Nhà máy Methylamines

Quy trình chủ yếu bao gồm bốn phần: Bốc hơi & Đun nóng trước nguyên liệu, Phản ứng xúc tác, Ngưng tụ & Hấp thụ sản phẩm, và Tách & Chưng cất sản phẩm.

1. Bốc hơi & Quá nhiệt nguyên liệu:

Methanol và amoniac lỏng, trộn theo tỷ lệ nhất định, được đun nóng sơ bộ, hoàn toàn hóa hơi trong thiết bị bốc hơi và tiếp tục quá nhiệt đến nhiệt độ phản ứng yêu cầu.

2. Phản ứng xúc tác:

Khí nguyên liệu đã quá nhiệt đi vào reactor dạng lớp cố định chứa chất xúc tác, thường là nhựa trao đổi cation axit mạnh dạng macroporous hoặc xúc tác dựa trên silica-alumina. Trong điều kiện nhiệt độ kiểm soát (350–450°C) và áp suất (2,0–5,0 MPa), methanol và amoniac trải qua các phản ứng amin hóa và ankyl hóa liên tiếp ở pha hơi có xúc tác để tạo ra hỗn hợp gồm monoethylamine (MMA), dimethylamine (DMA) và trimethylamine (TMA). Các phản ứng này là thuận nghịch và tỏa nhiệt.

3. Ngưng tụ & Hấp thụ sản phẩm:

Khí thải nóng từ phản ứng được làm nguội qua các thiết bị trao đổi nhiệt, sau đó đi vào hệ thống ngưng tụ và hấp thụ. Amoniac chưa phản ứng, nước và hỗn hợp metylamin được ngưng tụ và hấp thụ. Các khí không ngưng (ví dụ: hydro, metan) được xả ra khỏi hệ thống dưới dạng khí thải.

4. Tách sản phẩm & Chưng cất:

Hỗn hợp ngưng tụ được đưa vào một dãy các cột chưng cất để tách biệt. Đầu tiên, cột amoniac sẽ thu hồi amoniac chưa phản ứng, sau đó được tuần hoàn trở lại hệ thống phản ứng. Tiếp theo, hỗn hợp đi qua một chuỗi các cột chưng cất nơi mono-, di- và trimetylamin được tách riêng lần lượt dựa trên điểm sôi khác nhau. Do DMA có nhu cầu thị trường cao nhất nhưng TMA là sản phẩm thuận lợi về mặt nhiệt động học, nên một phần TMA đã tách thường được tuần hoàn trở lại buồng phản ứng để kìm hãm sự hình thành của nó và tăng hiệu suất tạo ra DMA – sản phẩm có giá trị hơn.

i. Đặc điểm kỹ thuật

1. Nguyên liệu có lợi thế: Các nguyên liệu chính là methanol và amoniac, dễ dàng có được và giá thành thấp.

2. Quy mô và tính liên tục trong sản xuất: Quá trình này là hoạt động pha hơi liên tục, dễ tự động hóa và phù hợp với sản xuất công nghiệp quy mô lớn.

3. Khả năng kỹ thuật và vận hành: Điều kiện phản ứng (nhiệt độ và áp suất) tương đối ôn hòa, không yêu cầu đặc biệt về vật liệu thiết bị. Những điều kiện quá trình này dễ dàng đạt được và duy trì.

4. Tính chọn lọc của xúc tác: Việc sử dụng các nhựa trao đổi ion axit mạnh dạng macroporous hoặc xúc tác zeolit đã được cải biến mang lại hoạt tính và tính chọn lọc cao, góp phần kéo dài tuổi thọ xúc tác.

5. Tích hợp năng lượng: Quy trình tận dụng hiệu quả nhiệt phản ứng và trao đổi nhiệt giữa các dòng (ví dụ: sử dụng dòng sản phẩm nóng từ reactor để gia nhiệt trước cho dòng nguyên liệu), giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng.

6. Tính linh hoạt trong cơ cấu sản phẩm: Kỹ thuật then chốt là tái chế một phần trimethylamine trở lại phản ứng tạo điều kiện điều chỉnh linh hoạt tỷ lệ sản phẩm mono-, di- và trimethylamine, cho phép thích ứng nhanh nhạy với nhu cầu thị trường.

7. Độ trưởng thành và mức độ phổ biến của công nghệ: Công nghệ này mang lại các ưu thế toàn diện và hiện là phương pháp công nghiệp được áp dụng rộng rãi nhất, trưởng thành nhất và chiếm ưu thế trong sản xuất methylamine.

hai . đặc tính sản phẩm

1. Monomethylamine (MMA)

Bảng 2-1 đặc điểm chất lượng sản phẩm monomethylamine (MMA) (HG/T 2972-2017)

 2. Dimethylamine (DMA)

Bảng 2-2 Đặc điểm chất lượng sản phẩm dimethylamine (DMA) (HG/T 2973-2017)

Ghi chú: sản phẩm được đảm bảo đáp ứng tiêu chuẩn độ tinh khiết cao.

3. Trimethylamine (TMA)

Bảng 2-3 đặc điểm chất lượng sản phẩm trimethylamine (TMA) (GT/T 24770-2009)

Ghi chú: sản phẩm được đảm bảo đáp ứng tiêu chuẩn độ tinh khiết cao.