5MPA 塔内不考虑压降 进料温度：20℃ 塔板数： 8+20 Total flow：0.0186kmol/h Condenser：Total 物性方程：UNIQUAC 回流比：3 进料位置：第23块板
流程图
STREAM TABLE
塔板温度分布情况
谢谢观看