三乙醇胺的应用 发布时间:2019-07-31 17:24

    【背景及概况】[1][2]

乙醇胺EA是氨基醇中最重要的产品,包括一乙醇胺 MEA、二乙醇胺 DEA和三乙醇胺TEA。乙醇胺是一种重要的有机中间体,广泛地用于表面活性剂、合成洗涤剂、石油添加剂、合成树脂和橡胶增塑剂、促进剂、硫化剂和发泡剂,以及气体净化、液体防冻、印染、医药、农药、建筑、军工等领域。乙醇胺许多下游产品是重要的精细化工中间体,同时也是我们国家较为紧俏的化工产品,因此加大乙醇胺的应用开发力度,一方面满足国内精细化工的需求,另一方面促进乙醇胺工业的快速发展。

三乙醇胺,别名三羟基三乙胺,英文名Triethanlamine。在室温下为无色透明粘稠液体,冷却到一定温度时变为白色结晶固体,有轻微氨臭味,可与多种酸反应,生成酯、酰胺和盐。主要用于表面活性剂、洗涤剂、稳定剂、乳化剂及织物柔软剂的制备,也用作硫化氨的吸收剂、润滑油抗腐蚀添加剂、水泥增强剂和润滑剂等;在化妆品配方中用其与脂肪酸中和成皂,与硫酸化脂肪醇中和成按盐。三乙醇胺的生产可分为两大类。一类是低纯度三乙醇胺生产,含量分别为75%和85%,工艺简单,国内较为普遍;另一类是高纯度三乙醇胺的生产,以混合乙醇胺为原料,同时获得一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺。产品的分离以精馏为主,工艺流程复杂,难度高,国内只有少数几家厂家生产,且质量不稳定。国内市场上的高纯度三乙醇胺以进口为主。三乙醇胺为国际防化组织第三类控制原料,国内进口都要有国家化武办监控。

【生产工艺】[1]

乙醇胺的反应是一种混合反应。目前在国内外的工艺中,不可能单独生成高纯度三乙醇胺,只有通过精馏手段获得。两条路线可获得精馏原料:(1)连续混合生产乙醇胺,以生产一乙醇胺、二乙醇胺为主,兼产少量三乙醇胺;(2)间歇生产低含量三乙醇胺,即含量为75%左右的三乙醇胺,一乙醇胺、二乙醇胺为少量。这两种生产方法各有优缺点。第一种方法相对生产高纯度三乙醇胺而言,成本较低,但受联产因素的制约较大,装置投资大;第二种方法工艺简单,投资少,联产极少量的一乙醇胺,缺点是间歇反应产生的杂质较多,特别是高沸物的含量较高,影响成品的收率。

结合现有的技术状况,选择以低纯度三乙醇胺为原料,经过三塔精馏,除去一乙醇胺、二乙醇胺和少量高沸物及水分,获得含量为99%以上的高纯度三乙醇胺。工艺流程如图:

1)由原料储槽将原料由泵经流量计计量后打至C-1塔,脱去一乙醇胺和水,经冷却后将一乙醇胺和水回收,另作处理。

2)C-1塔釜液经C-1塔底循环泵打人C-2塔进料,经C-2塔分离后,脱去二乙醇胺,二乙醇胺作为成品回收至中间槽。

3)C-2塔釜液经C-2塔底循环泵打入C-3塔进料,经C-3塔分离后,塔顶脱去少量轻组分,由C-3塔侧线得高纯度三乙醇胺,C-3塔釜液有塔底泵打人釜残槽,作为副产装桶。

【应用】[2][3][4]

三乙醇胺主要用于表面活性剂、洗涤剂、稳定剂、乳化剂及织物柔软剂的制备,也用作硫化氨的吸收剂、润滑油抗腐蚀添加剂、水泥增强剂和润滑剂等;在化妆品配方中用其与脂肪酸中和成皂,与硫酸化脂肪醇中和成按盐。

1. 表面活性剂

乙醇胺最大消费领域是表面活性剂,乙醇胺不仅可以直接合成表面活性剂,而且可以与多种酸类化合物合成重要的常用表面活性剂,如烷醇酰胺、十二烷基苯磺酰三乙醇胺等。表面活性剂应用于洗涤剂、化工等多个领域。在混凝土工程中有一定应用,由于三乙醇胺有乳化作用,在混凝土混合物中掺入三乙醇胺溶液,三乙醇胺分子吸附在水泥颗粒表面,形成一层带有电荷亲水膜,阻碍了水泥粒子的凝聚,产生悬浮稳定效应。同时三乙醇胺溶于水后,降低了溶液表面张力,使水尼颗粒更完善地与水接触,加速水对水泥颗粒的润湿和渗透。加强了由于水化作用引起的固相体积膨胀。使水泥颗粒胶化层不断剥落。强化了胶溶分散效应,且提高氧化钙在液相中溶解。所以三乙醇胺对水泥水化起一种催化作用。

2. 医药行业

以乙醇胺为原料可以合成多种基本药物,如抗感染药呋喃唑酮、吗啉双胍、酮康唑,抗寄生虫类药物四咪唑,心血管疾病用药潘生丁和重要营养强化剂牛磺酸等。这些药物现在国内多已大量生产,尤其是牛磺酸发展和出口前景看好,2003年医药行业消耗乙醇胺约9700t,随着全国范围内医疗改革和人们保健意识的增强,医药对乙醇胺的需求将稳步增加。

3. 橡胶加工

三乙醇胺是重要的橡胶加工助剂之一,在橡胶加工中多用做非炭黑补强胶料的硫化活性剂,也到分散剂和防水剂作用,特别是白炭黑等延迟硫化填料作补强剂时,三乙醇胺更是不可缺少的助剂。尽管橡胶及其助剂工业近年来发展缓慢,但是橡胶加工助剂却发展较快,而且为了适应高性能轮胎的需要,目前开始使用白炭黑部分替代炭黑做轮胎补强剂,已成为橡胶及其轮胎工业的一大发展趋势,因此乙醇胺在橡胶加工业需求增长较快。

4. 金属清洗

由于乙醇胺具有优良的乳化性和较小腐蚀性,因此在金属清洗中具有广泛的应用,2003年金属清洗消费乙醇胺约1800t,其中主要是二乙醇胺和三乙醇胺及其衍生物。

5. 其他方面

乙醇胺是一种重要的有机原料,可以合成多种重要的精细化工产品,如乙撑胺、聚乙烯吡咯烷酮、农药草甘膦等;三乙醇胺可用于对AZ91D镁合金进行阳极氧化处理,三乙醇胺可以有效抑制火花放电,其对镁合金阳极氧化的抑弧能力随着其含量的升高而增强。当浓度相同时,抑弧能力是三乙醇胺大于二乙醇胺,远大于乙醇胺。三乙醇胺能增加膜层的厚度,提高成膜终止电压。当添加30 g·dm- 3三乙醇胺时,膜厚达最大,成膜终止电压比未添加提高100 V。三乙醇胺中氮原子电负性很强,具有较强的孤电子对,能与镁原子空轨道结合而化学吸附于镁合金表面,可以改变电解液、陶瓷膜和氧气三相界面的表面张力,从而改变微弧氧化过程中氧气气泡在电极表面的吸附强度和氧气气泡的大小,达到降低微弧氧化陶瓷层孔隙率的目的,提高了阳极氧化膜的致密性和耐蚀性。

【参考文献】

[1] 倪健. 高纯度三乙醇胺的生产[J]. 精细石油化工进展, 2001, 2(11): 46-50.

[2] 孙英杰. 乙醇胺生产技术和应用[D]. , 2005.

[3] 李献民, 谭金海. 三乙醇胺在混凝土工程中的应用[J]. 电力建设, 1995, 16(2): 40-41.

[4] 欧爱良, 余刚, 胡波年, 等. 三乙醇胺在镁合金阳极氧化中的作用[J]. 化工學報, 2009, 60(8): 2118-2123.ChemicalBook