乙醇胺生产工艺进展

从提高一乙醇胺收率或二乙醇胺收率及改善三乙醇胺产品质量等3个方面,对近年来出现的比较典型的工艺作了综述。指出今后开发乙醇胺生产工艺的发展方向为:通过改进流程、开发新型高效催化剂以及实现不同乙醇胺产品之间的转化等措施来改善产品分布,同时提高产品质量及降低能耗。     

选择性合成二乙醇胺的研究进展

对近年来在提高二乙醇胺收率方面,出现的比较典型的工艺和文献作了综述.指出今后提高乙醇胺产品中二乙醇胺收率的方向为:通过改进流程,开发新型高效催化剂以及实现不同乙醇胺产品之间的转化等手段来提高二乙醇胺产品的产量.     

乙醇胺精馏过程五塔流程模拟分析

用ASPEN11.1化工流程模拟软件,对乙醇胺分离工艺中的蒸氨塔、脱水塔、一乙醇胺塔、二乙醇胺塔、三乙醇胺塔进行了模拟计算,采用非随机双液体(NRTL)热力学计算模型,并进行了热力学参数修正,通过调整各塔的理论板数、进料位置和回流比,以及后二塔的塔顶回路质量流量等操作参数,得出各塔的最佳工艺条件。在最佳工艺条件下,分析了此分离过程的能耗问题。模拟结果表明:五塔流程分离得到的乙醇胺均能达到产品质量要求,工艺流程合理、可靠,对工程设计和工艺操作具有较强的指导作用。     

伴有平衡反应的分离过程的数学模拟(Ⅰ)板式反应精馏塔的模拟计算

本文提出了相平衡和化学平衡同时存在的多相复杂可逆反应的反应精馏计算方法。模型方程由物料衡算方程,化学平衡方程,相平衡方程,归一方程,焓衡算方程组成。模型分三层迭代求解。该算法可适用于非理想系统、反应动力学未知的快速可逆反应过程。并且对不同操作条件下的计算均能稳定收敛,可以进行操作条件的调优。应用该算法模拟计算未达到平衡的反应过程,可以预测各板上的最大转化率和各板组成。     

世界乙醇胺生产和需求现状

乙醇胺包括一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)和三乙醇胺(TEA)3种产品，其中一乙醇胺主要用于生产乙烯胺和亚胺化合物，生产个人卫生用品和去污剂：二乙醇胺主要用于生产除草剂、去污剂、个人卫生用品和炼油气体处理剂；三乙醇胺主要用于生产去污剂、个人卫生用品和混凝土。     

胺配体对铜促进剂催化不饱和聚酯树脂固化的影响

采用示差扫描量热仪(DSC)研究了市售乙酸铜促进剂(CF12)在不同升温速率和用量条件下对过氧化甲乙酮引发不饱和聚酯树脂(UPR)固化反应的影响,并考察了多种胺配体(乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二乙胺和三乙胺)对该促进剂促进活性和高温阻滞效应的影响。结果表明,采用较快升温速率可使UPR在高温下固化,CF12用量高于UPR质量的0.25%时,随CF12用量的增加,UPR固化程度逐渐增加。由于胺配体的空间位障大小不同,胺配体对乙酸铜促进活性作用依次:乙醇胺二乙醇胺二乙胺三乙胺三乙醇胺,而阻滞效应相反。乙醇胺可使乙酸铜促进剂具有更优异的促进活性和低的高温阻滞效应,可使UPR高温下固化完全。     

考虑不同产品选择性目标的乙醇胺反应精馏塔模拟与优化

提出以环氧乙烷和液氨为原料,水为催化剂,反应精馏塔合成乙醇胺的工艺。分别以一乙醇胺（MEA）和二乙醇胺（DEA）的选择性最大为目标,探讨了在同一反应精馏塔中实现不同产物选择性目标的可行性和可达到的最大选择性。研究在Aspen Plus模拟软件上进行,通过考察操作压力、水进料量、进料氨烷比、再沸比、环氧乙烷进料位置等参数对反应精馏的影响规律,取得实现不同产物选择性目标的参数优化调节方法。研究表明,大的氨烷比、水进料量和再沸比有利于提高MEA选择性,小的氨烷比、水进料量和再沸比则有利于提高DEA选择性,在优化条件下,MEA选择性可达70.30%,DEA选择性可达41.89%。与文献方法比较,采用反应精馏合成乙醇胺具有明显的优越性和操作柔性。     

屏蔽技术在二甲基乙醇胺生产中的应用

本文通过对氯乙醇和二甲胺的反应机理及动力学研究,针对以前生产过程中由于连串副反应导致收率低,提纯难的缺陷,依据有机概念图理论,提出了以屏蔽技术生产二甲基乙醇胺合成路线。通过对二甲胺与氯乙醇反应过程中各影响因素的探讨,确定了较为合适的生产工艺条件。在该工艺条件下,二甲基乙醇胺的收率远高于文献中提供的数据(70％),达到90％。     

基于实验设计的L-谷氨酸连续结晶过程优化

对于采用连续振荡挡板式结晶器进行β型L-谷氨酸的冷却结晶,提出一种基于实验设计的晶体产品尺寸分布预测模型和过程操作条件优化方法。将连续管式结晶器的振荡频率、2个区段的降温速率作为操作变量,设计一个包含3因素3水平的响应面实验方案。通过检测不同实验条件下的晶体产品弦长分布,构建一个基于双层基函数的晶体产品尺寸分布预测模型。然后引入一个关于目标晶体尺寸分布和产品收率的目标函数,并且利用上述预测模型,建立一个优化过程操作条件的方法。通过对β型L-谷氨酸冷却结晶过程的仿真和实验,验证了该方法的有效性和优点。     

循环法合成二乙醇胺工艺及条件的研究

提出在环氧乙烷与氨水反应之前,向反应器中加入事先合成的一乙醇胺,并依次将生成的一乙醇胺不断循环到反应器中合成二乙醇胺的方法。并按该循环法设计出一套反应过程易于控制、所得产品纯度高且安全卫生的试验设备。详细考察了温度、压力、氨烷比、循环次数对产物中二乙醇胺含量的影响。试验结果表明,温度为50℃,压力为0.5 MPa,氨烷比为4∶1,一乙醇胺循环5次,所得产物杂质含量较少,产物MEA、DEA、TEA摩尔比分布为13.1∶60.4∶20.8,环氧乙烷转化率可达到87.6%。     

填料塔中碱性水溶液对空气中微量CO2的净化

在填料吸收塔中研究了NaOH水溶液(0.30～0.97 kmol·m^-3)以及有机胺水溶液(MEA：0.10～0.50 kmol·m^-3;DEA：0.10～0.50 kmol·m^-3)吸收空气中微量CO₂的过程,并建立了该过程的数学模型,用NaOH水溶液吸收空气中微量CO₂的实验结果估算了填料的有效相界面积a_v,并根据有效相界面积以及有机胺水溶液吸收CO₂的实验结果预测了MEA、DEA水溶液吸收空气中微量CO₂的总反应速率常数(k_ov)_exp.由实验结果计算得到的总反应速率常数与数学模型能很好地吻合.     

填料塔中碱性水溶液对空气中微量CO2的净化

在填料吸收塔中研究了NaOH水溶液(0.30～0.97 kmol·m^-3)以及有机胺水溶液(MEA：0.10～0.50 kmol·m^-3；DEA：0.10～0.50 kmol·m^-3)吸收空气中微量CO₂的过程，并建立了该过程的数学模型，用NaOH水溶液吸收空气中微量CO₂的实验结果估算了填料的有效相界面积a_v，并根据有效相界面积以及有机胺水溶液吸收CO₂的实验结果预测了MEA、DEA水溶液吸收空气中微量CO₂的总反应速率常数(k_ov)_exp.由实验结果计算得到的总反应速率常数与数学模型能很好地吻合.     

膜吸收CO2工艺中不同吸收液对膜润湿的影响

以单乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）和N-甲基二乙醇胺（MDEA）作为吸收液,利用聚丙烯（PP）中空纤维膜组件进行分离模拟烟气中CO₂的实验研究,考察不同吸收液的脱除效率以及长时间连续运行下的膜润湿现象。建立膜相传质阻力随时间变化模型,与实验数据拟合较好。同时将膜丝在不同吸收剂中浸泡,结合接触角、场发射扫描电镜（FE-SEM）、衰减全反射红外光谱（ATR-IR）以及热重（TG）表征分析膜性能的改变。结果表明,相同浓度下,单一吸收剂的CO₂脱除效率大小为MEA > DEA > MDEA;当吸收液为1mol/L MEA时,16天后CO₂脱除效率从93.3%下降到72.1%;而吸收液为1mol/L DEA时,脱除效率从88.3%到第16天的78%,下降约12%;理论计算得吸收液为1mol/L MEA和1mol/L DEA时,膜相传质阻力分别为10564.06s/m和4881.08s/m;浸渍时间增加,膜接触角减小,疏水性减弱,同时膜孔径变大,出现润湿现象;红外光谱和热重分析表明在MEA溶液作用下膜丝出现溶胀。     

Degradation of alkanolamine blends by carbon dioxide

Aqueous solutions of MDEA, MDEA + DEA and MDEA + MEA containing 4.2 kmol/m³ total amine, were contacted with CO₂ at a partial pressure of 2.58 MPa and temperatures ranging from 120 to 180°C, in a stainless steel batch reactor. The reaction products include the known degradation compounds of the amines as well as products formed from secondary interactions in the amine blends. The rate of degradation was first order in the amines and, in magnitude, followed the sequence MDEA < MEA < DEA. Furthermore, the rate constant for MDEA was independent of amine substitution level and blend constituents. From a practical standpoint, MDEA + DEA blends would require frequent DEA make-up to maintain treating efficiency.     

Investigation mechanism of DEA as an activator on aqueous MEA solution for postcombustion CO2 capture

In this work, Diethanolamine (DEA) was considered as an activator to enhance the CO₂ capture performance of Monoethanolamine (MEA). The addition of DEA into MEA system was expected to improve disadvantages of MEA on regeneration heat, degradation, and corrosivity. To understand the reaction mechanism of blended MEA‐DEA solvent and CO₂, ¹³C nuclear magnetic resonance (NMR) technique was used to study the ions (MEACOO^‐, DEACOO^–, MEA, DEA, MEAH⁺, DEAH⁺, , ) speciation in the blended MEA‐DEA‐CO₂‐H₂O systems with CO₂ loading range from 0 to 0.7 mol CO₂/mol amine at the temperature of 301 K. The different ratios of MEA and DEA (MEA: DEA = 2.0:0, 1.5:0.5, 1.0:1.0, and 0:2.0) were studied to comprehensively investigate the role of DEA in the system of MEA‐DEA‐CO₂‐H₂O. The results revealed that DEA performs the coordinative role at the low CO₂ loading and the competitive role at high CO₂ loading. Additionally, the mechanism was also proposed to interpret the reaction process of the blended solvent with CO₂. © 2018 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 64: 2515–2525, 2018     

低分压CO2在有机胺水溶液中的溶解度

建立了一套用于测定低分压CO2在有机胺水溶液中溶解度的实验装置。在298、308 K下分别测定了低分压CO2在较低浓度的乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)水溶液中的溶解度。结果表明,在较低的溶解度下,CO2在有机胺水溶液中的平衡分压接近于0;当溶解度增大到一定程度后,平衡分压随其增加而急剧增大,同时,温度的升高和有机胺浓度的增大均能增大CO2的平衡分压。通过实验数据拟合得到的理论模型参数与实验值符合较好。     

Size controlled synthesis of well-distributed nano-silver on hydroxyapatite using alkanolamine compounds

A well-distributed nano-silver hydroxyapatite composite has been successfully prepared by a one-pot synthesis method. Hydroxyapatite was separately synthesized by a sol-gel method, then impregnated with silver nanoparticles with the mediation of Uncaria gambir Roxb. leaf extract in the presence of three kinds of alkanolamine compound; monoethanolamine (MEA), diethanolamine (DEA), and triethanolamine (TEA) as capping agents. The effect of different capping agents on the properties of the silver nanoparticles and the nano-silver hydroxyapatite composite were studied. UV–visible spectrophotometer analysis exhibited absorbance peaks at 402–439 nm which specifically corresponds to spherical silver nanoparticles. Higher optical absorbance was observed in TEA-capped silver nanoparticles, than in DEA and MEA-capped ones. X-ray diffraction (XRD) analysis showed a highly crystalline hexagonal structure for hydroxyapatite and no detected metallic silver. However, the presence of 1.65% silver was confirmed by energy dispersive x-ray (EDX) spectroscopy analysis. Transmission electron microscopy (TEM) analysis revealed spherical silver nanoparticles with a size range of 2–62 nm (smallest mean diameter of 2 nm) adhered to the hydroxyapatite surface. The TEA capped impregnated silver nanoparticles were the smallest, corresponding to the best capping performance, followed by those capped by DEA and MEA. Small-sized nanoparticles on hydroxyapatite are beneficial for highly antibacterial bone implants.     

超支化聚氨酯的合成与表征

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二乙醇胺(DEA)为反应单体,采用阶段升温的方法合成了具有超支化结构的聚氨酯(HBPU)。合成产物经分离提纯后采用红外光谱(FT-IR)和差示扫描量热(DSC)技术进行表征。研究结果表明:反应体系发生了超支化反应,生成了目标产物HBPU;该HBPU的玻璃化转变温度(Tg)达到-59.75℃,可溶于二甲基亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)等极性溶剂中;羟值滴定各代生成的HBPU的羟值,第一代HBPU羟值的理论值为4.17,测量值为4.64,说明该HBPU羟值的实测值与理论值比较接近。