Получение моноэтаноламина

    Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

    Казанский Государственный Технологический  Университет 

    Кафедра ТООНС 
 
 
 
 
 

    Реферат на тему:

    «Получение моноэтаноламина» 
 

       
 
 

    Выполнила:

    студентка гр. 417111

    Хайрутдинова  Диляра

    Проверили:

    ст. преподаватель

    Медведева Ч.Б.,

    Гончарова И.Н. 
 
 
 

    Казань 2011

    Содержание 

    Введение                                                                                              

    Основная  часть                                                                       

    1. Физические и химические свойства                                                     

    2. Область применения                                                                            

    3. Требования ТУ 2423-159-00203335-2004                                         

    4. Методы производства                                                                         

    5. Описание технологической схемы

    получения МЭА                                                                                    

    6. Принципиальная схема материальных потоков производства этаноламинов на ОАО Казаньоргсинтез                                                       

    7. Выводы                                                                     

    8. Список использованной литературы                                                  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Введение 

    Этаноламины впервые были синтезированы Вюрцем в 1860 году нагреванием этиленхлоргидрина и водного аммиака в герметичной трубе.

    Кнорр в 1897 году сообщил о реакции оксида этилена с аммиаком и разделении моно-, ди-, триэтаноламинов фракционной дистилляцией. Производство моноэтаноламинов стало доступно с 1931 года. Промышленное значение этаноламинов стало расти с 1945 года, когда началось широкомасштабное производство оксида этилена. В СССР первое промышленное производство этаноламинов организовано в 1949 году.

    На  сегодняшний день индустрия этаноламинов занимает значительный сегмент мирового химического комплекса. Общий мировой  объем выпуска этаноламинов составляет около 1000 тыс.тонн/год, в том числе: США 525 тыс.тонн/год. Западная Европа 275 тыс.тонн/год, Азия и Австралия 150 тыс.тонн/год, Россия 40 тыс.тонн/год.

    Основными направлениями применения этаноламинов являются: очистка природных и  технологических газов от кислых примесей в нефтегазовой и азотной промышленности. Кроме того, их используют в металлообработке, в качестве растворителей и ПАВ, в производстве этилендиамина и гербицидов, в текстильной промышленности, при производстве цементов для интенсификации помола, пестицидов - в качестве эмульгаторов. 
 
 
 
 
 
 
 

    Основная  часть 

    1. Физические и химические  свойства

    Моноэтаноамин HOCH₂СH₂NH₂ – бесцветная вязкая гигроскопичная жидкость со специфичным аминным запахом, неограниченно смешивается с водой, хорошо растворяется в этаноле, бензоле, хлороформе, плохо - в гептане. Обладает свойствами аминов и спиртов.; молекулярная масса 61,08, т.кип. 170-171^оС, т. пл. 10,6^оС, d₂₀ 1,0159 г/см³, n_D 1,4541, вязкость η мПа * с (25°С) - 19, т.самовоспл. 450 ^оС, ПДК 1 мг/м³.

    Моноэтаноламин  очень горюч, однако его водные растворы не такие огнеопасные. А вот по воздействию на человека моноэтаноламин представляет вещество второго класса опасности. Ко всему прочему, моноэтаноламин – соединение, обладающее щелочными признаками и свойствами, поэтому при попадании на кожу может образоваться ожог. Тушат вещество с помощью обыкновенной воды, порошковых соединений или же пены.

      
 

    2. Область применения

    МЭА очень широко применяется во многих отраслях производства и промышленности - нефтяной, газовой и других. На нефтехимических и газовых предприятиях рассматриваемый окисел используют чаще как абсорбент для "кислых" газов (СО₂, H₂S, SO₂ и др.). В текстильной и фармацевтической отраслях это соединение помогает производить пластмассы, которые стабилизируют эмульсию при изготовлении некоторых антигистаминных лекарств. Ко всему выше сказанному моноэтаноламин применяется при производстве косметической, бытовой химии, в качестве сырья для получения шампуня, эмульгаторов, стабилизаторов пен, моющих и чистящих средств, ПАВ и других средств. Также с использованием моноэтаноламина получают этилендиамин, N-винилпирролидон и некоторые другие вещества. При нитровании этаноламинов образуются взрывчатые вещества. 

    3. Требования ТУ 2423-159-00203335-2004

    1. Физико-химические показатели:

 

    2. Параметры эксплуатации:

    Упаковка, транспортирование и хранение: моноэтаноламин заливают в стальные бочки. Транспортируют в крытых железнодорожных вагонах и в крытых транспортных средствах автомобильным транспортом, а также в собственных или арендованных железнодорожных цистернах и в автомобильных цистернах.

    Моноэтаноламин  хранят в герметично закрытых бочках под навесом или в закрытых складских помещениях вдали от отопительных приборов, а также в резервуарах  на открытых площадках под подушкой инертного газа, при температуре  от минус 40 до 50°С. Не допускается совместное хранение с едкими, агрессивными продуктами, особенно с азотной кислотой и в присутствии хлора.

    Гарантийный срок хранения МЭА высшего и первого сортов - один год, второго и третьего сортов - 3 года со дня изготовления.

    Выпускается на:

    - ОАО "СИНТЕЗ" Дзержинск

    - ОАО КАЗАНЬОРГСИНТЕЗ 

    4. Методы производства

    Этаноламин  получают действием аммиака на этиленхлоргидрин (2-хлорэтанол):

    HOCH₂CH₂Cl + NH₃  →  HOCH₂CH₂NH₂ +HCl

    В промышленности синтез этаноламинов основан на взаимодействии окиси этилена и аммиака при давлении 11 - 12 МПа (110-120 кгс/см²) и температуре 115-125°С в присутствии воды в качестве катализатора (в количестве 4,0 ± 0,5%).

    Процесс осуществляют в одну стадию. При соотношении этиленоксид : аммиак (1:15) продукт реакции содержит 78,3% моно-, 16% ди- и 4,4% триэтаноламинов. Конверсия этиленоксида 100%. Состав смеси этаноламинов регулируют количеством NH₃, температурой процесса и направлением в рецикл одного или двух этаноламинов. Образующуюся смесь этаноламинов, Н₂О и NH₃ разделяют ректификацией, при этом аммиак в сжиженном виде направляется в рецикл; Н₂О, моно-, ди- и триэтаноламины выделяют ректификацией.

    Протекающие реакции:

    (CH₂)₂O + NH₃   →  HOCH₂CH₂NH₂

    2 HOCH₂CH₂NH₂ + 3 (CH₂)₂O  →  (HOCH₂-CH₂)₂NH + (HOCH₂-CH₂)₃N

    Скорости  присоединения первой, второй и третьей молекул окиси этилена одинаковы. Поэтому, даже если в реакцию вводят эквимольные количества окиси этилена и аммиака, в продуктах реакции все равно содержатся все три этаноламина.

    Табл. 1. Зависимость состава смеси этаноламинов от соотношения окиси этилена и аммиака

 

    Применение  избытка окиси этилена приводит к дальнейшей конденсации и образованию оксиэтилированных производных триэтаноламина. 

    5. Описание технологической  схемы получение МЭА

    Схема производства этаноламинов показана на рис. 1. Пары окиси этилена из испарителя 5 подают в нижнюю часть реакционного аппарата – колонны 2 – противотоком к аммиачной воде, орошающей насадку колонны 2. В испарителе 5 имеется два змеевика – в одном испаряется жидкая окись этилена, через второй змеевик пропускают водяной пар.

    Реакция образования этаноламинов протекает с выделением тепла, которое отводят охлаждающим рассолом, циркулирующим в межтрубном пространстве колонны 2. Температуру в реакционной массе поддерживают не выше 65°С. Продукты реакции, вытекающие из нижней части колоны, подогревают до 80°С в аппарате 3 и направляют в отгонную колонну 6. При подогреве до 115°С из раствора отгоняют аммиак, двуокись углерода  часть воды. Из нижней части отгонной колоны отводят водный раствор этаноламинов – этаноламин-сырец. Его подвергают ректификации в двухколонном ректификационном агрегате (колонны 8, 10).  

    

    Рис. 1. Схема получения этаноламинов:

    1 – сборник аммиачной воды; 2- ректификационная  колонна; 3, 7 – подогреватели; 4 –  сборник жидкой окиси этилена; 5 – испаритель; 6 – отгонная колонна; 8, 10 – ректификационные колонны; 9, 11 – дефлегматоры-конденсаторы; 12 – холодильник. 

    Выводы

    Этаноламины используются как сырье в органическом синтезе, в газовой и нефтяной промышленностях применяются как поглотители кислых газов и соединений, содержащих серу; входят в состав рецептур технических моющих средств, СОЖ, различных технологических жидкостей и т.д. В зависимости от степени чистоты выпускаются этаноламины как технической, так и реактивной квалификации.

    Производство этаноламинов относятся к среднетоннажным. Большинство технологических линий построено по принципу гибких технологических схем, и в состоянии обеспечить выпуск нескольких десятков наименований продуктов как по действующим стандартам, так и по специальным требованиям потребителей. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Список  использованной литературы: