Способ выделения полиэтиленполиаминов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(23 Приоритет осударственный комитет СССР оо дедам изобретений и открытий(72 Авторы изобретения А.М.Тухватуллин, Р.Н.Загидуллин, Г.А.Толстиков, В.Г.Владимиров и Ш.Г.Максютов Стерлитамакское производственное объединение "Каустик"(54 ) СПОСОБ ЕНИЯ ПОЛИЭТИЛЕНПОЛИАМИНОВ 1 фракция. Т Оакция. Т.крт.ст )ЭТАЭПА 5 вауютп с н чтоомЭТАяет опретаки 2 Ъсобо 5-0,88-0, 38-885-12. Изобретение относится к усовершенствованному способу выделения полиэтиленполиаминов (ПЭПА), например, этилендиамина (ЭДА), пиперазина, диэтилентриамина (ДЭТА), й-- . -аминоэтилпиперазина (АЭП), триэтилентетрамина (ТЭТА) из кубовых остатков производства ЭДА, которые находят применение как промежуточные продукты в различных органических синтезах.Известен способ выделения полиэтиленполиаминов, представляющих собой смесь линейных, гетероциклических и разветвленных аминов с высокой температурой кипения, содержащих в своем составе амины с высокой температурой застывания, в колонне периодического действия 1 .С этой целью кубовые остатки колонны послевыделения ЭДА, представляющие собой полиэтиленполиамины (ПЭПА) состава: НгО 5-15 вес.Ъ; ЭДА 5-10 вес.Ъ, пипераэина 5-9 вес.Ъ ДЭТА 55-70 вес.Ъ; М- - АЭП 6- 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: и Фракции указанного сосвестному способу контроллько химическими методамиоматографическими. основе ГЖХ установлено,еляемых химическим способазываемый состав из 98 Ъ ДПЭПА Фактически представлсмесь,Ъ:НгоЭДА 0,0ДЭТА 7Н-Р -АЭПКубовые остатки после выделения 111 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, М- -АЭП через верх колонны вызывает трудность выделения аминов, имеющих высокую температуру застывания, например, пипера- зина, 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 исходныйкубовый остаток, а другую фракцию полученную после ректификации кубового остатка производства этилендиамина, содержащую диэтилентриамин, триэтилентетрамин, М--аминоэтилпиперазин, также подвергают ректификации и выделяют диэтилентриамин,и,полученную при этом Фракцию, содержащую триэтилентетрамин и М-Ь -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 предлагаемыйспособ.Технология способа состоит в следующем.Сырье - ПЭПА 1 поступает в головную ректификационную колонну 2. Сверха колонны 2 отводятся пары легкокипящих продуктов - этилендиамина,воды и пиперазин 3 в виде дистиллята, который используется в качествесырья ректификационной колонны 5.В колонне 5 сверху отгоняется этилендиамин и вода б, а пиперазин отводится в паровой Фазе с куба колонны через концентрированную колоннув кристаллизатор-холодильник 9, изкоторого выводится концентрированный пиперазин. Пиперазин, имеющийвысокую температуру застывания, атакже воды, выводятся из сырья в на чале процесса разделения, тем самымупрощается дальнейшее разделениеболее тяжелых аминов: ДЭТА, М- Р -АЭП,ТЭТА, ТЭПА и др., содержащихся вкубовой жидкости. Ввиду высокой температуры верха колонны, определяющейся условиями отгонки пиперазина, вода полностью удаляется из сырья,т.е, тяжелые полиамины получаютсясухими, отвод пиперазина с куба второй колонны в виде паров повышаетконцентрацию пиперазина по сравнениюс отводом жидкого пиперазина.В ректификационной колонне 5 ввиде дистиллята выводятся пары водыи ЭДА б, а пиперазин в паровой фазе7 через концентрационную колонну 8отводится в кристаллизатор-холодильник 9, в который подается вода 10 вслучае получения кристаллогидратапиперазина - гексагидрата пиперазина.40 Сочетание ректификационного агрегатас 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 пиперазиновойфракции. Пульпа, состоящая из твердого гексагидрата пиперазина и аминов в растворе 11 направляются наразделение в вакуум-фильтр 12. Товарный пипераэин 13 после вакуумфильтра направляется на расфасовку, 5 з. в раствор аминов 15 вместе с тяжелыми аминами 14 с куба колонны 2через емкость 16 насосом 17 возвращается в йсходное сырье 1. Фракция полиаминов 4 с куба колонны 2 направщ ляется в ректификационную колонну18, работающую под вакуумом. С верхаколонны отбирается концентрированный диэтилентриамин ДЭТА 98-99в паровой 19 или жидкой 20 фазе. С . у низа колонны 18 отводится фракцияПроизводительность по сырью, кг/ч 00 Концентрацив товарныхпродуктах,вес. 2 5 перазин нтри иэтамин 8-99 ил- ина аминоэ пипера 0 е л ержды в нах в а 2,Ч стотагидрат к с 56,6 НОи 43,4 пиперазина бекаких-либопримесей н ипе 45 Удельные капитальныевложения,П р и м е р. В ректификационную колонну 2 поступает сырье - полиэти ленполиамины предварительно нагреты до 180-185 ОС в количестве 400 л/ч состава, вес.: НО 10,2; ЭДА 6,9; пиперазина 8,5, ДЭТА 65,5; й- -АЭП ТЭТА и др. 8,9. С верха колонны 1 при температуре верха 160 С и темпе ратуре куба 202 ОС, давлении 0,3 кг/ пары водя, ЭДА и пиперазина 3 в количестве 120 л/ч и состава, вес.: НО 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 сосе м0 21 й--аминоэтилпиперазина, триэтилентетрамина и др. В вакуумной колонне 22 происходит разделение фракции с получением й--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.С верха колонны 18 отбирается товарный диэтилентриамин в количестве 220 л/ч при 150-160 оС 350 мм рт.ст) при температуре куба 180-185 оС 350 мм рт.ст., состава, вес.: НоО 0,1, ЭДА 0,6, пиперазин 0,05, ДЭТА 99,2, й-АЭП,1.Куб колонны 18 в количестве 60 л/ч, состава, вес.: НО 0,5, ЭДА 0,05, пиперазина следы, ДЭТА 36,4, й-АЭП 41,3, ТЭТА и др. 21,8 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 й - -амино-этилпиперазина следующего с тава, вес.: Н 2 О 0,4, ЭДА 0,02, пиперазин следы, ДЭТА 14,8, й- - -АЭП 80,1, ТЭТА и др. 4,7. 11 фракция с температурой кипения 120- 160 С (10 мм рт.ст.) в количестве 460 л/операц. представляет собой триэтилентетрамин состава, вес.: легкие - Н 10, ЭДА, пиперазин 0,8, ДЭТА - 5,9, й-Ь -АЭП 1,6, ТЭТА и другие изомеры 76,7.Кубовый остаток в количестве 80 л/час/операц. накапливается в осгава, вес.; Н 20 75; ЭДА 22,5, гилеразина 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.: НО 3,2, ЭДА 5,5, пиперазина 87,5 и ДЭТА 3,7 поступает в ректификационную колонну 8В колонне 8 сверху легкие фракции НО ЭДА, и пиперазин в количестве 8 л/ч, при 135-145 ОС состава, вес. Н 20 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.: Н О 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 56,6 Н 20 и 43,4 пиперазина, примеси линейных аминов отсутствуют. Кубовый остаток ректификационной колонны 8 в количестве 40 л/ч состава, вес.: Н 20 0,4, ЭДА 2,8, пиперазина след, ДЭТА 91,3, й-АЭП 5,5 возвращается в сырьевую колонну 2.Куб колонны 2 в количестве 280 л/ч, состава, вес.: Н,О 0,1, ЭДА 0,3, пиперазина 0,.03, ДЭТА - 83,6, й-АЭП 8,3, ТЭТА и др.-7,7 поступает на ректификационную колонну 18.ешетник 4 ЖВ Заказ 6970/9 ВНИЙПИ Го по дела 113035, МосквТираж 49ударственногом изобретений иа, Ж, Раушскисв н Подпомитета СССРоткрытийя наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная специальной емкости и в случае необ" ходймоСтй используется"для выделения более тяжелых аминов или подается на термическое обезвреживание. Способ выделения полиэтиленполиаминов из кубового остатка производства этилендиамина путем ректификации последнего, о т л й ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффектив" йостипроцесса и качества целевых продуктов, полученную после ректификации кубовогб остатка производства этилендиамина фракцию, содержащую этилейдиамин; воду и пиперазин, повторно подвергают ректификЩИИйИФе лябт"пиперазин через концентрационную колонну и кристаллизатор-холодильыик, и раствор жидких аминов,отделенный от пиперазина, возвращаютв исходный кубовый остаток, а другуюфракцию, полученную после ректификации кубового остатка производстваэтилендиамина, содержащую диэтилентриамин, триэтилентетрамин, М---аминоэтилпиперазиы, также подвергаютректификации и выделяют диэтилентриамин, и получают при этом Фракцию,содержащую триэтилентетрамин и М- р --аминоэтиленпиперазин подвергаютвакуумной перегонке. Источники информации, 15 принятые во внимание при экспертизе1, Технологический регламент производства этилендиамина, Стерлитамакский химический завод, 1972.