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CN106458848A - 不存在与纯剪切的dea 99%混合的情况下直接生产tea 85% - Google Patents

不存在与纯剪切的dea 99%混合的情况下直接生产tea 85% Download PDF

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CN106458848A
CN106458848A CN201580028125.8A CN201580028125A CN106458848A CN 106458848 A CN106458848 A CN 106458848A CN 201580028125 A CN201580028125 A CN 201580028125A CN 106458848 A CN106458848 A CN 106458848A
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CN
China
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triethanolamine
tea
weight
product stream
column
Prior art date
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Pending
Application number
CN201580028125.8A
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Inventor
纳伊姆·艾尔哈兹米
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SABIC Global Technologies BV
Original Assignee
SABIC Global Technologies BV
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Abstract

在不与具有纯剪切的DEA 99％的TEA 99产物流共混的情况下，在反应性蒸馏过程中由三乙醇胺蒸馏塔生产具有按重量计85％的纯度的三乙醇胺产物流的系统和方法。期望的三乙醇胺产物流可以包含85％ TEA和15％ DEA，并且可以通过使用三乙醇胺塔中的虚拟流经由(1)增加二乙醇胺塔的底部流流速，和/或(2)减少三乙醇胺塔中的TEA 99产物流生成。可以将二乙醇胺塔处的底部流流速增加80千克每小时，并且可以将三乙醇胺产物流流速降低500千克每小时。该过程可以导致三乙醇胺塔中的温度降低高达23度，其可以改善三乙醇胺产物的颜色特性。

Description

不存在与纯剪切的DEA 99%混合的情况下直接生产TEA 85%
技术领域
本申请涉及用于生产乙醇胺的方法，具体地，涉及在没有与纯度等于或大于按重量计99％的纯剪切(pure cut)二乙醇胺共混的情况下用于生产纯度等于或大于按重量计85％的三乙醇胺的方法。
背景技术
乙醇胺单独地和组合地在化学工业中具有多种用途。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(concreteadmixture)、柔性聚氨酯发泡催化剂、个人护理产品、照相乳剂(photographic emulsion)、溶剂、染料中间体、橡胶促进剂、乳化剂、油墨添加剂、油添加剂、具有压水反应堆的核电厂和发电厂的蒸汽循环中的碱化水、农药和药物中间体，天然气也用作酸性气体吸收溶剂。由于它们的表面活化性质，也可以将乙醇胺用于晶片清洗和光刻胶剥离应用的半导体领域。全球对于乙醇胺的需求正在增加，并至2015年预计将超过1.605百万吨。
乙醇胺是通过氨(NH3)与卤代醇(halohydrin)或环氧乙烷(C2H4O)(EO)反应产生的易燃的、腐蚀的、无色的、粘稠的液体。然而，EO更广泛地用于商业过程。为了商业上生产乙醇胺，在50℃至257℃的温度下在单步或多步反应室中使氨水与环氧乙烷接触。存在三种类型的乙醇胺：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是与1个、2个还是3个EO分子反应。反应具有平行连贯的机制，使得同时得到三种产物(MEA、DEA和TEA)。水用作乙醇胺反应中的催化剂。
由于石油化学工业中对于乙醇胺的需求，所以需要通过成本有效的过程来生产高产率的乙醇胺产物流。
发明内容
在各种实施方式中，本文中公开了用于在非反应性蒸馏塔(蒸馏柱，distillationcolumn)中生产三乙醇胺的系统和方法。
用于由非反应性蒸馏塔生产三乙醇胺的方法，包括：将包含按重量计30％至40％的氨的氨溶液与环氧乙烷在反应器中混合以产生得到的产物流(resultant productstream)，其中，所述得到的产物流包含乙醇胺、未反应的氨和水；从得到的产物流中除去按重量计30％至50％的未反应的氨以产生汽提的产物流(stripped product stream)；转移该汽提的产物流至二乙醇胺蒸馏塔的一段(stage)以产生得到的产物流，其中，所述得到的产物流包含具有等于或大于按重量计85％的纯度的三乙醇胺以及按重量计10％至15％的二乙醇胺；将二乙醇胺蒸馏塔处的底部流流速(bottom stream flow rate)从高于基值底部流流速的1％调节至4％；转移得到的产物流至三乙醇胺蒸馏塔的至少一段以产生三乙醇胺产物流，其中，三乙醇胺产物流包含具有大于或等于按重量计99％的纯度的三乙醇胺以及按重量计0.1％至0.6％的二乙醇胺；将三乙醇胺产物流的流速调节至低于基值流速的10％至20％；并且通过虚拟流(dummy stream)除去一部分得到的产物流以产生三乙醇胺生成物流，其中，所述三乙醇胺生成物流包含具有大于或等于按重量计85％的纯度的三乙醇胺以及按重量计10％至15％的二乙醇胺。
以下更加具体地描述了这些及其他性质和特征。
附图说明
以下是附图的简要说明，其中相同的要素标号相同，并且为了举例说明在本文中公开的示例性实施方式的目的而不是为了限制其的目的将其呈现。
图1是根据一个实施方式的乙醇胺生产过程的示意图。
图2是根据一个实施方式的三乙醇胺塔的ASPEN TM模拟。
具体实施方式
本文中公开的实施方式可以提供用于在非反应性蒸馏装置中由真空蒸馏塔生产具有等于或大于按重量计80％的纯度、且优选具有等于或大于按重量计85％的纯度(通常已知为“TEA 85”)的TEA的改善过程。可以在包括但不限于反应物的浓度、反应物的流速、温度和压力的宽范围的加工条件内实践这种方法。可以在存在或不存在催化剂的情况下进行该过程，其中，催化剂优选地是水。可以在水相或非水相中进行该过程。通过选择适当的加工条件，可以将在该过程中的期望输出产物操作为包含各种比值的MEA、DEA和TEA。本文所描述的过程仅仅是示例性的过程并且用于说明性目的。根据需要可以使用步骤和组件的其他变体和组合。
参照图1，其示出了根据一个实施方式的乙醇胺生产过程的示意图。该过程100可以包括反应器105，其中EO可以与以水溶液的过量的氨和水起反应以形成包含MEA、DEA和TEA的乙醇胺反应产物；氨汽提塔107，通过蒸馏用于从反应产物汽提未反应的氨以及用于除去过量的氨和一些水；真空干燥塔112，用于从汽提的反应产物中蒸发水以生成脱水的反应产物；以及胺蒸馏组件，用于将脱水的反应产物分离为MEA、DEA和TEA。在一些替换实施方式中，过程100也可以包括用于再循环从反应产物汽提的过量的氨的氨吸收器110和氨溶液存储器103，其中，通过管路111可以将氨溶液存储器103进料至氨吸收器。可以将氨吸收器110和氨溶液存储器103进料至反应器105。在一些替换实施方式中，过程100也可以包括EO存储器101。在一些替换实施方式中，利用一个或多个板式塔可以实施氨汽提塔107、干燥塔112和蒸馏或分离器塔。在一些替换实施方式中，一个或多个板式塔可以包括反应区(顶部部分)和汽提区(底部部分)。在一些替换实施方式中，塔可以包括多个板或段，例如，5-20段。用于过程100的反应器105可以是等温反应器、绝热反应器或其他已知的反应器。可以使用通过循环水外部冷却的管式反应器。在一些替换实施方中，反应器105的长度可以是约2米至约35米，例如，2米至35米。在一些替换实施方中，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。
以下实施例仅说明了本文中公开的系统和方法，并不旨在限制其范围。除非另有说明，否则本文中公开的实施例基于模拟。
实施例1–在TEA塔125中100％的基础情况
参照图2，其示出了根据一个实施方式用于生产TEA 85以及具有等于或大于按重量计99.2％的纯度，例如具有等于或大于按重量计99.4％的纯度，例如具有等于或大于按重量计99.7％的纯度，且例如具有等于或大于按重量计99.9％的纯度的TEA(通常已知为“TEA 99”)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。该模型可以针对实际的设备性能(工厂性能，plant behavior)来验证。可以将来自实际的设备性能的数据输入该模型并可以将其用于调整模型。可以使用AspenTM模拟软件(AspenPlusTM和Aspen Custom ModelerTM)或者其他模拟软件，如Simulation Sciences(SimSci)Pro/IITM开发该模型。该模型可以使用来自Saudi Arabia中的设备的加工条件数据，每年能够生产大约90,000–大约110,000吨的乙醇胺。该设备每年也能够生产大约700,000吨的单乙二醇(MEG)。在一些替代实施方式中，可以利用Oxiteno过程流程图(PFD)数据开发用于乙醇胺生产过程的模型。可以将这些模拟标记为基础情况。
在一些替换实施方式中，过程100可以利用与反应器105之间的中间冷却器串联连接的六段管式反应器105。在一些替换实施方式中，中间冷却器可以由保持在大约37℃至大约70℃的温度下的U-管的束组成。例如，U-管的温度可以保持在41℃-43℃至60℃-63℃的温度下。可以将管式反应器105的温度从管式反应器105的各段的出口处的60℃-63℃冷却至41℃-43℃，其中通过使用循环或蒸发冷却剂作为冷却介质的中间冷却器可以将其进料至管式反应器105的各段的入口。在一些替换实施方式中，冷却剂可以是水。
通过管路104，可以将来自氨存储器103的氨水进料引入至例如反应器105的第一段。通过管路102，也可以将环氧烷(如例如，来自EO存储器101的EO)引入至反应器105的第一段。在一些替换实施方式中，在被引入至反应器105的第一段之前，可以将来自氨存储器103的氨进料和来自EO存储器101的EO进料合并。在一些替换实施方式中，氨水溶液可以包含按重量计30-40％的氨和按重量计50-70％的水。例如，氨溶液可以包含按重量计大约33-35％的氨，例如按重量计33-35％的氨，以及按重量计大约62％的水，例如按重量计62％的水。在一些替换实施方式中，氨的按重量计％可以保持低于50％以增加MEG的生产。在一些替换实施方式中，为了调节期望的MEA:DEA:TEA比率，可以将通过过程100生产的乙醇胺再循环返回至反应器105中。在一些替换实施方式中，可以将按重量计大约1-5％的MEA，例如按重量计1-5％的MEA，添加至氨水溶液中。在一些替换实施方式中，可以将按重量计大约1-5％的DEA，例如按重量计1-5％的DEA，添加至氨水溶液中。例如，也可以将按重量计大约2.7％的MEA和按重量计大约2.2％的DEA，例如按重量计2.7％的MEA和按重量计2.2％的DEA，添加至氨水溶液中。在一些替换实施方式中，氨水溶液中的氨可以是新鲜添加的氨、再循环的氨或者包括上述至少一种的组合。在一些替换实施方式中，可以将新鲜的氨直接进料至反应器105中或者至过程100中的一些其他点处(例如，至氨汽提塔107中)。在一些替换实施方式中，适用于反应的氨可以是无水的或是氨和水的溶液。
在一些替换实施方式中，可以将反应所需的EO均匀地分开穿过反应器105的各段。可以将通过管路102至反应器105各段的EO的流量保持在大约1500千克/小时(kg/h)至大约1800kg/h，例如1500kg/h至1800kg/h。可以将至反应器105各段的EO的流量保持在1714.2kg/h以在反应器105的各段的出口处产生期望的EO转化。在一些替换实施方式中，对于管路102，至反应器105的各段的EO流速可以是总EO流速的六分之一，例如10,285kg/h的总EO流速的六分之一。EO的流速可以确保，在发生于反应器105的前四段处的反应中可以转化大约八十六百分数的EO。在发生于反应器105的第五段处的反应中可以转化大约九十九百分数，例如99％的EO，以及在发生于反应器105的第六段处的反应中可以转化大于九十九百分数的EO。在一些替换实施方式中，至反应器105的各段的EO流速可以取决于乙醇胺的生产速率。可以将在反应器105的各段处的压力保持在大约15巴表压(barg)至大约30巴表压，例如，15巴表压至30巴表压。例如，可以将在反应器105的各段处的压力保持在大约19巴表压至大约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，该反应产物流出物可以包含乙醇胺、未反应/过量的氨、任何其他未反应的组分(例如，水等)以及可选地一种或多种反应副产物，如例如，MEG。
通过管路106可以将得到的产物流引入到氨汽提器107的第四段以上，该氨汽提器107可以包括大约十六段。管路106的进料速率可以是大约58,170kg/h至大约58,190kg/h，例如，58,170kg/h至58,190kg/h，例如，以58,180Kg/h的进料速率。氨汽提器107可以从反应产物流出物中除去过量的或未反应的氨。氨汽提器107可以在大约1巴表压至大约5巴表压，例如1巴表压至5巴表压，且例如大约3.5巴表压至大约3.6巴表压，例如3.5巴表压至3.6巴表压的压力下运行。可以通过管路109在氨汽提器107的底部处将包含乙醇胺、副产物和剩余水的流提取，并且进料至干燥塔112，其中通过蒸发剩余水，可以获得乙醇胺的脱水混合物。在氨汽提器107的底部的温度可以是大约150℃至大约165℃，例如150℃至165℃，且例如大约158.2℃至大约159.6℃，例如158.2℃至159.6℃。该流可以包含按重量计大约35-50％的水，例如按重量计35-50％的水，且更优选地按重量计大约40-43％的水，例如按重量计40-43％的水。在一些替换实施方式中，通过管路108收集自氨汽提器107顶部的部分流可以通过管路201被回流至低于第十六段的段处的干燥塔112中，该流可以包含按重量计大约90-99％，例如90-99％的水和可忽略量的乙醇胺。例如，该流可以包含按重量计大约98.31％的水，例如按重量计98.31％的水和可忽略量的乙醇胺。
在一些替换实施方式中，可以通过管路108从氨汽提器107的顶部收集第二流并将其传送至氨吸收器110，该第二流可以包含按重量计大约35-45％的氨和按重量计大约40-60％的水，例如，按重量计35-45％的氨和按重量计40-60％的水，可忽略量的氨乙醇和MEG。例如，该流可以包含按重量计大约40％的未反应的氨，例如按重量计40％的未反应的氨，按重量计大约59％的水，例如按重量计50％的水，可忽略量的氨乙醇和MEG。可以将氨汽提器107的塔顶蒸汽冷却且冷凝，然后通过管路108进料至氨吸收塔110。可以将新鲜的氨组成进料至氨吸收塔110中，并且两种流可以形成部分的氨水进料，通过管路104至反应器105。在氨汽提器107的顶部的温度可以是大约130℃至大约140℃，例如130℃至140℃，且例如大约133.6℃至大约135.2℃，例如133.6℃至135.2℃。
由管路109可以将汽提的得到的产物流出物以大约20,000kg/h至大约30,000kg/h，例如20,000kg/h至30,000kg/h的进料速率引入至干燥塔的第二段以上的干燥塔112。例如，进料速率可以是大约24,611kg/h，例如24,611kg/h。可以在干燥塔112的第九段处由管路109引入得到的产物流出物。通过蒸发剩余的水，干燥塔112可以除去仍存在于汽提的得到的产物流出物中的任何水。水可以作为蒸汽通过管路113离开干燥塔112。在一些替换实施方式中，可以将蒸汽作为再循环的水流添加至干燥塔112以确保没有MEA、DEA或TEA与蒸汽一起离开干燥塔112。在一些替换实施方式中，通过管路113可以将回收自干燥塔112的水再循环用于氨吸收器110。在一些替换实施方式中，通过管路113也可以将回收自干燥塔112的部分水再循环用于通过管路114在整个过程100中使用。干燥塔112可以在大约260毫巴(mbar)至大约280mbar，例如260mbar至280mbar，例如大约270mbar至大约273mbar，例如270mbar至273mbar的压力下运行。干燥塔112可以包括热交换器和冷凝器。
通过管路115在MEA塔116的顶部和底部之间的点处，可以将来自干燥塔112的包含痕量的水、乙醇胺和副产物的脱水的得到的产物流进料至MEA塔116，通过基本上除去在脱水的得到的产物流中的所有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。
分别地，通过管路118和/或121，可以将来自MEA塔116的包含痕量的MEA、DEA、TEA和副产物的得到的DEA产物流进料至DEA塔119和/或122，以产生包含TEA 85、TEA 99和按重量计大约10％的DEA至按重量计大约15％的DEA，例如按重量计10％至按重量计15％的DEA，且例如按重量计大约15％的DEA和副产物，例如按重量计15％的DEA和副产物的TEA产物流。DEA产物可以通过管路120离开DEA塔119，并且DEA产物可以通过管路123离开DEA塔122。
通过管路124，可以将TEA产物流进料至例如TEA塔125的第八段。产物流的流速可以是大约4000kg/h至大约4300kg/h，例如4000kg/h至4300kg/h，例如大约4130kg/h，例如4130kg/h。例如，该TEA塔125可以包括八段。例如，可以通过管路129将来自TEA塔125底部的TEA重馏分(重质馏分，heavy end)202进料至TEA塔125的第七段中。在一些替换实施方式中，通过管路127，可以将TEA重馏分202送至蒸发器128。通过管路130，其他产物可以离开蒸发器128。然后，通过管路129，蒸发器128可以再循环TEA重馏分202返回至TEA塔125。在一些替换实施方式中，TEA重馏分202的流速可以是大约150kg/h至大约200kg/h，例如150kg/r至200kg/h且例如大约188.98kg/h，例如188.98kg/h。在一些替换实施方式中，TEA重馏分202可以包含大约150kg/h至大约200Kg/h的TEA，例如150kg/h至200kg/h、例如大约188.96kg/h、例如188.96kg/h且大约0.01kg/h至大约0.05kg/h的DEA，例如0.01kg/h至0.05kg/h、例如大约0.02kg/h的DEA，例如0.02kg/h的DEA。在一些替换实施方式中，蒸发器128可以减少在TEA重馏分202中的TEA含量并且可以可能地减少产生的TEA重馏分202的量。在一些替换实施方式中，从TEA塔125的底部至蒸发器128的TEA进料可以是大约280kg/h至大约3450Kg/h，例如280kg/h至3450kg/h，例如大约310kg/h，例如310kg/h。
从TEA塔125的底部至蒸发器128的TEA进料可以包含大约0.5kg/h至大约5kg/h，例如0.5kg/h至5kg/h，例如大约1kg/h的DEA，例如1kg/h的DEA。从TEA塔125的底部至蒸发器128的总TEA进料可以是大约285kg/h至大约330kg/h，例如285kg/r至330kg/h，例如大约311kg/h，例如311kg/h。TEA塔125可以在大约1mbar至大约7mbar，例如1mbar至7mbar，例如大约2.7mbar至大约4.4mbar，例如2.7mbar至4.4mbar的压力下运行。TEA塔125可以在大约150℃至大约200℃、例如150℃至200℃、例如大约171.2℃至大约181.2℃、例如171.2℃至181.2℃的温度下运行。具有大约1000千瓦(kW)至大约1600kW，例如1000kW至1600kW，例如大约1441kW，例如1441kW负荷的冷凝器206可以保持TEA塔125的顶部段在大约100℃至大约200℃，例如100℃至200℃，例如大约168℃至大约175℃，例如168℃至175℃，且例如在大约171.4℃，例如171.4℃下的温度下。具有大约1000kW至大约1600kW，例如1000kW至1600kW，例如大约1424kW，例如1424kW负荷的再沸器201可以保持TEA塔125的底部段在大约150℃至大约200℃，例如150℃至200℃，例如大约181.2℃，例如181.2℃的温度下。TEA塔125可以以大约4000kg/h至大约5000kg/h，例如4000kg/h至5000kg/h，例如大约4400 kg/h，例如4400kg/h的回流速率运行。TEA塔125可以以大约200kg/h至大约500kg/h，例如200kg/h至500kg/h，例如大约311kg/h，例如311kg/h的底部速率运行。
可以在TEA塔125的第八段210处收集可以包含TEA 99、TEA重馏分202和副产物的流，并且通过管路203将其进料至再沸器201。在图2中还示出了TEA塔125的第一段209和第八段210之间的段208。例如，段208可以是第二段、第三段、第四段、第五段、第六段或第七段。TEA重馏分可以包含TEA和痕量DEA、TEA EO和DEA EO。可以将TEA 99蒸馏并且通过管路204将其返回至TEA塔125。富含TEA重馏分202的流可以通过管路127离开热交换器201，用于由蒸发器128和TEA塔125进一步处理。
由管路126收集的TEA 99的流速可以是大约3500kg/h至大约4500kg/h，例如3500kg/h至4500kg/h，例如大约4009kg/h，例如4009kg/h。在一些替换实施方式中，TEA 99产物流可以包含按重量计大约0.1％的DEA至按重量计大约0.3％的DEA，例如按重量计0.1％至按重量计0.3％，例如按重量计大约0.17％的DEA，例如按重量计0.17％的DEA，以及TEA 99。表1和表2示出了这些结果。
实施例2–在TEA塔125中100％的基础情况加工条件
将如在实施例1中所描述的乙醇胺的生产进一步建模以模拟在TEA塔125处添加虚拟流。例如，可以通过管路124，将来自DEA塔122的TEA得到的产物流进料至TEA塔125的第八段。TEA得到的产物流的流速可以是大约4100kg/h至大约4300kg/h，例如4100kg/h至4300kg/h，例如大约4209kg/h，例如4209kg/h。通过管路121的DEA塔119的底部流速可以是大约8300kg/h至大约8550kg/h，例如8300kg/h至8550kg/h，例如大约8420Kg/h，例如8420kg/h。
具有大约750kW至大约1100kW(例如，750kW至1100kW)，例如大约951kW(例如，951kW)负荷的冷凝器206可以保持TEA塔125的顶部段在大约100℃至大约200℃(例如，100℃至200℃)，且例如在大约148.1℃(例如，148.1℃)下的温度下。具有大约750kW至大约1100kW(例如，750kW至1100kW)且例如大约951kW(例如，951kW)负荷的再沸器201可以保持TEA塔125的底部段在大约150℃至大约200℃(例如，150℃至200℃)，且例如大约177.6℃，例如177.6℃的温度下。TEA塔125可以以大约200kg/h至大约400kg/h(例如，200kg/h至400kg/h)且例如大约311kg/h(例如，311kg/h)的底部速率运行。在TEA塔125中，可以在接近TEA塔125的顶部通过管路205收集可以包含DEA和TEA的流，并且可以在热交换器206中进行冷凝。可以通过管路207将可以包含可忽略量的TEA 99的得到的冷凝物部分地回流至TEA塔125中。可以将可以包含TEA 85、按重量计大约10％的DEA至大约15％的DEA(例如，按重量计10％至15％的DEA)、例如按重量计大约15％的DEA(例如，按重量计15％的DEA)的剩余的冷凝物通过管路211，例如接近TEA塔125的第一段209处作为虚拟流排出。通过管路211的虚拟流的流速可以是大约400kg/h至大约800kg/h(例如，400kg/h至800kg/h)，例如大约637kg/h(例如，637kg/h)。
可以通过管路126在接近例如TEA塔125的第四段处收集回收自TEA塔125的TEA 99产物流。在一些替换实施方式中，该TEA 99产物流可以包含按重量计大约0.01％的DEA至按重量计大约0.3％的DEA(例如，按重量计0.01至0.3％的DEA)，且例如按重量计大约0.1％的DEA(例如，按重量计0.1％的DEA)。TEA 99产物流也可以包含按重量计大约99％的TEA 99至按重量计大约100％的TEA 99(例如，按重量计99至100％的TEA 99)且例如按重量计大约99.9％的TEA 99(例如，按重量计99.9％的TEA 99)。表1和表2示出了这些结果。
实施例3–在TEA塔125中110％的基础情况
将如在实施例1中所描述的乙醇胺的生产进一步建模以模拟在TEA塔125处增加的加工条件。相对于基础情况数据，以大约5％至大约20％(例如，5％至20％)且例如大约10％(例如，10％)调节TEA塔125处的加工条件数据。加工条件可以包括但不限于，冷凝热负荷、再沸器热负荷和TEA塔125的底部流速。将这种模拟标记为110％的基础情况。
可以将包含按重量计大约10％的DEA至按重量计大约15％的DEA(例如，按重量计10％至15％的DEA)且例如按重量计大约15％的DEA(例如，按重量计15％的DEA)、TEA和副产物的TEA得到的产物流通过管路124进料至例如TEA塔125的第八段。TEA得到的产物流的流速可以是大约3800kg/h至大约4200kg/h(例如，3800kg/h至4200kg/h)，例如大约4000kg/h(例如，4000kg/h)。通过管路121的DEA塔119的底部流速可以是大约9600kg/h至大约10,000kg/h(例如，9600kg/h至10,000kg/h)，例如大约9802kg/h(例如，9802kg/h)。例如，TEA塔125可以包括八段。例如，可以通过管路129将来自TEA塔125底部的TEA重馏分202进料至TEA塔125的第七段中。具有大约1000kW至大约1600kW(例如，1000kW至1600kW)且例如大约1387kW(例如，1387kW)负荷的冷凝器206可以保持TEA塔125的顶部段在大约100℃至大约200℃(例如，100℃至200℃)且例如在大约171.5℃(例如，171.5℃)下的温度下。具有大约1000kW至大约1600kW(例如，1000kW至1600kW)且例如大约1371kW(例如，1371kW)负荷的再沸器201可以保持TEA塔125的底部段在大约150℃至大约200℃(例如，150℃至200℃且更优选地，大约181.4℃(例如，181.4℃)的温度下。TEA塔125可以以大约300kg/h至大约600kg/h(例如，300kg/h至600kg/h)且例如大约499kg/h(例如，499kg/h)的底部速率运行。
可以在TEA塔125的第八段210处收集可以包含痕量TEA 99、TEA重馏分202和副产物的流，并且通过管路203将其进料至再沸器201。可以将TEA 99蒸馏并且通过管路204将其返回至TEA塔125。可以通过管路202使TEA重馏分202流离开热交换器201，用于由蒸发器和TEA塔125进一步处理。例如，在TEA塔125的第四段处通过管路126可以收集TEA 99产物流。由管路126收集的TEA 99的流速可以是大约3500kg/h至大约4500kg/h(例如，3500kg/h至4500kg/h)，且例如大约3690kg/h (例如，3690kg/h)。在一些替换实施方式中，TEA 99产物流可以包含按重量计大约0.1％的DEA至按重量计大约0.9％的DEA(例如，按重量计0.1％至0.9％的DEA)且例如按重量计大约0.6％的DEA(例如，按重量计0.6％的DEA)，以及TEA 99。
实施例4–在含有虚拟流的TEA塔125中110％的基础情况
将如在实施例3中所描述的乙醇胺的生产进一步建模以模拟在TEA塔125处添加虚拟流。相对于基础情况数据，DEA塔122中的加工条件数据降低了大约2％至大约4％(例如，2％至4％)，且例如大约3％(例如，3％)。加工条件包括但不限于，DEA塔122的底部流流速。例如，可以通过管路124将来自DEA塔122的TEA得到的产物流进料至TEA塔125的第八段。产物流的流速可以是大约4000kg/h至大约4200kg/h(例如，4000kg/h至4200kg/h)，更优选地大约4085kg/h(例如，4085kg/h)。通过管路121的DEA塔119的底部流速可以是大约9600kg/h至大约10,000kg/h(例如，9600kg/h至10,000kg/h)，例如大约9802kg/h(例如，9802kg/h)。具有大约750kW至大约1100kW(例如，750kW至1100kW)且例如大约953kW(例如，953kW)负荷的冷凝器206可以保持TEA塔125的顶部段在大约100℃至大约200℃(例如，100℃至200℃)，且例如在大约148.1℃(例如，148.1℃)下的温度下。具有大约750kW至大约1100kW(例如，750kW至1100kW)且例如大约954kW(例如，954kW)负荷的再沸器201可以保持TEA塔125的底部段在大约150℃至大约200℃(例如，150℃至200℃)且例如大约177.5℃(例如，177.5℃)的温度下。TEA塔125可以以大约300kg/h至大约600kg/h(例如，300kg/h至600kg/h)且例如大约499kg/h(例如，499kg/h)的底部速率运行。在TEA塔125中，可以在接近TEA塔125的顶部处通过管路205收集可以包含DEA和TEA的流，并且可以在热交换器206中进行冷凝。可以通过管路207将可以包含可忽略量的TEA 99的得到的冷凝物部分地回流至TEA塔125中。可以将可以包含TEA 85、按重量计大约10％的DEA至大约15％的DEA(例如，按重量计10％至15％的DEA)、例如按重量计大约15％的DEA(例如，按重量计15％的DEA)的剩余的冷凝物通过管路211，例如在接近TEA塔125的第一板209处作为虚拟流排出。虚拟流可以包含大约500kg/h的TEA 85至大约600kg/h的TEA 85(例如，500kg/h至600kg/h的TEA 85)，大约90kg/h的DEA至大约100kg/h的DEA(例如，90kg/h至100kg/h的DEA)。例如，虚拟流可以包含大约550kg/h的TEA 85以及大约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大约400kg/h至大约800kg/h(例如，400kg/h至800kg/h)，例如大约647kg/h(例如，647kg/h)。例如，可以在接近TEA塔125的第四段处通过管路126收集由TEA塔125回收的TEA 99产物流。在一些替换实施方式中，TEA 99产物流可以包含按重量计大约0.01％的DEA至按重量计大约0.3％的DEA(例如，按重量计0.01％的DEA至按重量计0.3％的DEA)，且例如按重量计大约0.1％的DEA(例如，按重量计0.1％的DEA)。TEA 99产物流也可以包含按重量计大约99％的TEA 99至按重量计大约100％的TEA(例如，按重量计99％至100％的TEA 99)，且例如按重量计大约99.9％的TEA 99(例如，按重量计99.9％的TEA)。表1和表2示出了这些结果。
表1示出了TEA塔125中的输出参数。负荷以百分数(％)测量；顶部温度(顶温)和底部温度(底温)以摄氏度(℃)测量，压力以毫巴(mbar)测量，底部速率和回流速率以千克每小时(kg/h)测量，以及冷凝器热负荷和再沸器热负荷以千瓦(kW)测量。
表2示出了TEA塔125中对于模拟情况和对于实际设备生产速率的TEA产物含量的比较，其中负荷以％测量，生产以千克每小时(kg/h)计，H20、MEA、DEA、TEA和MEG全都以重量百分数(Wt％)测量。
基于以上结果，通过经由管路124将DEA塔122的底部流流速从大约20kg/h增加至大约200kg/h(例如，20kg/h至200kg/h)且例如大约80kg/h(例如，80kg/h)，并且将TEA 99产物流的流速减小大约10％至大约35％(例如，10％至35％)且例如大约15％(例如，15％)，由在TEA塔125处的虚拟流211可以生产每年大约5000吨(例如，5000吨)的TEA 85。增加的DEA流速和减小的TEA 99流速可以导致TEA塔的温度降低大约10℃至大约50℃(例如，10℃至50℃)且例如大约23℃(例如，23℃)。降低的温度可以产生具有大约0至小于大约50(例如，0至50)，例如大约0至大约40(例如，0至40)，例如大约0至大约30(例如，0到30)，例如大约0至大约20(例如，0到20)且例如大约0至大约10(例如，0到10)的APHA颜色的三乙醇胺产物。增加的DEA流速和减小的TEA 99流速可以导致冷凝器热负荷(Qc)和再沸器热负荷(Qr)降低大约15％至大约50％(例如，15％至50％)且例如大约35％(例如，35％)。
在本文中公开的系统和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生产三乙醇胺的方法，包括：将包含按重量计30％至40％的氨的氨溶液与环氧乙烷在反应器中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；从得到的产物流中除去按重量计30％至50％的未反应的氨以产生汽提的产物流；转移该汽提的产物流至二乙醇胺蒸馏塔的一段以产生得到的产物流，其中，所述得到的产物流包含具有等于或大于按重量计85％的纯度的三乙醇胺以及按重量计10％至15％的二乙醇胺；将二乙醇胺蒸馏塔中的底部流流速从高于基值底部流流速的1％调节至4％；转移得到的产物流至三乙醇胺蒸馏塔的至少一段以产生三乙醇胺产物流，其中，三乙醇胺产物流包含具有大于或等于按重量计99％的纯度的三乙醇胺以及按重量计0.1％至0.6％的二乙醇胺；将三乙醇胺产物流的流速调节至低于基值流速的10％至20％；并且通过虚拟流除去一部分得到的产物流以产生三乙醇胺生成物流，其中，所述三乙醇胺生成物流包含具有大于或等于按重量计85％的纯度的三乙醇胺以及按重量计10％至15％的二乙醇胺。
实施方式2：根据实施方式1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以及0.01千克每小时至0.05千克每小时的二乙醇胺，并且其中，将所述TEA重馏分转移至三乙醇胺塔的段。
实施方式3：根据实施方式1或实施方式2的方法，其中，基值底部流流速是3900千克每小时至大约4300千克每小时。
实施方式4：根据实施方式3的方法，其中，基值底部流流速是4085千克每小时。
实施方式5：根据实施方式1-4中任一项的方法，其中，基值流速是3000千克每小时至4000千克每小时。
实施方式6：根据实施方式5的方法，其中，基值流速是3450千克每小时。
实施方式7：根据实施方式1-6中任一项的方法，其中，三乙醇胺产物流的调节的流速以及二乙醇胺塔处的调节的底部流速导致三乙醇胺塔中的温度降低15℃至大约40℃。
实施方式8：根据实施方式7的方法，其中，降低的温度是23.5℃。
实施方式9：根据实施方式1-8中任一项的方法，其中，三乙醇胺蒸馏塔包括选自热虹吸管、再沸器或包括上述至少一种的组合的热交换器。
实施方式10：根据实施方式1-9中任一项的方法，其中，乙醇胺选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或包括上述至少一种的组合。
实施方式11：根据实施方式1-10中任一项的方法，其中，虚拟流包含具有大于或等于80％的纯度的三乙醇胺以及按重量计10％至15％的二乙醇胺。
实施方式12：根据实施方式11的方法，其中，虚拟流包含具有大于或等于85％的纯度的三乙醇胺以及按重量计15％的二乙醇胺。
实施方式13：根据实施方式1-12中任一项的方法，其中，虚拟流的流速是300千克每小时至800千克每小时。
实施方式14：根据实施方式13的方法，其中，虚拟流的流速是625千克每小时。
实施方式15：根据实施方式1-14中任一项的方法，其中，虚拟流在147℃至149℃的温度下离开三乙醇胺蒸馏塔。
实施方式16：根据实施方式15的方法，其中，虚拟流在148.1℃的温度下离开三乙醇胺蒸馏塔。
实施方式17：根据实施方式1-16中任一项的方法，其中，虚拟流在2毫巴至4毫巴的压力下离开三乙醇胺蒸馏塔。
实施方式18：根据实施方式17的方法，其中，虚拟流在3毫巴的压力下离开三乙醇胺蒸馏塔。
尽管上述描述涉及本发明的优选实施方式，但应注意，其他的变体和修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且可以在不背离本发明的精神或范围的情况下进行。此外，结合本发明的一个实施方式描述的特征可以与其他实施方式结合使用，即使以上没有明确说明。
通常，本发明可以可替代地包括在本文中公开的任何合适的组分，由其组成，或基本上由其组成。可以另外地或可替代地将本发明配制成全无或基本上不含现有技术组合物中所用的任何组分、材料、成分、佐剂或物质，或者另外不是实现本发明的功能和/或目的所必需的那些。涉及相同组分或性质的所有范围的端点是包括在内的并且可独立地组合(例如，“小于或等于25wt％或5wt％至20wt％”的范围包括端点以及“5wt％至25wt％”的范围的所有中间值等)。除了较宽范围之外的较窄范围或更具体组的公开并不表示对较宽范围或较大组的放弃。“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，而是用于表示来自另一个的一个要素。除非在本文中另有说明或与上下文明显矛盾，否则本文中的术语“一个”和“一种”以及“该”不表示数量的限制，并且被解释为涵盖单数和复数两者。“或”表示“和/或”。如本文所使用的后缀“(s)”旨在包括其修饰的术语的单数和复数两者，从而包括该术语中的一个或多个(例如，膜(s)包括一个或多个膜)。贯穿整个说明书对“一个实施方式”、“另一实施方式”、“一种实施方式”等的引用是指结合实施方式所描述的具体要素(例如，特性、结构和/或特征)被包含在本文描述的至少一个实施方式中，并且可以或可以不存在于其他实施方式中。此外，应理解，所描述的要素可以以任何合适的方式结合于各种实施方式中。
结合数量使用的修饰语“约”包括所述值，并且具有上下文所指定的含义(例如，包括与特定量的测量相关联的误差程度)。符号“±10％”是指指定的测量可以是从所述值减去10％的量至所述值加上10％的量。除非另有说明，否则本文中使用的术语“前”、“后”、“底”和/或“顶”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”是指随后描述的事件或情况可以发生或可以不发生，并且该描述包括事件发生的情况和事件不发生的情况。除非另有定义，本文使用的技术和科学术语具有与本发明所属的领域中的技术人员通常理解的相同含义。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。
将所有引用的专利、专利申请和其他参考文献通过引证以其全部内容并入本文。然而，如果本申请中的术语与所并入的参考文献中的术语矛盾或冲突，则来自本申请的术语优先于来自所并入的参考文献的冲突术语。
尽管已经描述了特定实施方式，但是申请人或本领域的其他技术人员可能想到当前不可预见或可能是当前不可预见的替代、修改、变体、改进和实质等价物。因此，所提交的以及可能被修改的所附权利要求旨在涵盖所有这样的替代、修改、变体、改进和实质等价物。

Claims (18)

1.一种用于由非反应性蒸馏塔生产三乙醇胺的方法，包括：
将包含按重量计30％至40％的氨的氨溶液与环氧乙烷在反应器中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；
从所述得到的产物流除去按重量计30％至50％的所述未反应的氨以产生汽提的产物流；
将所述汽提的产物流转移至二乙醇胺蒸馏塔的一段以产生得到的产物流，其中，所述得到的产物流包含具有等于或大于按重量计85％的纯度的三乙醇胺以及按重量计10％至15％的二乙醇胺；
将所述二乙醇胺蒸馏塔处的底部流流速从高于基值底部流流速的1％调节至4％；
将所述得到的产物流转移至三乙醇胺蒸馏塔的至少一段以产生三乙醇胺产物流，其中，所述三乙醇胺产物流包含具有大于或等于按重量计99％的纯度的三乙醇胺以及按重量计0.1％至0.6％的二乙醇胺；
将所述三乙醇胺产物流的流速调节至低于基值流速的10％至20％；以及
通过虚拟流除去一部分所述得到的产物流以产生三乙醇胺生成物流，其中，所述三乙醇胺生成物流包含具有大于或等于按重量计85％的纯度的三乙醇胺以及按重量计10％至15％的二乙醇胺。
2.根据权利要求1所述的方法，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以及0.01千克每小时至0.05千克每小时的二乙醇胺，并且其中，将所述TEA重馏分转移至三乙醇胺塔的所述段。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述基值底部流流速是3900千克每小时至大约4300千克每小时。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述基值底部流流速是4085千克每小时。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，基值流速是3000千克每小时至4000千克每小时。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，基值流速是3450千克每小时。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，对于所述三乙醇胺产物流调节的流速以及在二乙醇胺塔处的调节的底部流速导致了在三乙醇胺塔处的温度降低15℃至大约40℃。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，降低的所述温度是23.5℃。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中，所述三乙醇胺蒸馏塔包括选自热虹吸管、再沸器或包括上述中的至少一种的组合的热交换器。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，所述乙醇胺选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或包括上述中的至少一种的组合。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中，所述虚拟流包含具有大于或等于80％的纯度的三乙醇胺以及按重量计10％至15％的二乙醇胺。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述虚拟流包含具有大于或等于85％的纯度的三乙醇胺以及按重量计15％的二乙醇胺。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法，其中，所述虚拟流的流速是300千克每小时至800千克每小时。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述虚拟流的流速是625千克每小时。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的方法，其中，所述虚拟流在147℃至149℃的温度下离开所述三乙醇胺蒸馏塔。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述虚拟流在148.1℃的温度下离开所述三乙醇胺蒸馏塔。
17.根据权利要求1-16中任一项所述的方法，其中，所述虚拟流在2毫巴至4毫巴的压力下离开所述三乙醇胺蒸馏塔。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述虚拟流在3毫巴的压力下离开所述三乙醇胺蒸馏塔。
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