CN1121382C - 改进的丙烯腈回收方法 - Google Patents
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Abstract
从丙烯或异丁烯的氨氧化反应的反应器流出物中回收丙烯腈或甲基丙烯腈的方法，该方法包括使该反应器流出物通过吸收塔、回收塔和汽提塔，其中所述改进措施包括通过机械方法，增加回收塔最高压力约0.25-5磅/英寸2，以便改进所述回收和汽提塔的水压容量。
Description
本发明涉及用于制备丙烯腈或甲基丙烯腈的改进方法。本发明尤其涉及在制备丙烯腈和甲基丙烯腈过程中使用的回收方法的改进措施。
由已完成商业化生产规模的丙烯或异丁烯氨氧化反应生产丙烯腈/甲基丙烯腈的回收过程是，通过用水使所述反应器流出物骤冷，接着使由骤冷塔中产生的包含丙烯腈或甲基丙烯腈的气流进入吸收塔，其中，使水和上述气体在逆流流动过程中接触，以便基本上转移全部丙烯腈或甲基丙烯腈，然后使基本上包含全部丙烯腈或甲基丙烯腈的液流通过一系列蒸馏塔和辅助倾析器，以便分离和纯化丙烯腈或甲基丙烯腈产物。
用于制备丙烯腈或甲基丙烯腈过程的一般回收和纯化体系公开于美国专利第4234510号和第3885928号中(转让给本发明的受让人)，在此结合到本发明中作为参考。
本发明的主要目的为提供制备丙烯腈或甲基丙烯腈的改进方法。
本发明另一目的为提供在制备丙烯腈或甲基丙烯腈过程中使用的改进的回收和纯化方法。
本发明又一目的为提供制备丙烯腈或甲基丙烯腈的改进方法，它减少了废气和通过降低终产物中有机杂质含量提高产品的产量、回收率和产品质量。
本发明另一些目的、优点和新特征部分将在其后描述中提出，部分经研究下述内容对于技术熟练人员来说是显而易见或通过实施本发明而了解。尤其借助在附带权利要求书中提出的手段和组合设备可以实现本发明目的。
为达到前述和其它目的及根据在此概括及广泛描述的本发明目的，本发明方法包括转移在丙烯或异丁烯的氨氧化反应过程中得到的反应器流出物到骤冷塔，其中，通过与水雾接触，使所述热的流出物气体冷却，然后，使冷却后的反应器流出物经塔顶转移到吸收塔，其中，用水吸收该丙烯腈或甲基丙烯腈，然后，使包含丙烯腈或甲基丙烯腈的水溶液通过回收蒸馏塔和汽提蒸馏塔以便回收所述丙烯腈或甲基丙烯腈产物，其中所述改进措施包括使用机械方法增加回收蒸馏塔最高压力约0.1-5磅/英寸2，以便改进所述回收和汽提塔的水压容量(hydraulic capacity)。例如，通常在丙烯腈设备的回收和纯化部分，回收塔最高压力设计在约1至低于5磅/英寸2(表压)。本发明涉及在机械上，例如通过增加压力阀，提高所述回收塔最高压力到高于设计压力0.1至5磅/英寸2，优选0.25-0.5至5.0磅/英寸2，特别优选1.0-5.0磅/英寸2。
在本发明的优选实施例中，使所述回收塔的最高压力保持在5-10磅/英寸2(表压)，优选高于5至10磅/英寸2(表压)，特别优选5.5-7.5磅/英寸2(表压)。
在本发明的优选实施例中，使用由丙烯、氨和氧的氨氧化反应制备丙烯腈过程中得到的反应器流出物来实施本方法。
在本发明另一优选实施例中，通过在流化床反应器中，同时与流化床催化剂接触条件下的丙烯、氨和空气反应获得所述反应器流出物。
在实施本发明过程中，可以使用常规流化床氨氧化反应催化剂。例如，在美国专利第3642930号和第5093299号中所述的流化床催化剂(在此结合在本发明中作为参考)可以用于本发明实施过程中。
在用于回收丙烯腈或甲基丙烯腈的常规回收和纯化方法中，已发现在所述回收和汽提塔中一般喷射注水(jet flooding)产生可以经吸收塔、回收塔和汽提塔循环的最大量贫水(lean water)。本发明使所述回收和汽提塔能在升高压力下运行，所以，在喷射注水条件下，增加所述物料通过量，因而，使反应器操作速度增加及降低吸收塔出口气的损失。通过增加所述贫水由回收和汽提塔向吸收塔的流量完成上述过程，同时，惊人地发现，该总的回收过程未损失任何操作效率。本发明的实施允许更高的反应产率，同时，维持对贫水与产物比(至少11∶1)的最低要求。当结合使用按吸收塔中贫水与产物比为12∶1～11∶1操作的回收和纯化方法时，对本发明的实施非常有利。
现在详细介绍本发明。使通过在流化床反应器中，同时与流化床氨氧化催化剂接触下的丙烯或异丁烯、氨和含氧气体的氨氧化反应过程获得的反应器流出物转移到骤冷塔中，其中，使所述热的流出物气体与水雾接触而被冷却。一般来说，使包含在所述流出物中的过量氨经与骤冷塔中硫酸接触而被中和，以便以硫酸铵形式除去这部分氨气。然后，使包含目的产物的冷却流出物气体(丙烯腈或甲基丙烯腈和HCN)进入吸收塔底，其中，使所述产物被从该塔顶部进入的水所吸收。未吸收气体通过位于该吸收塔顶部的管道转移。然后，使包含目的产物的液流由吸收塔底进入第一蒸馏塔(回收塔)上部，以便进一步使产物纯化。然后，使自所述回收塔上部回收的产物转移到第二蒸馏塔中，以便进一步纯化和回收产物丙烯腈或甲基丙烯腈。使自所述回收塔得到的塔底液流转移到汽提塔中，以便回收丙烯腈粗品这一有价值的联产品。
在本发明实施过程中，在所述回收塔塔顶管道上安装自动压力控制阀，以便使所述回收塔的最高压力能提高到高于设计最高回收塔压力约0.1-5磅/英寸2。一般来说，所述分离塔最高压力为1至低于5磅/英寸2(表压)，正常压力为4-4.5磅/英寸2(表压)。在本发明优选实施过程中，使所述分离塔最高压力控制在恒压状态，它可以在5至约10磅/英寸2(表压)范围内变化，优选5.5-7.5磅/英寸2(表压)。本发明的改进措施适用于独立的回收和汽提塔设计以及组合的回收/汽提塔设计，以便回收丙烯腈或甲基丙烯腈，只要塔水压受到喷射注入水过程限制即可。所使用的压力控制阀可以从任何控制阀生产厂家获得。它可以自控起动或人工控制。
尽管可以考虑其它类型的反应器(例如输送管道式反应器)，所述氨氧化反应优选在流化床反应器中进行。用于制备丙烯腈的流化床反应器在现有技术中是公知的。例如，在美国专利第3230246号中提供的反应器设计也适用，在此结合到本发明中作为参考。
所述氨氧化反应的反应条件在现有技术中也是公知的；参见美国专利第5093299号、第4863891号、第4767878号和第4503001号，在此结合到本发明中作为参考。一般来说，所述氨氧化反应方法的完成为通过使丙烯或异丁烯在氨和氧存在下，于高温与流化床催化剂接触，以便产生丙烯腈或甲基丙烯腈。可以使用任何来源的氧气。但是从经济角度考虑，优选使用空气。进料中氧与烯烃的常用摩尔比应该为0.5∶1至4∶1，优选1∶1至3∶1。在反应过程中，进料中氨与烯烃的摩尔比可以在0.5∶1至5∶1范围内变化。就氨与烯烃的摩尔比而言，实际上没有上限，但是，从经济角度出发，一般没有理由超出5∶1的摩尔比。
所述反应在约260℃～600℃下进行，但是优选310℃～500℃，特别优选350℃～480℃。所述接触时间(尽管不是决定性的因素)一般为0.1～50秒钟，优选接触时间为1-15秒钟。
除了美国专利第3642930号中的催化剂外，其它适用于本发明实施的催化剂由美国专利第5093299号中提供，在此结合在本发明中作为参考。
所述吸收塔、回收塔和汽提塔的工作条件分别保持在5-7磅/英寸2(表压)(80°F-110°F)、1-4.5磅/英寸2(表压)(155°F-170°F)和7-13磅/英寸2(表压)(170°F-210°F)。
本发明改进措施优于现有技术之处在于，通过在实施用于制备丙烯腈/甲基丙烯腈的氨氧化方法中，从机械方面调整压力(使其高于正常设计压力)来操作所述回收塔。常规方法使用低于5磅/英寸2(表压)的回收塔最高压力。在本发明的优选实施过程中，所述回收塔最高压力一般控制在5-10磅/英寸2(表压)，优选5.5-7.0磅/英寸2(表压)。
本发明回收和纯化方法的实施，使通过所述反应器能够达到高的产率，而对涉及资金消耗的所述回收和纯化体系未做任何改动。本发明不仅出人意外地提高所述产率，而且这种改进措施并没有增加在回收和纯化阶段所使用各种塔的尺寸。此外，在增加产率的同时，在回收丙烯腈或甲基丙烯腈过程中，吸收塔性能并未出现任何可观测到的下降。本发明导致提高的操作效率，提高的产量、提高的生产率，而无资金消耗的需求。
显而易见，只要不违背本发明的精神和范围或不违背权利要求书的范围，技术熟练人员可按照本专利所披露和讨论的内容对之行各种改动。
Claims (8)
1.从丙烯或异丁烯的氨氧化反应的反应器流出物中回收丙烯腈或甲基丙烯腈的方法，该方法包括使该反应器流出物通过吸收塔、回收塔和汽提塔，其中所述改进措施包括通过机械方法，增加回收塔最高压力约0.1-5磅/英寸2，以便改进所述回收和汽提塔的水压容量。
2.权利要求1的方法，其中，所述反应器流出物是从与流化床氨氧化催化剂接触的流化床反应器中的丙烯、氨和含氧气体的反应过程中得到的。
3.权利要求1的方法，其中，所述反应器流出物是从与流化床氨氧化催化剂接触的流化床反应器中的异丁烯、氨和含氧气体的反应过程中得到的。
4.权利要求1的方法，其中，使所述回收塔保持最高压力为表压约5-10磅/英寸2。
5.权利要求1的方法，其中，使所述回收塔保持最高压力为表压约5.5-7.5磅/英寸2。
6.权利要求1的方法，其中，使所述回收塔最高压力增加约0.25-5磅/英寸2。
7.权利要求1的方法，其中，使所述回收塔最高压力增加约0.5-5磅/英寸2。
8.权利要求1的方法，其中，使所述回收塔最高压力增加约1.0-5磅/英寸2。
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1997
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