具有空间位阻效应的叔丁胺基乙氧基乙醇的生产方法 【技术领域】
本发明属于一种选择性脱硫溶剂的生产方法，特别是一种具有空间位阻效应的位阻胺脱硫溶剂叔丁胺基乙氧基乙醇的生产方法。
背景技术
传统用于从酸性气体中脱除CO2和H2S的溶剂N-甲基二乙醇胺(MDEA)，虽然长期以来在国内、外得到广泛应用，且对于处理CO2含量相对较低(CO2/H2S＜1.0)的气体或在酸性气负荷较小(酸气/胺≤0.2)的条件下使用，对H2S有良好的选择脱除效果，比普通胺类溶剂可节能40％左右。但对于处理CO2含量较高(CO2/H2S＞1.0)的气体或酸性负荷较大(酸气/胺＞0.2)的气体，其选择性明显变坏。而近年来，高CO2含量的气体，如煤气、油田伴生气、炼油厂尾气、天然气等不断增多。N-甲基二乙醇胺(MDEA)作为选择性脱硫溶剂来说也越来越不能满足对较高CO2含量及酸性气负荷较大的气体净化处理的需求。针对该情况申请人在传统的选择性脱硫溶剂N-甲基二乙醇胺中加入5～20％的具有空间位阻效应地胺类溶剂叔丁胺基乙醇(TBE)，然后将其混合搅拌均匀，制成复合型有机脱硫溶剂，该溶剂虽然具有可将对H2S的选择性提高30％左右，节能25％以上等特点；但由于叔丁胺基乙醇的沸点仅为90℃(25mmHg)，挥发性强，在大多数酸性气体净化温度条件下，将导致溶剂大量挥发，增大净化成本、降低经济效益。因此，该技术又存在沸点低、挥发损耗量大，使用成本高等缺陷。
【发明内容】
本发明的目的是针对背景技术存在的缺陷，研究一种具有空间位阻效应的叔丁胺基乙氧基乙醇的生产方法，以达到在保持背景技术选择性脱硫效果的基础上，提高选择性脱硫溶剂的沸点、扩大使用范围、降低使用成本，提高经济效益等目的。
本发明的解决方案是采用叔丁胺与2-氯乙氧基乙醇在反应介质中，加温自压反应，反应物再经碱中和处理、粗馏、精馏，而制得具有空间位阻效应的脱硫溶剂叔丁胺基乙氧基乙醇，从而实现其发明目的。因此，本发明工艺方法包括：
A、加热、自压反应：首先将原料2-氯乙氧基乙醇、叔丁胺及反应介质水或/和甲醇、乙醇类低碳醇按要求比例投入反应釜内、升温，在60～200℃温度下自压反应0.5～3.0小时；所加入原料之间的摩尔比为2-氯乙氧基乙醇∶叔丁胺＝1∶1.0～4.0，而所加入反应介质的量按重量百分比计为原料总投料量的20～200wt％；
B、中和反应：将上述反应物冷却至40～70℃后，加入2-氯乙氧基乙醇摩尔量1～1.25倍的NaOH或KOH，对反应物进行中和处理0.5～1.5小时；然后降温至20～30℃冷凝回收过量的叔丁胺；
C、粗馏：将经B处理后的物料过滤、除去固体杂质后，将滤液置于150～180℃的温度和0.01～0.05MPa压力下粗馏；
D、精馏：将上述粗馏物再经精馏处理即得目的物叔丁胺基乙氧基乙醇；精馏温度180～200℃，压力0.01～0.05MPa。
上述原料叔丁胺、2-氯乙氧基乙醇和反应介质甲醇、乙醇，以及NaOH、KOH的纯度(含量)均为工业级纯度。而所述反应介质，当其为水与甲醇或/和乙醇的混合物时，各成份之间的比例可以为任意比例。
本发明所生产的产品经检测其沸点为117℃(10mmHg)，位阻系数-Es＝2.1，活性系数PKa＝10.3。用于对煤气、天然气、炼油厂尾气、液态烃等的脱硫可较背景技术节约装置投资30％，溶剂循环量减少30～35％，蒸汽消耗降低30～40％，可节约操作费用20～30％；净化后的气体中H2S含量10≤ppm。因而具有脱硫选择性好，吸收率高，应用范围广，溶剂沸点较高，循环量少，使用成本低，对气体的净化效益高等特点。
实施例1
A、将纯度为97％的乙醇2升，含量95％≥的叔丁胺657g、2-氯乙氧基乙醇450g投入反应釜内，加热到100～120℃，自压反应2.0小时；
B、将上述反应物冷却至60℃后，加入含量为95％的KOH 220g，在回流条件下中和反应1.0小时后，冷却至≤30℃回收过量的叔丁胺；
C、将上述溶液过滤后的滤液置于160℃温度及0.03MPa真空下粗馏；
D、将由C所得粗馏物再置于190℃温度和0.03MPa空真空条件下精馏后，得叔丁胺基乙氧基乙醇产品442g，该产品经色谱分析、含量95.8％。
实施例2
本实施例的工艺步骤与实施例1相同。
首先将工业纯度的91g叔丁胺、2-氯乙氧基乙醇62g及200ml(毫升)甲醇混合装入600升反应釜中，在145℃温度下自压反应1.5小时后，冷却至50℃左右，再加入22g含量为98％的NaOH并在回流条件下中和处理1.0小时，然后冷却至25℃左右回收过量的叔丁胺；再经过滤，减压，粗馏、精馏后，得叔丁胺基乙氧基乙醇产品62g，产品含量95.6％。
实施例3
本实施例以水作反应介质，将46g叔丁胺、31g2-氯乙氧基乙醇(均为工业纯)及30ml水混合，置于钢制反应釜中，反应温度160℃，压力为0.6～0.7MPa，反应50分钟后，连同反应釜冷却至65℃，再加入11g含量为98％的NaOH中和处理45分钟，将温度降至室温(28℃左右)回收过量的叔丁胺后，将反应物过滤；滤液在170℃温度及0.04MPa压力下进行粗馏；馏出物再置于190℃、0.04MPa压力条件下精馏得含量为98.1％的产品33g。本实施例反应速度快、效果好，介质不需回收，技术经济效益明显。
实施例4
本实施例以甲醇∶乙醇∶水＝1∶1∶1的混合液48ml作为反应介质，连同48g叔丁胺、32g2-氯乙氧基乙醇置于反应釜内，在162℃温度下自压反应55分钟，冷却到65℃后加入NaOH(含量98％)12g，中和处理1小时，再冷却到25℃回收过量的叔丁胺；然后将溶液过滤，最后按实施例3的条件粗馏、精馏后得含量为98.2％的产品31g。