Способ получения этилендиамина и полиэтиленполиаминов

Способ получения этилендиамина и полиэтиленполиаминов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 1509,77 (21) 2527712/23-04 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 150680. Бюллетень ¹ 22

Дата опубликования описания 150680 (51)М. Нл.2

С 07 С 87/16

С 07 С 87/20

С 07 С 85/04//

A 01 N 9/20

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (5З) УД 547. 233. 07 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Г.И.Рылеев,Г.A.Талалова,Г.Ф.Терещенко,B ° К.Кротова, Т.A.Михайлова,В.Г.Голяев, А.В.Уткин,В.П.Васильев и М.Ш.Ибраков (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭТИЛЕНДИАМИНА

И ПОЛИЭТИЛЕНПОЛИАМИНОВ

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения зтилендиамина (ЭДА) и полиэтиленполиаминов (ПЭПА), которые находят применение в синтезе пестицидов, резины, пластмасс и других областях производства.

Наиболее распространенным способом для получения ЭДА и ПЭПА является способ, основанный на взаимодействии дихлорэтана с аммиаком, например, проведенный в аппарате специальной конструкции ll).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ получения ЭДА из дихлорэтана (ДХЭ) и водного аммиака в реакторах нескольких конструкций: либо в реакторе смешения, либо реакторе вытеснения.

Аминирование проводят 25-50Ъ-ным водным аммиаком при мольном соотношении

ДХЭ: NH равном соответственно 1: 10-20, при повышенном давлении и температуре 80-120 С (2}.

Недостатком данного способа является его неселективность, выражающа- 2 яся в том, что по нему получают в основном ЭДА до 75%, а остальное полиэтиленполиамины.

Целью изобретения является повышение селективности процесса. 30

Поставленная цель достигается описываемым способом получения ЭДА и полиэтиленполиаминов, заключающимся во взаимодействии ДХЭ с избытком вод. ного аммиака таким образом, что предварительно приготовленную эмульсию дихлорэтан — водный аммиак подают в реактор смешения через сопло, обеспечивающее удельную мощность перемешивания 0,8+0,2 квт/мЪ получение эмульсии размером 2-5 10 м с последующей подачей реакционной смеси в реактор вытеснения, причем в случае преимущественного получения пслиэтиленполиаминов дихлорэтан IIo дают дополнительно в реактор вытеснения.

Предпочтительно процесс проводят при мольном соотношении ДХЭ:NH равном соответственно 1:2,5-50, темп ратуре 80-150 С и давлении 10-100 ат.

Отличительным признаком способа является проведение процесса в двух реакторах различного типа — смешения и вытеснения, что позволяет получать по этой схеме селективно либо ЭДА, либо ПЭПА.

На чертеже представлена схема узла синтеза хлоргидратов этилендиамина и полиэтиленполиаминов.

740751

Технология способа состоит в следующем.

Полученную в эффек-.èâíîì смесителе 1 эмульсию диэлорэтана в водном аммиаке (мольное соотношение NH"

ДХЭ вЂ” 2,5-50), подают через сопло 2 в реактор смешения 3 . .Предварительно эмульсию нагревают до температуры

О

J которая на. 40-60 С ниже температуры в зоне реакции. Сопло расположено по оси в крышке аппарата. Создаваемый им поток обеспечивает получение эму- 1О льсии с размером частиц 2-5 10 м и эффективное перемешивание в аппара. те (удельная мощность перемешивания

0,8+0,2 квт/м ) . Вследствие того, что растворенный дихлорэтан вступает в реакцию, концентрация его в водном аммиаке непрерывна пополняется за счет растворения с поверхности капель. Поэтому время существования капель очень мало и процесс проходит практически в гомогенной среде. Это способствует селективному получению этилендиамина, так как ДХЭ реагирует только в фазе водного аммиака. Затем реакционная смесь передается в реактор вытеснения 4. Температура в обо25 их реакторах может быть от 80 до

150 С, давление до 9,8 10 кПа (100 ат) .

Время пребывания в каждом реакторе определено иэ физико-химических свойств системы и кинетических характеристик химических реакций и является конкрет. ным для каждой температуры и мольного отношения реагентов. Причем время пребЫвания в аппарате смешения равно времени пребывания в аппарате вытес- 35 нения. Например, при 130 С и соотношении 40 молей NH.+ на 1 моль ДХЭ время пребывания в каждом аппарате равно 8-9 мин. Отклонение по времени снижает либо выход этилендиамина, 4О лнбо селективность процесса. Тепловой эффект реакции используется для нагрева реакционной смеси до температуры реакции.

Кроме того,. применение комбинации двух типов реакторов делает у=„ел синтеза универсальным. В случае необходимости получения высших полиаминов — диэтилентриамина, триэтилентетрамина и тетраэтиленпентамнна, спрос на которые стремительно растет, 50 реактор может быть использован для их синтеза. Для этой цели в предлагаемом способе предусмотрена воэможность введения дополнительного количества дихлорэтана во второй реактор.

При этом ЭДА, полученный в первом реакторе, вступает во- взаимодействие с дополнительно введенным ДХЭ„ что приводит к.получению высших полиаминов.

Пример 1. Нагретый до 70 С водный 77%-ный раствор аммиака смешивают с дихлорэтаном (мольное отношеИН : ДХЭ равно 40) в струйном смесителе, полученную эмульсию передают в емкостной аппарат через сопло, обеспечивающее удельную мощность перемещивания 0,8="0,2 квт/м и создающее эмульсию размером 2-5-10 м. Время пребывания в этом аппарате 8-9 мин.

Раствор затем передают в аппарат вытеснения, представляющий собой вертикальную трубу. Бремя пребывания во втором аппарате 8-9 мин. Температуру в зоне реакции в обоих аппаратах поддерживают 110-130 С, давление

8 82-9,80 ° 10 кПа (90-100 ат) .

В табл.1 приведены составы реакционных смесей, полученных в данном примере, в сравнении с составами известного способа (из приведенных составов исключены вода, как инертное вещество, и аммиак, присутствующий в большом избытке).

П р и и е р 2. Процесс проводят аналогично за исключением того, что во в-.ороА реактор вводится добавочное количество дихлорэтана, равное вводимому в первый реактор.

Данные по составу реакционной смеси представлены в табл.2 (в сравнении с составом„ полученным по примеру 1).

О

Пример 3, Нагретый до 70 С

25%-ный водный раствор аммиака смешивают с дихлорэтаном в моллрном отношении 5:1. Полученную эмульсию передают на стадию синтеза, оформленную так же, как в примере 1.

Во второй реактор дополнительно подают дихлорэтан в количестве 1 моль на 1 моль поданного аммиака (общее мольное отношение амгиак:дихлорэтан равно 2,5:1) . Время пребывания реакционной смеси в каждом аппарате

5-. 7 мин .

С

Температура в зоне реакции 150 С, давление 1,96.10 кПа (20 ат).

В табл.3 представлены составы реакционных смесей, полученных по данному примеру.

Использование схемы обеспечивает ряд преимуществ в осуществлении стадии синтеза процесса получения зтилендиамина и полиэтиленполиаминов: увеличение селективности процесса за счет подавления побочных процессов, протекающих в фазе дихлорэтана; увеличение скорости образования этилендиамина за счет снятия диффузионного торможения путем проведения процесса в гомо-генной среде; универсальность установки — возможность получения либо

ЭДА, либо ПЭПА.

740751

Т а б л и ц а 1

Составы реакционной смеси, выходящей с узла синтеза

По примеру 1

1,0

71,1

5,3

19,0 1>5 2,1

Предлагаемый (2) 42,0

23,2 16,8

18,0

П р и м е ч а н и е. Данные, представленные в прототипе, для удобства сравнения пересчитаны: состав аминов этилендиамина 60%; диэтилентриамина 16%| триэтилентетрамина 15t; высших ПЭПА 9Ъ вЂ” пересчитан на состав их хлоргидратов.

Табл„ица2

Содержание компонентов, вес. Ъ хлоргид- 1ци хлорхлоргидхлоргидрат пипе разина хлоргидрат 1— (2-аминоэтил)— пиперазина этан рат диэтилентриамина рат триэтилентетрамина

3,9

27,0

19,0

1,0

28,5

35 0

71,1

5,3

Таблица3

Содержание компонентов, вес.Ъ хлоргидхлоргидрат этиL лендират диэтилентриамина

37,0 28.0

5,0

30,0

7,0

3 3,0

Состав по примеру

Состав по примеру хпоргидрат этилендиамина хлоргидрат Т— (2-аминоэтил) пиперазина хлоргидрат триэтилентетрамина хлоргидрат тетраэтиленпентамина хлоргндраты высших полиаминов

740751

Формула изобретения

Р17сп3йф Окуид, ар тдратвд

Составитель Т.Власова

Редактор Т.Девятко Техред Н.Ковалева Корректор С.Шекмар

Заказ 3143/27 Тираж 495 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 Раушская наб,, д.4/5

Филиал ППП Патент „ г.ужгород, ул.Проектная,4

1. Способ получения этилендиамина и полиэтиленполиаминов взаимодействием дихлорэтана с избытком водного раствора аммиака при повышенных температуре и давлении в реакторе смешения, отличающийся тем, что ; с целью повышения селективности процесса, предварительно приготовленную эмульсию дихлорэтан — водный аммиак подают в реактор смешения через сопло, обеспечивающее удельную ,мощность перемешивания 0,8 0,2 квт/м

-У и получение эмульсии размером 2-5 10 м, с последующей подачей реакционной смеси в реактор вытеснения, причем в 15 сЛучае преимущественного получения полиэтиленполиаминов, дополнительно пОдают дихлорэтан в реактор вытесне. ния.

2. Способ по п.1,, о т л и ч а ю шийся тем, что процесс проводят при мольном соотношении дихлорэтан:

;аммиак равном соответственно 1:2,550.

3, Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что процесс проводят при температуре 80-150 C u

47 давлении 10-100 ат.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертезе

1. Авторское свидетельство СССР

9 106844, кл.С 07 С 87/20,24.09.56

2. Zeszczynsk Е, Реакторный процесс получения этилендиамина и его производных из дихлорэтана и водного аммиака,- Przemyst Chemczny, 1967, Р 4, т.46, с. 210-213 (прототип).