이 공정은 주로 사료 증발 및 예열, 촉매 반응, 생성물 응축 및 흡수, 그리고 생성물 분리 및 정제의 네 가지 공정으로 구성된다.
1. 공급원의 증발 및 과열:
메탄올과 액체 암모니아를 특정 비율로 혼합한 후 예열하고, 증발기에서 완전히 기화시킨 다음 필요한 반응 온도까지 추가적으로 과열한다.
2. 촉매 반응:
과열된 공급 가스는 일반적으로 매크로다공성 강산성 양이온 교환 수지 또는 알루미나-실리카 기반 촉매가 충진된 고정층 반응기에 주입된다. 제어된 온도(350–450°C) 및 압력(2.0–5.0 MPa) 하에서 메탄올과 암모니아는 단일에틸아민(MMA), 디메틸아민(DMA), 트라이메틸아민(TMA)의 혼합물을 생성하기 위해 연속적인 기상 촉매 아민화 및 알킬화 반응을 거친다. 이러한 반응은 가역적이며 발열 반응이다.
3. 생성물 응축 및 흡수:
반응기에서 나온 뜨거운 배출 가스는 열교환기를 통해 냉각된 후 응축 및 흡수 시스템으로 들어갑니다. 반응하지 않은 암모니아, 수증기 및 메틸아민 혼합물이 응축되고 흡수됩니다. 응축 불가능한 가스(예: 수소, 메탄)는 오프가스로 시스템에서 배출됩니다.
4. 제품 분리 및 증류:
응축된 혼합물을 일련의 증류탑에 공급하여 분리합니다. 먼저 암모니아 탑에서 반응하지 않은 암모니아를 회수하여 다시 반응 시스템으로 재순환시킵니다. 이후 혼합물은 일련의 증류탑을 통과하며 각 성분의 끓는점 차이를 이용해 단메틸아민(MA), 이메틸아민(DMA), 삼메틸아민(TMA)을 순차적으로 분리합니다. DMA가 가장 높은 시장 수요를 가지나, TMA가 열역학적으로 생성되기 쉬운 제품이므로, 분리된 TMA의 일부를 종종 반응기로 다시 순환시켜 TMA의 생성을 억제하고 더 높은 가치를 가지는 DMA의 수율을 높입니다.
일. 기술적 특징
1. 유리한 원자재: 주요 원료인 메탄올과 암모니아는 구하기 쉽고 저렴하다.
2. 생산 규모 및 연속성: 이 공정은 연속적인 기상상 작동 방식으로, 자동화가 용이하며 대규모 산업 생산에 적합하다.
3. 공학적 및 운영 가능성: 반응 조건(온도 및 압력)이 비교적 온화하여 장비 재료에 특별한 요구를 하지 않는다. 이러한 공정 조건은 달성 및 유지가 용이하다.
4. 촉매 선택성: 매크로다공성 강산성 이온교환 수지 또는 개질 제올라이트 촉매를 사용함으로써 높은 활성과 선택성을 제공하여 촉매 수명을 연장시킨다.
5. 에너지 통합: 이 공정은 반응열을 효과적으로 활용하고 스트림 간 열교환(예: 고온의 반응기 배출물로 공급원료 예열)을 통해 에너지 소비를 크게 줄인다.
6. 제품 슬레이트 유연성: 트리메틸아민의 일부를 반응기로 재순환하는 핵심 기술을 통해 모노-, 다이-, 트리메틸아민 제품 비율을 유연하게 조정할 수 있어 시장 수요에 신속하게 대응할 수 있습니다.
7. 기술 성숙도 및 보급 현황: 본 기술은 종합적인 장점을 제공하며, 현재 메틸아민 생산 분야에서 가장 널리 채택되고 있으며 성숙하고 주도적인 산업 공법입니다.
이 . 제품 사양
1. 모노메틸아민(MMA)
표 2-1 모노메틸아민(MMA) 제품 품질 사양 (HG/T 2972-2017)
항목 |
사양 |
|||||
무수 모노메틸아민 |
수용성 모노메틸아민 용액(40중량%) |
|||||
고순도 등급 |
산업용 등급 |
기술 등급 |
고순도 등급 |
산업용 등급 |
기술 등급 |
|
외관 |
- |
무색 투명한 액체로, 눈으로 확인했을 때 기계적 불순물이 없음. |
||||
암모니아, w/%, 이하 |
0.05 |
0.10 |
0.20 |
0.02 |
0.05 |
0.10 |
단일메틸아민, w/% , ≥ |
99.5 |
99.0 |
98.5 |
40.0 |
40.0 |
40.0 |
이메틸아민, w/% , ≤ |
0.10 |
0.15 |
0.20 |
0.04 |
0.06 |
0.10 |
트리메틸아민, w/%, 이하 |
0.05 |
0.10 |
0.20 |
0.02 |
0.05 |
0.10 |
물, w/% , ≤ |
0.20 |
0.30 |
0.40 |
- |
- |
- |
2. 이메틸아민(DMA)
표 2-2 이메틸아민(DMA) 제품 품질 사양 (HG/T 2973-2017)
항목 |
사양 |
|||||
무수 이메틸아민 |
수용성 이메틸아민 용액(40중량%) |
|||||
고순도 등급 |
산업용 등급 |
기술 등급 |
고순도 등급 |
산업용 등급 |
기술 등급 |
|
외관 |
- |
무색 투명한 액체로, 눈으로 확인했을 때 기계적 불순물이 없음. |
||||
암모니아, w/% , ≤ |
0.02 |
0.05 |
0.10 |
0.01 |
0.02 |
0.05 |
단일메틸아민, w/% , ≤ |
0.10 |
0.15 |
0.20 |
0.05 |
0.08 |
0.10 |
디메틸아민, w/%, 이상 |
99.5 |
99.0 |
98.5 |
40.0 |
40.0 |
40.0 |
트리메틸아민, w/%, 이하 |
0.05 |
0.10 |
0.20 |
0.02 |
0.05 |
0.10 |
메탄올, w/%, 이하 |
소유자와 공급업체가 별도로 명시함 |
소유자와 공급업체가 별도로 명시함 |
||||
물, w/%, 이하 |
0.20 |
0.30 |
0.40 |
- |
- |
- |
비고: 본 제품은 고순도 등급 사양을 충족함이 보장됩니다.
3. 트리메틸아민(TMA)
표 2-3 트리메틸아민(TMA) 제품 품질 사양(GT/T 24770-2009)
| 등급 | 고순도 등급 | 산업용 등급 | 기술 등급 |
| 외관 | 무색 투명 액체 | ||
| 모노메틸아민, % 이하 | 0.02 | 0.1 | 0.2 |
| 디메틸아민, % 이하 | 0.05 | 0.15 | 0.25 |
| 트리메틸아민, % ≥ | 99.5 | 99 | 98 |
| 암모니아, % ≤ | 0.01 | 0.03 | 0.1 |
| 물, % ≤ | 0.5 | 1 | 1.5 |
| N,N-디에틸메틸아민(디에틸아민 기준), % | 소유자와 공급업체가 별도로 명시함 | ||
비고: 본 제품은 고순도 등급 사양을 충족함이 보장됩니다.