способ получения триэтаноламина

Формула изобретения

Способ получения триэтаноламина, используемого в составе смазочно-охлаждающих и гидравлических жидкостей, путем взаимодействия водного раствора аммиака с окисью этилена, отличающийся тем, что синтез проводят в одну стадию при температуре 40-100^oС, давлении 0,15-0,30 МПа и мольном соотношении аммиака и окиси этилена 1 : 3,34 и полученный продукт содержит полиэтаноламины и полигликоли.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области получения этаноламинов, в частности получения триэтаноламина для последующего использования его в составе смазочно-охлаждающих и гидравлических жидкостей.

Известен способ получения этаноламинов реакцией окиси этилена с концентрированным водным раствором аммиака при температуре 40 - 60^oC и давлении 0,3 - 0,4 МПа. Для подавления побочных реакций в реакционную массу добавляют 10 мольных % по отношению к окиси этилена двуокиси углерода. Полученный водный раствор смеси этаноламинов подвергают ректификации с целью выделения индивидуальных этаноламинов (Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза, М.: Химия, 1971, с. 399-400, 407-408, 410).

Недостатками этого способа являются его осуществление в две стадии - синтез и ректификация, введение дополнительного реагента - двуокиси углерода и образование отходов при ректификации.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения этаноламинов из 28%-ного водного раствора аммиака и окиси этилена при температуре 35 - 40^oC, давлении 0,15 - 0,20 МПа и мольном соотношении 5 : 1. Полученная смесь этаноламинов в водном растворе частично рециркулируется, оставшаяся часть на второй стадии дополнительно обрабатывается окисью этилена до получения в качестве конечного продукта водного раствора, содержащего моно- ди- и триэтаноламин в соотношении 11:14:75 (авт.св. ЧССР N 200834, C 07 C 91/04, опубл. 1.02.83 г.).

Недостатками данного способа являются его двухстадийность, а также рециркуляция части продукта.

Целью настоящего изобретения является получение триэтаноламина для его последующего использования в составе смазочно-охлаждающих и гидравлических жидкостей в одну стадию, сокращение затрат на оборудование и электроэнергию.

Указанная цель достигается тем, что триэтаноламин получают из водного раствора аммиака и окиси этилена при температуре 40 - 100^oC, давлении 0,15 - 0,30 МПа и мольном соотношении 1:3,34.

Полученный водный раствор содержит ди- и триэтаноламин, полиэтаноламины и полигликоли в соотношении 9 : 76 : 10 : 5 и используется без дальнейшей обработки для приготовления смазочно-охлаждающих и гидравлических жидкостей.

Содержащиеся в смеси ди- и триэтаноламин являются широко используемыми ингибиторами коррозии, и их смесь имеет также хорошие ингибирующие свойства.

Смазочно-охлаждающие и гидравлические жидкости содержат, как правило, в своем составе воду, поэтому для их приготовления могут использоваться этаноламины без отделения от них воды.

Образующиеся за счет более высокой по сравнению с известным способом температуры синтеза полигликоли обладают смазывающими свойствами. Кроме того, ряд синтетических смазочно-охлаждающих жидкостей имеет в качестве смазывающей основы полигликоли. Поэтому отделения полигликолей от полученных этаноламинов не требуется.

Образующиеся полиэтаноламины также обладают ингибирующими и смазывающими свойствами, что позволяет использовать содержащую их смесь в составе смазочно-охлаждающих и гидравлических жидкостей.

Так как реакция образования этаноламинов проходит с большим выделением тепла, более высокая по сравнению с известным способом температура синтеза позволяет снизить затраты энергии на охлаждение реакционной массы и увеличить скорость дозировки окиси этилена. Кроме того, продолжительность синтеза, затраты на оборудование и электроэнергию снижаются по сравнению с известным способом за счет проведения синтеза в одну стадию и без рециркуляции части продукта.

Пример 1 (по прототипу)

В реактор с рубашкой для обогрева, мешалкой и змеевиком для охлаждения загружают 331,8 кг 28%-ного водного раствора аммиака и 310,9 кг реакционной смеси, содержащей 21,4% аммиака, 62,9% воды, 6,0% моноэтаноламина, 5,2% диэтаноламина и 4,5% триэтаноламина. Подогревают до 35^oC и начинают подачу окиси этилена со скоростью 140 кг/ч. Реакционную массу, нагревающуюся за счет тепла реакции, охлаждают через змеевик, поддерживая температуру 35 - 40^oC. Давление в ходе синтеза 0,15 - 0,20 МПа. После дозировки 48,1 кг окиси этилена реакционную смесь в количестве 379,9 кг, содержащую 21,4% аммиака, 62,9% воды, 6,0% моноэтаноламина, 5,2% диэтаноламина и 4,5% триэтаноламина, перекачивают во второй реактор с рубашкой, мешалкой и змеевиком, 310,9 кг реакционной смеси остается в первом реакторе и используется для следующего синтеза. Во второй реактор подают 620,1 кг окиси этилена со скоростью 140 кг/ч. Поддерживают температуру 35 - 40^oC, давление 0,15 - 0,20 МПа. Конечный продукт содержит 8,4% моноэтаноламина, 10,7% диэтаноламина, 57,1% триэтаноламина и 23,8% воды. Общая продолжительность синтеза с учетом времени перекачивания реакционной смеси из первого реактора во второй -5,2 ч.

Пример 2 (по изобретению)

В реактор с рубашкой для обогрева, мешалкой и змеевиком для охлаждения загружают 314,8 кг 25%-ного водного раствора аммиака, подогревают до 40^oC и дозируют 685,2 кг окиси этилена со скоростью 260 кг/ч. Реакционную массу, нагревающуюся за счет тепла реакции, охлаждают через змеевик до температуры не выше 100^oC. Давление в ходе синтеза 0,15 - 0,30 МПа. Конечный продукт содержит 6,9% диэтаноламина, 58,1% триэтаноламина, 7,7% полиэтаноламинов, 3,8% полигликолей и 23,5% воды. Продолжительность синтеза 2,6 ч.

Предлагаемый способ позволяет сократить время синтеза по сравнению с прототипом в 2 раза, исключить вторую стадию и используемое на этой стадии оборудование, снизить энергозатраты.