13. Технологическая схема производства алкиламинов из аммиака и спирта.

Синтез аминов из спиртов проводится в газовой фазе при 380— 450 °С и ~50 ат. Давление применяют для повышения производи­тельности установки и подавления побочных процессов дегидрата­ции спирта. Катализатором служит активная окись алюминия, и в этом оформлении реакция является типичным гетерогеннокаталитическим процессом. Мольное отношение аммиака и спирта (метило­вого или этилового) составляет около 4: 1, причем нежелательный продукт реакции (чаще всего триалкиламин) возвращается на алкилирование и циркулирует в системе.

Спирт, жидкий аммиак и обратный амин из напорных баков 1, 2 и 3 непрерывно поступают под давлением в смеситель 4, а полученный раствор стекает в емкость 5. Из нее жидкость забирается насосом 6, сжимается до 50 ат и подается % теплообменник 7, где она испаряется и нагревается за счет тепла горячих газов, выходящих из реактора. Затем пары нагреваются до температуры реакции в дополнительном подогревателе 8, рабо­тающем на газах сгорания жидкого или газообразного топлива, и поступают в реактор 9. Последний представляет собой цилиндрический стальной аппарат, заполненный катализатором и не имеющий поверхностей теплообмена. В нем протекает синтез аминов, а также реакции переалкилирования. Реакционные газы проходят дроссельный вентиль 10 для снижения давления до 15—25 ат к поступают в теплообменник 7 для нагрева исходной смеси.

Затем реакционная смесь направляется на дальнейшую перера­ботку, в которой последовательность операций зависит от типа получаемых аминов. Моно-, ди- и триметиламины имеют довольно близкие температуры кипения (—6,8, + 7,4 и +3,5°С), поэтому вначале отделяют более высококипящую воду, затем — азеотропную смесь аммиака с триметиламином (возвращаемую обратно на реакцию) и, наконец, в последней ректификационной колонне раз­деляют моно- и диметиламин, имеющие заметную разницу в тем­пературах

Моно-, ди- и триэтиламины кипят соответствен­но при 16,5, 55,9 и 89,5 °С. Различие это достаточно велико, причем здесь наиболее рационально в первую очередь отделить от продук­тов реакции аммиак.кипения.

Экономичность синтеза аминов во многом зависит от системы регенерации непрореагировавшего аммиака, который всегда берут в значительном избытке к алкилирующему реагенту. Схема реге­нерации с получением жидкого аммиака и возвращением его на реакцию также приведена на рисунке.

Газообразный аммиак со стадии разделения продуктов реакции проходит последовательно несколько абсорберов 11. Только последний из них орошается чи­стой водой, а предыдущие — все более концентрированной аммиач­ной водой, подаваемой из куба последующего абсорбера.

Рисунок 83 - Технологическая схема производства алкиламинов нз аммиака и спирта: 1, 2, 3 — напорные баки; 4 — смеситель; 5 —сборник шихты; 6, 11 — насосы; 7, 13 — теплообменники; 8 — подогреватель; 9 — реактор; 10 — дроссельный вентиль; 11 — абсорберы аммиака; 14 — отпарная колонна;

15 — конденсатор-дефлегматор; 16 — сборник жидкого аммиака.

Тепло, выделяющееся при растворении, отводится в выносных холодиль­никах (на схеме не изображены). Из последнего абсорбера оста­точный газ, содержащий только следы аммиака, сбрасывается в атмосферу, а жидкость из куба первого аппарата представляет собой концентрированный водный раствор аммиака. Насос 12 сжи­мает его примерно до 14 ат, что необходимо для последующей кон­денсации аммиака при охлаждении водой. Полученная аммиачная вода подогревается в теплообменнике 13 кубовой жидкостью из колонны 14 и поступает на одну из тарелок этой колонны, в кото­рой происходит разделение аммиака и воды. Кубовая жидкость (вода) отдает свое тепло аммиачной воде, идущей на ректифика­цию, в теплообменнике 13 и после, дополнительного охлаждения возвращается на абсорбцию аммиака. Пары аммиака с верха ко­лонны 14 конденсируются в дефлегматоре 15, причем часть кон­денсата возвращается в качестве флегмы, а остальное количество собирается в емкости 16 и оттуда снова направляется на реакцию. При жидкофазном синтезе аминов, когда применяют водный аммиак, его регенерация завершается в абсорберах 11 с получе­нием раствора той концентрации, которая необходима для прове­дения реакции. В этом случае ректификации раствора, естественно, не требуется.