/甲胺工藝流程設(shè)計產(chǎn)品概述一甲胺：CSC編號：0178CAS號：74-89-5化學(xué)式：CH3NH2相對分子質(zhì)量：31.10性狀：無色液化氣體，有特別氣味（商品：40%水溶液）沸點：-6.8℃熔點：-93.5℃相對密度：0.66（水=1）；1.09（空氣=1）蒸氣壓：202.65KPa（25℃）溶解度：易溶于水，溶于乙醇、乙醚等閃點：-10℃自然溫度：430℃爆炸極限：爆炸下限4.9（V%）；爆炸上限20.8（V%）油水支配系數(shù)：-0.173二甲胺：CAS

號：124-40-3分子式：C2H7N分子量：45.08外觀和性狀：無色氣體或液體，高濃度的帶有氨味，低濃度的有爛魚味。熔點(℃)：-92.2沸點(℃)：6.9相對密度(水=1)：0.68相對蒸氣密度(空氣=1)：1.55飽和蒸氣壓(kPa)：202.65(10℃)燃燒熱(kJ/mol)：1741.8臨界溫度(℃)：164.5臨界壓力(MPa)：5.31辛醇/水支配系數(shù)的對數(shù)值：-0.38閃點(℃)：-17.8引燃溫度(℃)：400爆炸上限%(V/V)：14.4爆炸下限%(V/V)：2.8溶解性：易溶于水，溶于乙醇、乙醚。三甲胺：常溫下為無色氣體，有魚腥惡臭，溶于水，乙醇，乙醚，易燃，有毒，相對密度（水=1）0.66（-5℃）、（空氣=1）2.09。分子式為C3H9N國標(biāo)編號21045CAS號75-50-3分子量59.11閃點-17.78熔點-117.1℃沸點24℃甲胺是一類重要的基本精細(xì)有機化工原料，在化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛用途，是業(yè)內(nèi)人士建議的100種重點發(fā)展的精細(xì)化工產(chǎn)品之一。1996年全球甲胺需求為42.8萬噸，其中國內(nèi)需求量在6萬噸左右，盡管缺乏最近的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，但仍可預(yù)料將來較長一段時期內(nèi)甲胺消費量將呈緩慢而穩(wěn)定的增長趨勢。甲胺的3種產(chǎn)品一甲胺、二甲胺和三甲胺各有其獨特的用途，但隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和科技進(jìn)步，市場對3種甲胺產(chǎn)品的需求比例和傳統(tǒng)的甲胺產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的沖突越來越尖銳了。近年來，在世界范圍內(nèi)對水處理劑二甲基甲酞胺(DMF)的用量持續(xù)上揚，干脆拉動了對該產(chǎn)品主要原料二甲胺需求的穩(wěn)步增長，此外，二甲胺還是生產(chǎn)二甲基乙酞胺的重要原料，據(jù)專家分析，“十二五”期間，由于其終端應(yīng)用領(lǐng)域的需求前景看好(水處理化學(xué)、農(nóng)業(yè)化學(xué)、表面處理劑和溶劑等)。使得對二甲胺的需求將進(jìn)一步增加?？傊袌鲎兏兏藢?種甲胺產(chǎn)品的需求比例。自甲胺工業(yè)化生產(chǎn)以來，有過多種工藝技術(shù)路途，目前工業(yè)上多接受甲醇和氨催化胺化法合成甲胺，運用的是具有脫水功能的酸性催化劑，如γ-Al2O3、Si-Al2O3、MgO、ThO2等。這類催化劑均屬于平衡型催化劑，產(chǎn)品分布受熱力學(xué)平衡限制，產(chǎn)物中三甲胺所占比例明顯偏高，如400℃，N/C=1(mass)，甲醇轉(zhuǎn)化率為99%時，其產(chǎn)物的重量平衡組成為：M/D/T=27/23/50，而目前全球市場需求比例大致為M/D/T=21/61/18，見表1[1]。日本市場更達(dá)10/80/10?？梢娔壳凹装樊a(chǎn)品分布和市場需求處于脫節(jié)狀態(tài)，盡管這種狀況因時因地在程度上有所差異，但總的來說，三甲胺相對過剩了。為了盡可能多產(chǎn)二甲胺，人們實行了許多措施調(diào)整工藝操作條件，如提高反應(yīng)溫度、增大進(jìn)料N/C比、三甲胺返料等，在確定程度上提高了二甲胺的收率，但實際效果有限且同時帶來種種弊端：如增加了物、能耗、須要浩大的精制分別系統(tǒng)等。為此，開發(fā)高效、高選擇性的甲胺催化劑以提高二甲胺的產(chǎn)量，就成了各國學(xué)者和工程技術(shù)人員探討的熱點課題之一。表1近年世界主要地區(qū)甲胺需求%國別MDT世界216118西歐196120美國255718日本108010中國335017自20世紀(jì)70年頭以來，人們廣泛開展了對選擇性合成甲胺催化劑的探討，人們發(fā)覺，具有獨特規(guī)整孔道結(jié)構(gòu)的沸石分子篩有可能解決現(xiàn)存的大部分問題。沸石催化劑不但可獲得志向的二甲胺選擇性,而且具有比傳統(tǒng)催化劑更高的轉(zhuǎn)化率。在對多種自然或合成沸石分子篩如鎂堿沸石、毛沸石、菱沸石、絲光沸石、ZSM-5、T沸石、HZK-5、RHO等的探討中,取得了許多重要的理論成果。但由于種種緣由，大多數(shù)探討未能走出試驗室進(jìn)人工業(yè)應(yīng)用。目前國內(nèi)外甲胺生產(chǎn)工藝技術(shù)開發(fā)的重點是高效擇形型甲胺催化劑，它簡化工藝流程并使3種甲胺的比例能隨意調(diào)整。在選擇性合成甲胺探討方面處于領(lǐng)先水平的是APCI(空氣產(chǎn)品和化學(xué)品公司)、DuPont、Mobil、日東化學(xué)和三井東壓等美日幾家大公司。其中美國主要集中于小孔沸石如HZSM-5、HZK-5、RHO等的探討上，而日本則重點致力于絲光沸石的改性上，并取得了工業(yè)化成果。此外，還有一種接受CO或CO2為碳源，以CO/H2(H2O)/NH3或CO2/H2(H2O)/NH3的混合物經(jīng)費——托合成催化劑或甲醇催化劑催合成甲胺的路途被提出。該路途制甲胺當(dāng)接受低濃度氨時，產(chǎn)物以TMA為主，高氨時以MMA為主，無H2時催化劑嚴(yán)峻失活。這是一個和傳統(tǒng)制法迥然不同的路徑，但該路途目前尚無實質(zhì)性突破，預(yù)料在一個較長時期內(nèi)甲胺制造的方法不行能發(fā)生根本的變更，而開發(fā)新型甲胺催化劑及其配套工藝是較具有現(xiàn)實意義的。設(shè)計基礎(chǔ)1.甲醇和氨氣相催化法生產(chǎn)原理：1.1反應(yīng)方程式甲胺和氨氣相催化法，是利用甲醇和液氨為原料，按確定比例，在確定溫度和壓力下，通過觸媒經(jīng)氣相催化反應(yīng)而得到一、二、三甲胺，同時發(fā)生一系列主、副反應(yīng)，其主要反應(yīng)式如下：主反應(yīng)：1CH3OH+NH3≒CH3NH2+H2O+4960卡/克分子22CH3OH+NH3≒(CH3)2NH+2H2O+14560卡/克分子33CH3OH+NH3≒(CH3)3N+3H2O+27360卡/克分子42CH3NH2≒(CH3)2NH+NH3+4700卡/克分子52(CH3)2NH≒CH3NH2+(CH3)3N-3150卡/克分子6(CH3)3N+NH3≒CH3NH2+(CH3)2NH-7850卡/克分子7CH3OH+CH3NH2≒(CH3)2NH+H2O+9600卡/克分子8CH3OH+(CH3)2NH≒(CH3)3N+H2O+12800卡/克分子次反應(yīng)：12CH3OH≒CH3OCH3+H2O2CH3OCH3+NH3≒CH3NH2+CH3OH3CH3OCH3+CH3NH2≒(CH3)2NH+CH3OH4CH3OCH3+(CH3)2NH≒(CH3)3N+CH3OH5CH3OCH3+NH3≒(CH3)2NH+H2O6CH3OCH3+CH3NH2≒(CH3)3N+H2O副反應(yīng)：1CH3OH≒CO+2H222NH3≒N2+3H23(CH3)3N≒CH3N=CH2+CH44CH3OH+NH3≒(CH3)2NH+CO2+H2O副反應(yīng)的發(fā)生，不僅增加了甲醇的消耗，而且生成的碳酸鹽類（胺，氨的碳酸鹽）易于結(jié)晶，會堵塞設(shè)備和管道，故必需避開副反應(yīng)的發(fā)生。如賜予適當(dāng)?shù)臈l件，副反應(yīng)基本上是可以抑制的。1.2合成反應(yīng)機理由上述反應(yīng)式可知，甲醇氨化反應(yīng)制造甲胺的主反應(yīng)事實上為催化脫水作用。對于該反應(yīng)的機理，曾有人進(jìn)行了探討，但說法不一。以r-Al2O3為例，概括有兩種說法：吸附理論：該理論認(rèn)為，r-Al2O3在催化脫水過程中具有相當(dāng)?shù)幕钚?。?75℃以上時，水不要和氧化鋁重新化合，而單是被吸附。在整個催化歷程中，水被認(rèn)為是具有重要作用的，由于水生成單分子層，將氧化鋁粒子包上一層薄膜，水在薄膜內(nèi)離解為OH-和H+離子。由于合成引力之故，使薄膜具有高度的穩(wěn)定性，而薄膜即形成催化中心。CH3OH和NH3在薄膜具上被吸附，NH3被OH-離子，CH3OH被H+離子吸附，從而發(fā)生張力狀態(tài)，CH3+(甲基)和NH2－(氨基)就化合成甲胺而引起一分子水的損失，但當(dāng)溫度到600℃以上時，氧化鋁由于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)變更，品德收縮，引起吸附力減弱而活性破壞。游離基理論：該理論認(rèn)為：甲醇和氨的氣相混合物通過觸媒r-Al2O3表面，被r-Al2O3吸附引起游離基而發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)r-Al2O3之溫度高于其活性溫度(＞600℃)時，其晶格結(jié)構(gòu)變更，活性減弱。當(dāng)高于1000℃時，使晶格變成完整無缺，而成為r-Al2O3，至使游離基消逝而成為非活性物質(zhì)，則不再起催化作用。因此對于r-Al2O3觸媒，在運用過程中，必需進(jìn)行細(xì)致的活化處理和活性愛惜。1.3化學(xué)反應(yīng)的平衡和速度甲胺的合成反應(yīng)是一個比較困難的可逆反應(yīng)。所謂可逆反應(yīng)，就是反應(yīng)可以向正方向（從反應(yīng)物向生產(chǎn)物的方向）進(jìn)行，同時也可以向反方向（從產(chǎn)物向原來的反應(yīng)物的方向）進(jìn)行。以主反應(yīng)(1)為例：CH3OH+NH3≒CH3NH2+H2O反應(yīng)既可以由反應(yīng)物CH3OH、NH3向生成CH3NH2、H2O的方向進(jìn)行，同時，已生成的CH3NH2、H2O也可以反應(yīng)生成原來的反應(yīng)物CH3OH、NH3。反應(yīng)一起先，系統(tǒng)中只有CH3OH和NH3反應(yīng)很快地向生成CH3NH2和H2O的方向進(jìn)行。當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)CH3NH2和H2O時，反方向的反應(yīng)也同時發(fā)生了。隨著系統(tǒng)中CH3OH和NH3濃度慢慢削減，正方向的反應(yīng)速度慢慢減慢，而隨著系統(tǒng)中CH3NH2和H2O的濃度慢慢增加，反方向的反應(yīng)速度慢慢加快，當(dāng)正、反方向的反應(yīng)速度相等時，系統(tǒng)中的CH3OH、NH3和CH3NH2、H2O的濃度不再變更，反應(yīng)達(dá)到了平衡。但是在系統(tǒng)中正、反方向的反應(yīng)仍不停地進(jìn)行，所以反應(yīng)的平衡實質(zhì)上是一動態(tài)平衡。同時，在工業(yè)生產(chǎn)中，使化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，必需在有足夠的反應(yīng)速度的前提下，才是實際意義。例如氦的合成反應(yīng)假如在300℃下進(jìn)行，達(dá)到平衡狀態(tài)須要幾年甚至幾千年的時間，平衡產(chǎn)率雖然很高，但沒有什么實際意義。因此，對于一個化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，通常希望既有利于反應(yīng)平衡，又有利于反應(yīng)速度，方能在單位時間內(nèi)獲得較多的產(chǎn)物。從化學(xué)熱力學(xué)可知，任何可逆反應(yīng)皆有一個限度，即達(dá)到平衡狀態(tài)。這種限度（平衡）和反應(yīng)所處的條件（溫度、壓力、成份等）有關(guān)，條件變更時，這個限度（平衡）也就變更。這種外界條件對反應(yīng)平衡的影響，是符合質(zhì)量作用定律和平衡轉(zhuǎn)移定律的。質(zhì)量作用定律告知我們：在確定溫度下，反應(yīng)的速度和各反應(yīng)物濃度的乘積成正比，并且每種反應(yīng)物的濃度的方次等于反應(yīng)式中各反應(yīng)物的系數(shù)。依據(jù)質(zhì)量作用定律，要使反應(yīng)不斷向正方向進(jìn)行，就要增加系統(tǒng)中反應(yīng)物的濃度，或削減系統(tǒng)中生成物的濃度。平衡轉(zhuǎn)移定律告知我們：要變更確定化學(xué)平衡的任一因素，則平衡向著抗拒這種變更的方向移動。例如：增高溫度可使平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動，反之，降低溫度可使平衡向放熱反應(yīng)方向移動。增加壓力可使反應(yīng)方向體積減小的反應(yīng)方向移動，反之，降低壓力可使平衡向體積增大的反應(yīng)向移動。同理，增加反應(yīng)物的濃度或降低生成物的濃度，可使平衡向增加生成物濃度的反應(yīng)方向移動，相反，削減反應(yīng)物的濃度或增加生成物的濃度，可使平衡向增加反應(yīng)物濃度的方向移動。依據(jù)上面簡潔介紹的原理，我們就可以選擇一些合適的條件（溫度、壓力、配比、空速等）使反應(yīng)以最快的速度接近于平衡狀態(tài)，以滿足產(chǎn)量，工藝流程和設(shè)備構(gòu)造簡潔，操作便利，平安牢靠以及原材料動力消耗定額低等要求。同時還要能夠依據(jù)須要限制三種甲胺的生產(chǎn)比例。在生產(chǎn)過程中，也可據(jù)以正確地牚握和分析這些條件對反應(yīng)的影響，從而創(chuàng)建有利的生產(chǎn)條件，使化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的得又快又完全。合成工藝設(shè)計1.催化劑:A6型催化劑為改進(jìn)的平衡型甲胺催化劑，適用于甲醇和氨氣相胺生產(chǎn)一甲胺、二甲胺和三甲胺工藝，反應(yīng)產(chǎn)物胺分布接近熱力學(xué)平衡組成，但和常規(guī)的平衡型甲胺催化劑相比，二甲胺產(chǎn)量高，三甲胺產(chǎn)量低。2.催化劑技術(shù)指標(biāo)物理性能指標(biāo)：形態(tài)和外觀白色或略帶紅色條形顆粒尺寸mmФ3.5×5-20徑向抗壓碎力，N≥60松裝積累密度，g/ml0.65±0.05物相組成氧化鋁＋絲光沸石舉薦工業(yè)應(yīng)用條件反應(yīng)溫度,℃360-450主要技術(shù)指標(biāo)甲醇轉(zhuǎn)化率，%97.0(98.0)催化劑壽命，月12(18)A6催化劑在裝置上反應(yīng)500小時平均結(jié)果轉(zhuǎn)化率,%97.52選擇性mol,%MMA22.46DMA27.52TMA50.O2胺分布wt,%MMA30.47DMA26.86TMA42.673.工藝流程：接受連續(xù)進(jìn)料甲胺合成工藝流程甲醇、液氨、共沸物和混胺四種原料分別從各自貯槽經(jīng)過濾器后，分別進(jìn)入各自的輸送泵，將甲醇、液氨、共沸物和混胺升壓到合成系統(tǒng)壓力3.0MpaG,按確定配料比要求，分別以確定流量進(jìn)入混合槽（V-706），充分混合后干脆進(jìn)入低溫?fù)Q熱器（E-701）。原料混合液40℃進(jìn)入低溫?fù)Q熱器（E-701），經(jīng)和合成氣進(jìn)行熱交換后溫度升至125℃左右，再進(jìn)入開工汽化器（E-702）和Ⅲ塔（T-731）釜液進(jìn)行換熱，使溫度提高140℃左右，此時原料混合液完全氣化，然后進(jìn)入三臺串連的高溫?fù)Q熱器（E-703a、b、c），和反應(yīng)器（R-701）出來的反應(yīng)氣體進(jìn)行換熱，將溫度提高到320℃左右后進(jìn)入電加熱爐（E-704），再將其加熱到380℃～385℃,便進(jìn)入合成塔（R-701）。原料氣體在合成塔內(nèi)催化劑層進(jìn)行氣相胺化反應(yīng)，反應(yīng)溫度為420℃,反應(yīng)壓力為3.0MpaG。反應(yīng)生成的粗胺產(chǎn)品氣體從反應(yīng)器底部引出，隨即進(jìn)入三臺串連的高溫?fù)Q熱器（E-703a、b、c）和低溫?fù)Q熱器（E-701）和原料氣（液）進(jìn)行充分換熱后，反應(yīng)氣體溫度由進(jìn)入高溫?fù)Q熱器（E-703a、b、c）時的400℃～420℃，降至低溫?fù)Q熱器（E-701）出口的90℃左右，此時反應(yīng)氣體已全部冷凝為液體。反應(yīng)液再進(jìn)入過冷器（E-705）,用水冷卻至76℃后。經(jīng)調(diào)整閥從3.0MpaG減壓到1.9MpaG干脆進(jìn)入Ⅰ塔（T-711）進(jìn)行蒸餾。合成系統(tǒng)開車時，原料液應(yīng)先進(jìn)入開工汽化器（E-702）溫度為165℃,再經(jīng)電加熱爐（E-704）加熱到380℃～385℃后進(jìn)入反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)。當(dāng)系統(tǒng)熱量慢慢建立平衡，關(guān)閉加熱蒸汽，轉(zhuǎn)入上段敘述的正常操作條件運轉(zhuǎn)。在該連續(xù)配料合成工藝中原料按比例定量干脆進(jìn)入合成系統(tǒng)，使配料和合成合并為一個工序，簡化了流程，充分利用了熱量，削減了能量消耗，而且配比調(diào)整便利，同時減輕了勞動強度。四、生產(chǎn)條件1.壓力由主反應(yīng)方程式可見，反應(yīng)前的分子數(shù)等于反應(yīng)后的分子數(shù)。從熱力學(xué)的觀點，增加壓力對主反應(yīng)沒有影響。但從副反應(yīng)方程式來看，反應(yīng)后的分子數(shù)是增加的，增加壓力可以抑制副反應(yīng)的發(fā)生，提高甲醇的有效轉(zhuǎn)化率，削減堵塞閥門和管道的碳酸鹽結(jié)晶的產(chǎn)生，這點在試驗及生產(chǎn)中已得到證明。同時，從化學(xué)動力學(xué)的觀點，對氣相反應(yīng)，提高壓力，就提高了氣體的濃度，從而增加了分子間碰撞的機會，使反應(yīng)加速。在相同的空速下，提高壓力等于延長接觸時間，因而能得到較在的單位時間單位空間的產(chǎn)量。由上述分析可知，甲胺合成反應(yīng)在較高的壓力下有利于簡化后工序加壓蒸餾的操作。但過高的壓力，會提高對設(shè)備的材料要求，給設(shè)備制造帶來困難，增加基建投資，對工藝的好處卻不明顯。所以操作壓力的選擇要依據(jù)設(shè)備制造水平和經(jīng)濟程度而定。我國幾個甲胺廠生產(chǎn)實踐證明，接受50公斤/平方厘米壓力合成比較合適。壓力的限制：合成系統(tǒng)的壓力保持穩(wěn)定，乃是合成能否正常操作的因素之一。假如合成超壓太高，也可能帶來平安事故，影響壓力的因素有：①、合成泵：假如合成泵運轉(zhuǎn)不良，機械機構(gòu)失靈，則打不上料，會使壓力上不去，另外合成泵進(jìn)口壓力不足，預(yù)熱不夠，則會發(fā)生氣塞現(xiàn)象，泵也會打不上料，壓力也上不去。②、汽化器運轉(zhuǎn)不正常：某些廠低溫?fù)Q熱器設(shè)計較小，原料絕大部分靠汽化器加熱汽化，汽化器運轉(zhuǎn)是否正常則是影響壓力波動的因素之一，這往往有下述幾狀況：一種狀況是加熱蒸汽過低，使物料在50表壓下不能汽化，此時操作者往往降低流量，加大電爐功率，企圖用電加熱達(dá)到物料汽化預(yù)熱之目的，但由于液體物料民在汽化器上積聚了一部分，而當(dāng)蒸汽壓力突然回升時，則物料大量汽化，在合成塔內(nèi)大量反應(yīng)，造成壓力、溫度同時回升（有一次壓力高達(dá)60公斤/平方厘米以上，溫度470℃以上）。另一種狀況是，汽化器的疏水器失靈，蒸汽冷凝水積聚在汽化器中，減小了加熱面積，使物料不能汽化，操作者打開旁路放水，此瞬間積聚物料突然汽化，大量反應(yīng)，也會造成上述超溫超壓現(xiàn)象（有一次觸媒層升至450℃,系統(tǒng)壓力上升至60公斤/平方厘米）。因此，操作中必需保證汽化器的正常工作，要留意維持蒸汽壓力穩(wěn)定，疏水器動作良好，還要特別留意汽化器測溫點的溫度的變更。③、減壓調(diào)整閥失靈：減壓調(diào)整閥發(fā)生堵塞，則會發(fā)生系統(tǒng)壓力上升，減壓閥芯立因沖觸而損壞，不起調(diào)整作用或動作失靈，則可能造成不起減壓作用，此時表現(xiàn)出閥前50公斤/平方厘米,系統(tǒng)壓力下降，而閥后壓力上升（尤其是減壓口徑較大時）。④、冷卻水的影響：當(dāng)?shù)蜏負(fù)Q熱器面積較小時，合成氣冷卻主要靠水冷凝，則冷凝器中的冷卻水量顯著地影響著合成系統(tǒng)的壓力，在此狀況下，冷卻水最好是自動調(diào)整，水量不足，氣相物料冷不下來，系統(tǒng)壓力上升，水量過大，發(fā)生過冷現(xiàn)象，則會造成系統(tǒng)壓力波動。⑤、惰性氣體的影響：由于合成副反應(yīng)的發(fā)生，會產(chǎn)生CH4、N2、H3CO等惰性氣體，如不留意放空，造成惰性氣體積聚于系統(tǒng)中，使換熱器換熱效果不好，造成壓力上升，因此，生產(chǎn)中要適當(dāng)留意惰性氣體的排放。2.溫度甲胺的合成，主反應(yīng)多為放熱反應(yīng)。由平衡轉(zhuǎn)移定律知道，降低溫度能促使反應(yīng)向生成甲胺的方向進(jìn)行。但在一般狀況下，提高溫度總是使反應(yīng)速度加快。這是因為提高溫度可使分子運動加速，分子間碰撞次數(shù)增加，又能使化合時分子克服阻力的實力增大，增加有效結(jié)合的機會有資料報道，合成溫度由375℃上升到425℃，甲醇轉(zhuǎn)化率由93％提高到98％以上。在370℃左右反應(yīng)時，既使原料配比中氨大大過量，產(chǎn)物中仍有3.5％甲醇沒有反應(yīng)，而在400℃以上反應(yīng)時，產(chǎn)物中含甲醇量下降到0.5％以下。但是溫度過高，則造成甲醇大量分解，致使觸媒嚴(yán)峻積炭而活性降低，同時產(chǎn)物中不凝氣體顯著增加。生產(chǎn)實踐證明。必需指出，反應(yīng)溫度不但影響甲醇的轉(zhuǎn)化率，而且影響產(chǎn)物中三種甲胺的生成比率。溫度上升，可以增加產(chǎn)物中一、二甲胺的生成率，而削減三甲胺的生成率，溫度低，則狀況相反。當(dāng)然，溫度和空速、壓力以及觸媒的運用時間有關(guān)，一般來說，空速增加，溫度應(yīng)適當(dāng)提高，觸媒運用一段時間，活性慢慢下來，溫度也應(yīng)適當(dāng)提高，但這些，對甲醇氨化反應(yīng)來說，均不太顯著。溫度的限制：一般狀況下，調(diào)整電加熱爐的加熱功率借以限制予熱溫度的凹凸，可以達(dá)到限制合成塔觸媒層熱點溫度之目的，但當(dāng)溫度急劇上升時（尤其是生成三甲胺的反應(yīng)加速時）應(yīng)打開進(jìn)入合成塔的冷氣副線閥門借調(diào)整冷氣量來限制反應(yīng)溫度則更為靈敏。影響合成反應(yīng)溫度的因素主要是：①、流量的影響：合成進(jìn)料量不穩(wěn)，忽高忽低，而電加爐預(yù)熱之調(diào)整往往滯后，以致使預(yù)熱溫度過高或不足，使反應(yīng)溫度發(fā)生變更，因此操作中應(yīng)使進(jìn)料流量穩(wěn)定。②、原料組成的影響：甲醇氨化反應(yīng)的溫度對原料組成特別敏感，這是因為生成甲胺的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，而三甲胺的生成放熱量最大，三甲胺的氨解又是吸熱反應(yīng)，因此，三甲胺生成量的變更顯著地影響著反應(yīng)溫度。③、預(yù)熱溫度的影響：進(jìn)合成塔原料的溫度凹凸對合成反應(yīng)也有影響，一般而言，預(yù)熱溫度偏高，有利于反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)溫度也相應(yīng)增高，反之，預(yù)熱溫度偏低，反應(yīng)是逐步進(jìn)行，合成塔溫度偏低，在限制預(yù)熱溫度時，要留意以下兩方面：一方面，是當(dāng)汽化器加熱蒸汽壓力過低時，物料汽化不完全，電爐的加熱負(fù)荷相應(yīng)加大，使預(yù)熱溫度不足，造成合成塔溫度偏低，當(dāng)蒸汽壓力突然回升，則預(yù)熱溫度也突然上升（此時電爐功率已加大了），引起反應(yīng)相應(yīng)加速，溫度也急劇上升。因此，操作者應(yīng)時刻留意加熱蒸汽壓力的變更。另一方面，是當(dāng)電爐加熱功率的調(diào)整接受手動時，尤其是接受有級調(diào)整狀況下，加熱功率的突然變更，干脆影響到合成塔溫度的波動，也是合成參數(shù)發(fā)生共振的起始因素之一。因此，電爐操作時加減功率不行幅度太大，最志向的方法是依據(jù)合成塔中心溫度自動無級調(diào)整電爐加熱功率。3.空間速度（空速）空速是指在單位時間內(nèi)通過單位體積催化劑的原料量。習(xí)慣表示為：標(biāo)準(zhǔn)M3(原料液)/M3(觸媒)·小時?？账偈怯|媒活性的指標(biāo)，是確定合成塔生產(chǎn)實力的主要因素。一般地說，為提高單位時間內(nèi)通過單位空間的產(chǎn)量，總希望空速越高越好，但是空速過大，使氣體和觸媒接觸時間削減，會使反應(yīng)不完全，降低甲醇轉(zhuǎn)化率，試驗證明將空速從2.5提高到10甲醇轉(zhuǎn)化率從98%降至95%?？账龠^低簡潔造成甲醇的分解（當(dāng)溫度較高時），又會使副反應(yīng)增加，使三甲胺的生成率增加。同時，空速的確定既取決于觸媒的活性又和反應(yīng)壓力有關(guān)，反應(yīng)壓力高，氣體密度大，在反應(yīng)器停留時間長，因此空速可適當(dāng)提高，但并不和反應(yīng)壓力成正比關(guān)系。壓力接受2.5～3.5為宜，特別在不采出三甲胺的狀況下，接受較高空速尤為有利。影響空速的因素有：①、流量計量的誤差以及旁路閥門的內(nèi)漏;②、合成進(jìn)料泵動作不正常，發(fā)生氣塞、泄漏等，送不上料;③、配料槽換槽時，假如先關(guān)空槽后開滿槽，會使流量瞬間波動（在連續(xù)進(jìn)料中不會發(fā)生此現(xiàn)象）;④、合成系統(tǒng)的參數(shù)共振現(xiàn)象由上述探討可知，影響合成反應(yīng)在壓力、溫度、空速的因素下，也不行忽操作因素、機械因素和事故因素等，壓力、溫度、空速當(dāng)然有各自的影響因素，但他們之間并非孤立的變更，而是有機地聯(lián)系著，相互影響。其中之一發(fā)生波動，其余諸參數(shù)隨之波動，有時呈現(xiàn)周期性的波動，這種現(xiàn)象稱為參數(shù)的共振現(xiàn)象，這種現(xiàn)象在合成進(jìn)料泵有回路的流量時更易發(fā)生，泵送出的流量往往大于須要的流量，一般是裝回流管使多余的物料返回進(jìn)料入口，回流管的閥門往往是固定開度，等于回路的阻力基本上固定（在流量不大的狀況下），這樣假如系統(tǒng)壓力上升，必需返回泵入口此時流量增加，因而削減了系統(tǒng)的流量，反之系統(tǒng)壓力降低，進(jìn)料量會相應(yīng)增加，而流量的變更又會引起溫度的變更，反應(yīng)溫度之波動也引起壓力的波動，就這樣相互影響，造成共振，而起始因素許多。在生產(chǎn)中，會發(fā)覺當(dāng)蒸汽壓力發(fā)生周期波動時，引起系統(tǒng)壓力、流量以及反應(yīng)溫度有規(guī)律的周期波動，當(dāng)電加熱爐功率突變時會引起溫度、系統(tǒng)壓力及流量的波動。實際操作證明，一旦發(fā)生共振現(xiàn)象，就不簡潔很快消退，要細(xì)致分析引起共振的起始因素，抓住主要沖突逐步減小共振現(xiàn)象，假如欲速，則往往不達(dá)。4配料比（配比）配料比是指配料中氨和甲醇的分子比。在工業(yè)生產(chǎn)中，往往接受循環(huán)投料，原料中除氨和甲醇外，還有返回的一部分甲胺，所以嚴(yán)格地說配比應(yīng)是N/C分子比。可以表示：N/C＝NA+NM+ND+NT/Nme+NM+2ND+3NT我們習(xí)慣上接受：NA+NM/Nme+NM來計算配料比。式中：NA―氨的公斤分子，NM―一甲胺公斤分子ND―二甲胺公的分子,Nme―甲醇公斤分子NT―三甲胺公斤分子,依據(jù)質(zhì)量作用定律，高的配比，有利于生成一甲胺，低的配比，有利于生成三甲胺，而二甲在適當(dāng)配比時有一最高平衡濃度。（對于分子量以公斤為單位來表示物質(zhì)的量叫做１公斤分子的重量，簡稱公斤分子）N/C對甲胺支配比例的影響N/C溫度℃產(chǎn)物組成32400425400425NH363.362.252.351.1CH3NH213.714.914.015.7(CH3)2NH10.811.213.814.2(CH3)3N12.111.719.918.0由此可知，N/C對合成產(chǎn)物中三種甲胺的比例有影響。但是，從表2-1可以發(fā)覺，增加N/C會降低甲胺總的產(chǎn)量。換言之，由于N/C過大，使氨大大過剩，大量的氨在系統(tǒng)中循環(huán)，其作用恰好沖淡了觸媒表面參加反應(yīng)的活性基團的密度，而使反應(yīng)器的生產(chǎn)實力大大降低。隨之也造成整個系統(tǒng)（包括蒸餾）設(shè)備尺寸的加大和能量消耗的增加。這也就是恒沸流程的缺點。N/C對甲胺總產(chǎn)量的影響N/C（分子比）7.323.963.062.111.66產(chǎn)物中甲胺總含量(wt％)18.6724.9927.9233.3836.48同時我們還應(yīng)當(dāng)留意到，降低N/C雖然為提高單位時間空間產(chǎn)量，但由于降低N/C導(dǎo)致一、二甲胺的產(chǎn)率下降，而高產(chǎn)率的三甲胺又往往是工業(yè)上不大量須要的產(chǎn)品，加上N/C過低，會使原料甲醇相對過剩而造成許多副反應(yīng)，增加原料的消耗定額，所以工業(yè)生產(chǎn)中一般很少接受過低的N/C。總之，依據(jù)對產(chǎn)品的支配和平衡，原料及動力消耗、設(shè)備投資狀況，確定合適的配比來依據(jù)生產(chǎn)任務(wù)不同隨時變更是很重要的。常用的幾種配比（N/C）H2OCH3OHNH3CH3NH2(CH3)2NH(CH3)3N常規(guī)運用配比原料液WT％≤225-2759-624-60.05-17-8.5N/C3(配料比＝4)合成液WT％反應(yīng)溫度425℃,空速2，反應(yīng)壓力150公斤/cm218≤0.150-5212-139-1010-11只取二甲胺為產(chǎn)品原料液WT％≤218-1939-4010-111-220-28N/C1.3-1.5(配料比＝2.5±0.1)合成液WT％反應(yīng)溫度425℃,空速3-4，反應(yīng)壓力150公斤/cm212-14≤0.535-3611-1212-1427-29只取一、二甲胺為產(chǎn)品原料液WT％≤226-2845-471-21-220-23N/C12-14(配料比＝2.3±0.1)合成液WT％反應(yīng)溫度425℃,空速3-4，反應(yīng)壓力150公斤/cm216-18≤0.631-3910-1111-1322-24應(yīng)當(dāng)留意，原料中含水會抑制甲胺的生成。由于甲醇氨化反應(yīng)事實上是一個逐步脫水過程，所以增加原料中水的含量會抑制甲胺生成反應(yīng)的進(jìn)行。但是，水的存在對三種甲胺生成的抑制是有區(qū)分的，在同一壓力、溫度以及同樣的NH3和CH3OH濃度下。水的濃度增加N倍，則平衡時一甲胺的濃度削減N倍，而三甲胺削減N2倍，這說明過量水的存在對三甲胺生成抑制最厲害。甲胺生產(chǎn)是以甲醇和氨為原料，在加壓和高溫下，接受甲醇和氨連續(xù)氣相催化胺化的方法合成粗甲胺以上主要從甲胺合成的熱力學(xué)原理、化學(xué)平衡原理等基礎(chǔ)理論動身，闡述了甲醇和氨氣相催化法生產(chǎn)工藝的可行性以及對連續(xù)進(jìn)料甲胺合成裝置生產(chǎn)實力的重要意義，同時粗略介紹了甲胺合成工藝的反應(yīng)條件在合成過程中的作用。以保證在提高生產(chǎn)強度的同時，得到優(yōu)質(zhì)的粗甲胺，滿足下游甲胺精餾工序的須要。五、精餾系統(tǒng)精餾操作分為五個精餾塔、一個吸取塔，在整個精餾操作中，依據(jù)一二三甲胺的性質(zhì)，環(huán)保廢水的處理原則，精餾步驟是：脫氨、萃取、脫水、分別、環(huán)保處理。1、Ⅰ塔（脫氨塔）因為合成反應(yīng)是放熱反應(yīng)，為了平衡反應(yīng)溫度，在化學(xué)反應(yīng)的過程中，加入了過量的液氨，由于氨和三種甲胺比較，比重最小，還因為由于氨的存在，嚴(yán)峻影響了三種甲胺的產(chǎn)品質(zhì)量，故首先要除去系統(tǒng)反應(yīng)后的液氨。Ⅰ塔進(jìn)料口有兩個，分別在第四、五填料層（目前選擇第五層填料進(jìn)料口進(jìn)料），在Ⅰ塔進(jìn)料管上連有混胺計量泵出口來管線，這個管線是帶料管線，它可以將配料系統(tǒng)的不合格槽內(nèi)物料帶入Ⅰ塔精餾（平常一般不用）。合成液（組分：氨：35%、甲醇：0.1%、一甲胺：15%、二甲胺：25%、三甲胺：25%）進(jìn)入Ⅰ塔（T-701）后，精餾塔底部由再沸器(E-705)11Kg蒸汽加熱。上升的輕組分(氨)經(jīng)塔頂進(jìn)入兩臺列管式冷凝器(E-706ab)冷凝，由氣相變?yōu)橐合嗪筮M(jìn)入回流罐（V-705），通過泵前過濾器（FL-705）過濾后，由回流泵（P-705ab）一部分回流、一部分采出至配料的共沸物貯槽（V-717）。塔底物料被加熱后的重組分經(jīng)釜液冷卻器（E-721）向Ⅱ塔進(jìn)料。當(dāng)釜液排料不合格帶氨時，塔底排料至事故槽(V-704)置換合格后，再排向Ⅱ塔進(jìn)料。通過塔底加熱蒸汽和塔頂回流調(diào)整作用，精餾Ⅰ塔的溫度分別限制：塔頂45℃、靈敏點：92℃、塔底：110℃。運用冷凝器循環(huán)水上水（以及放空量）水量，限制塔壓：1.65MPa。塔頂餾出物組分：氨：90%一甲胺：2%三甲胺：8%塔底餾出物組分：甲醇：0.1%一甲胺：25%二甲胺：30%三甲胺：45%2、Ⅱ塔（萃取塔）處理Ⅰ塔來料或一塔釜液貯槽料液，利用水做萃取劑，將溶解度最小的三甲胺和其他組份分別，從塔頂餾出合格的三甲胺去成品配制崗位或者返回配料混胺罐（V-703）重新配料，其他組份經(jīng)塔釜排出去三塔脫水。依據(jù)三甲胺在確定溫度和壓力下，在萃取劑——水中的溶解度為0的性質(zhì)，實行水作為萃取劑，將三甲胺從混胺中分別出來。萃取水的加入流程上有兩種；一種是本系統(tǒng)的冷凝液，一種是運用Ⅴ塔釜液。因為Ⅴ塔釜液處理量較多，一部分作為Ⅱ塔萃取水的時候，還有部分廢水須要送至生化進(jìn)行環(huán)保處理，由于外排生化水量的影響，萃取水溫波動較大（萃取水水溫指標(biāo)：80±5℃），故現(xiàn)在不運用Ⅴ塔釜液作為萃取水運用，現(xiàn)運用的萃取水為本系統(tǒng)的蒸汽冷凝液。Ⅱ塔為雙浮閥塔板精餾塔，進(jìn)料口3個（分別在28、32、36塔板），進(jìn)水口2個（54、56塔板）。目前選擇在32塔板進(jìn)料口進(jìn)料，54塔板進(jìn)水，物料進(jìn)入精餾塔內(nèi)，經(jīng)塔底再沸器（E-707）加熱后，不溶的汽態(tài)三甲胺以輕組分形式從塔頂餾出，經(jīng)塔頂冷凝器（E-708）冷凝成液相，進(jìn)入回流罐（V-707），通過回流泵前過濾器（FL-706ab）過濾后，由回流泵（P-706ab）一部分回流、一部分采出去濃槽或者返回配料（V-703）接著運用。在回流泵(P-706a)前過濾器進(jìn)口，配有一塔釜液貯槽（V-714ab）帶料的間接進(jìn)料管，在回流泵出口配有出料管和Ⅱ塔進(jìn)料管連接。這樣就可以依據(jù)生產(chǎn)的須要，完成用Ⅱ塔回流泵將一塔釜液貯槽的不合格物料帶入Ⅱ塔進(jìn)行再次精餾的操作。在一塔釜液貯槽外部配有蒸汽加熱套管，主要是為了對槽內(nèi)物料加熱，起到上升壓力的作用，能夠達(dá)到泵進(jìn)口的帶料壓力。一塔釜液貯槽（V-714ab）中的物料一般都是不合格物料，物料來源：Ⅰ塔釜排料、Ⅲ中采出、Ⅳ中采出、Ⅳ側(cè)采出。塔底物料被加熱后的重組分經(jīng)釜液冷卻器（E-714）向Ⅲ塔進(jìn)料。當(dāng)釜液排料不合格帶三甲胺時，塔底排料至事故槽(V-704)置換合格后，再排向Ⅲ塔進(jìn)料。通過塔底加熱蒸汽和塔頂回流調(diào)整作用，精餾Ⅱ塔的溫度分別限制：塔頂80℃、靈敏點：110℃、塔底：140℃。運用冷凝器循環(huán)水上水（以及放空量）水量，限制塔壓：0.8MPa。塔頂餾出物組分：氨：0.01%一甲胺：0.1%二甲胺：0.1%三甲胺：99%塔底餾出物組分：甲醇：0.1%一甲胺：7%二甲胺：8%水：85%3、Ⅲ塔（脫水塔）將Ⅱ塔送來的合格釜液進(jìn)行精餾分別。塔頂蒸出一、二甲胺混合物送Ⅳ塔進(jìn)行分別，塔釜排出含少量甲醇和胺的水溶液送Ⅴ塔環(huán)保處理。Ⅲ塔為填料塔，共7層填料，進(jìn)料口2個，分別在第三、四層填料上方進(jìn)料，目前接受第四層填料進(jìn)料口進(jìn)料。物料進(jìn)入精餾塔內(nèi)，經(jīng)塔底再沸器（E-710）加熱后，不溶的汽態(tài)一、二甲胺以輕組分形式從塔頂餾出，經(jīng)塔頂冷凝器（E-709）冷凝成液相，進(jìn)入回流罐（V-708），通過回流泵前過濾器（FL-707）過濾后，由回流泵（P-707ab）一部分回流、一部分采出去Ⅳ塔進(jìn)料進(jìn)行最終分別。當(dāng)回流罐采出的物料不合格時，選擇去一塔釜液貯槽（V-714ab），待置換合格后，方改采去Ⅳ塔。塔底物料被加熱后的重組分大部分是水，去Ⅴ塔進(jìn)行環(huán)保處理。另還有工藝管道是去合成開工氣化器加熱管道和經(jīng)過熱交換后，再去Ⅴ塔進(jìn)料的管道。目前，我們未運用Ⅲ塔釜的物料（160℃）對合成開工氣化器加熱，是因為總管蒸汽的流量比Ⅲ塔釜的排料流量相對穩(wěn)定。假如運用Ⅲ塔釜排料的高溫物料加熱，由于流量的不穩(wěn)定，勢必會造成合成的開工氣化器被加熱的原料溫度波動大，合成反應(yīng)條件也隨之波動。故我們現(xiàn)在只是把Ⅲ塔釜的排料干脆進(jìn)入Ⅴ塔進(jìn)行環(huán)保處理。精餾Ⅲ塔的溫度分別限制：塔頂55℃、靈敏點：120℃、塔底：160℃。運用冷凝器循環(huán)水上水（以及放空量）水量，限制塔壓：0.6MPa。塔頂餾出物組分：氨：0.01%一甲胺：40%二甲胺：60%塔底餾出物組分：甲醇：0.1%一甲胺：0.1%二甲胺：0.1%水：99.7%4、Ⅳ塔（分別塔）依據(jù)一、二甲胺的沸點差異，將Ⅲ塔頂來的餾出液進(jìn)行精餾分別，一甲胺從塔頂采出，二甲胺從側(cè)線采出，合格品去濃槽，不合格品返回配料或去一塔釜液儲槽，重新精餾，依據(jù)生產(chǎn)狀況如塔釜含水量超標(biāo)，將塔釜液經(jīng)零時軟管適量多次排至Ⅴ塔處理。Ⅳ塔為8層填料塔，進(jìn)料口兩個，分別從第四、第五層填料上方進(jìn)料，現(xiàn)選擇第四層進(jìn)料口進(jìn)料。物料進(jìn)入精餾塔內(nèi)，經(jīng)塔底再沸器（E-712）加熱后，不溶的汽態(tài)依據(jù)一、二甲胺的沸點不同，一甲胺以相對輕組分形式從塔頂餾出，經(jīng)塔頂冷凝器（E-711）冷凝成液相，進(jìn)入回流罐（V-709），通過回流泵前過濾器（FL-708）過濾后，由回流泵（P-708ab）一部分回流、一部分采出去一甲胺濃槽或者返回混胺罐（V-703）接著配料運用。當(dāng)回流罐采出的物料含二甲胺較多時，選擇去一塔釜液貯槽（V-714ab），待一甲胺合格時方改去濃槽或返配料混胺罐。二甲胺從第8層填料上方經(jīng)側(cè)線冷卻器（E-713）一部分回流至精餾塔內(nèi)，一部分采出至二甲胺濃槽，當(dāng)二甲胺不合格時采去一塔釜液貯槽（V-714ab）置換，合格后改去濃槽。塔底配有臨時排料導(dǎo)淋，當(dāng)重組份水含量增高時，接臨時金屬軟管適量多次去Ⅴ塔處理。精餾Ⅲ塔的溫度分別限制：塔頂50℃、靈敏點：68℃、