專利名稱：改進(jìn)的丙烯腈回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制備丙烯腈或甲基丙烯腈的改進(jìn)方法。本發(fā)明尤其涉及在制備丙烯腈和甲基丙烯腈過(guò)程中使用的回收方法的改進(jìn)措施。
由已完成商業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模的丙烯或異丁烯氨氧化反應(yīng)生產(chǎn)丙烯腈/甲基丙烯腈的回收過(guò)程是，通過(guò)用水使所述反應(yīng)器流出物驟冷，接著使由驟冷塔中產(chǎn)生的包含丙烯腈或甲基丙烯腈的氣流進(jìn)入吸收塔，其中，使水和上述氣體在逆流流動(dòng)過(guò)程中接觸，以便基本上轉(zhuǎn)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過(guò)一系列蒸餾塔和輔助傾析器，以便分離和純化丙烯腈或甲基丙烯腈產(chǎn)物。
用于制備丙烯腈或甲基丙烯腈過(guò)程的一般回收和純化體系公開(kāi)于美國(guó)專利第4234510號(hào)和第3885928號(hào)中(轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人)，在此結(jié)合到本發(fā)明中作為參考。
本發(fā)明的主要目的為提供制備丙烯腈或甲基丙烯腈的改進(jìn)方法。
本發(fā)明另一目的為提供在制備丙烯腈或甲基丙烯腈過(guò)程中使用的改進(jìn)的回收和純化方法。
本發(fā)明又一目的為提供制備丙烯腈或甲基丙烯腈的改進(jìn)方法，它減少了廢氣和通過(guò)降低終產(chǎn)物中有機(jī)雜質(zhì)含量提高產(chǎn)品的產(chǎn)量、回收率和產(chǎn)品質(zhì)量。
本發(fā)明另一些目的、優(yōu)點(diǎn)和新特征部分將在其后描述中提出，部分經(jīng)研究下述內(nèi)容對(duì)于技術(shù)熟練人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)或通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。尤其借助在附帶權(quán)利要求書中提出的手段和組合設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。
為達(dá)到前述和其它目的及根據(jù)在此概括及廣泛描述的本發(fā)明目的，本發(fā)明方法包括轉(zhuǎn)移在丙烯或異丁烯的氨氧化反應(yīng)過(guò)程中得到的反應(yīng)器流出物到驟冷塔，其中，通過(guò)與水霧接觸，使所述熱的流出物氣體冷卻，然后，使冷卻后的反應(yīng)器流出物經(jīng)塔頂轉(zhuǎn)移到吸收塔，其中，用水吸收該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過(guò)回收蒸餾塔和汽提蒸餾塔以便回收所述丙烯腈或甲基丙烯腈產(chǎn)物，其中所述改進(jìn)措施包括使用機(jī)械方法增加回收蒸餾塔最高壓力約0.1-5磅/英寸2，以便改進(jìn)所述回收和汽提塔的水壓容量(hydraulic capacity)。例如，通常在丙烯腈設(shè)備的回收和純化部分，回收塔最高壓力設(shè)計(jì)在約1至低于5磅/英寸2(表壓)。本發(fā)明涉及在機(jī)械上，例如通過(guò)增加壓力閥，提高所述回收塔最高壓力到高于設(shè)計(jì)壓力0.1至5磅/英寸2，優(yōu)選0.25-0.5至5.0磅/英寸2，特別優(yōu)選1.0-5.0磅/英寸2。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，使所述回收塔的最高壓力保持在5-10磅/英寸2(表壓)，優(yōu)選高于5至10磅/英寸2(表壓)，特別優(yōu)選5.5-7.5磅/英寸2(表壓)。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，使用由丙烯、氨和氧的氨氧化反應(yīng)制備丙烯腈過(guò)程中得到的反應(yīng)器流出物來(lái)實(shí)施本方法。
在本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例中，通過(guò)在流化床反應(yīng)器中，同時(shí)與流化床催化劑接觸條件下的丙烯、氨和空氣反應(yīng)獲得所述反應(yīng)器流出物。
在實(shí)施本發(fā)明過(guò)程中，可以使用常規(guī)流化床氨氧化反應(yīng)催化劑。例如，在美國(guó)專利第3642930號(hào)和第5093299號(hào)中所述的流化床催化劑(在此結(jié)合在本發(fā)明中作為參考)可以用于本發(fā)明實(shí)施過(guò)程中。
在用于回收丙烯腈或甲基丙烯腈的常規(guī)回收和純化方法中，已發(fā)現(xiàn)在所述回收和汽提塔中一般噴射注水(jet flooding)產(chǎn)生可以經(jīng)吸收塔、回收塔和汽提塔循環(huán)的最大量貧水(lean water)。本發(fā)明使所述回收和汽提塔能在升高壓力下運(yùn)行，所以，在噴射注水條件下，增加所述物料通過(guò)量，因而，使反應(yīng)器操作速度增加及降低吸收塔出口氣的損失。通過(guò)增加所述貧水由回收和汽提塔向吸收塔的流量完成上述過(guò)程，同時(shí)，驚人地發(fā)現(xiàn)，該總的回收過(guò)程未損失任何操作效率。本發(fā)明的實(shí)施允許更高的反應(yīng)產(chǎn)率，同時(shí)，維持對(duì)貧水與產(chǎn)物比(至少11∶1)的最低要求。當(dāng)結(jié)合使用按吸收塔中貧水與產(chǎn)物比為12∶1～11∶1操作的回收和純化方法時(shí)，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施非常有利。
現(xiàn)在詳細(xì)介紹本發(fā)明。使通過(guò)在流化床反應(yīng)器中，同時(shí)與流化床氨氧化催化劑接觸下的丙烯或異丁烯、氨和含氧氣體的氨氧化反應(yīng)過(guò)程獲得的反應(yīng)器流出物轉(zhuǎn)移到驟冷塔中，其中，使所述熱的流出物氣體與水霧接觸而被冷卻。一般來(lái)說(shuō)，使包含在所述流出物中的過(guò)量氨經(jīng)與驟冷塔中硫酸接觸而被中和，以便以硫酸銨形式除去這部分氨氣。然后，使包含目的產(chǎn)物的冷卻流出物氣體(丙烯腈或甲基丙烯腈和HCN)進(jìn)入吸收塔底，其中，使所述產(chǎn)物被從該塔頂部進(jìn)入的水所吸收。未吸收氣體通過(guò)位于該吸收塔頂部的管道轉(zhuǎn)移。然后，使包含目的產(chǎn)物的液流由吸收塔底進(jìn)入第一蒸餾塔(回收塔)上部，以便進(jìn)一步使產(chǎn)物純化。然后，使自所述回收塔上部回收的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到第二蒸餾塔中，以便進(jìn)一步純化和回收產(chǎn)物丙烯腈或甲基丙烯腈。使自所述回收塔得到的塔底液流轉(zhuǎn)移到汽提塔中，以便回收丙烯腈粗品這一有價(jià)值的聯(lián)產(chǎn)品。
在本發(fā)明實(shí)施過(guò)程中，在所述回收塔塔頂管道上安裝自動(dòng)壓力控制閥，以便使所述回收塔的最高壓力能提高到高于設(shè)計(jì)最高回收塔壓力約0.1-5磅/英寸2。一般來(lái)說(shuō)，所述分離塔最高壓力為1至低于5磅/英寸2(表壓)，正常壓力為4-4.5磅/英寸2(表壓)。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施過(guò)程中，使所述分離塔最高壓力控制在恒壓狀態(tài)，它可以在5至約10磅/英寸2(表壓)范圍內(nèi)變化，優(yōu)選5.5-7.5磅/英寸2(表壓)。本發(fā)明的改進(jìn)措施適用于獨(dú)立的回收和汽提塔設(shè)計(jì)以及組合的回收/汽提塔設(shè)計(jì)，以便回收丙烯腈或甲基丙烯腈，只要塔水壓受到噴射注入水過(guò)程限制即可。所使用的壓力控制閥可以從任何控制閥生產(chǎn)廠家獲得。它可以自控起動(dòng)或人工控制。
盡管可以考慮其它類型的反應(yīng)器(例如輸送管道式反應(yīng)器)，所述氨氧化反應(yīng)優(yōu)選在流化床反應(yīng)器中進(jìn)行。用于制備丙烯腈的流化床反應(yīng)器在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的。例如，在美國(guó)專利第3230246號(hào)中提供的反應(yīng)器設(shè)計(jì)也適用，在此結(jié)合到本發(fā)明中作為參考。
所述氨氧化反應(yīng)的反應(yīng)條件在現(xiàn)有技術(shù)中也是公知的，參見(jiàn)美國(guó)專利第5093299號(hào)、第4863891號(hào)、第4767878號(hào)和第4503001號(hào)，在此結(jié)合到本發(fā)明中作為參考。一般來(lái)說(shuō)，所述氨氧化反應(yīng)方法的完成為通過(guò)使丙烯或異丁烯在氨和氧存在下，于高溫與流化床催化劑接觸，以便產(chǎn)生丙烯腈或甲基丙烯腈?？梢允褂萌魏蝸?lái)源的氧氣。但是從經(jīng)濟(jì)角度考慮，優(yōu)選使用空氣。進(jìn)料中氧與烯烴的常用摩爾比應(yīng)該為0.5∶1至4∶1，優(yōu)選1∶1至3∶1。在反應(yīng)過(guò)程中，進(jìn)料中氨與烯烴的摩爾比可以在0.5∶1至5∶1范圍內(nèi)變化。就氨與烯烴的摩爾比而言，實(shí)際上沒(méi)有上限，但是，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，一般沒(méi)有理由超出5∶1的摩爾比。
所述反應(yīng)在約260℃～600℃下進(jìn)行，但是優(yōu)選310℃～500℃，特別優(yōu)選350℃～480℃。所述接觸時(shí)間(盡管不是決定性的因素)一般為0.1～50秒鐘，優(yōu)選接觸時(shí)間為1-15秒鐘。
除了美國(guó)專利第3642930號(hào)中的催化劑外，其它適用于本發(fā)明實(shí)施的催化劑由美國(guó)專利第5093299號(hào)中提供，在此結(jié)合在本發(fā)明中作為參考。
所述吸收塔、回收塔和汽提塔的工作條件分別保持在5-7磅/英寸2(表壓)(80°F-110°F)、1-4.5磅/英寸2(表壓)(155°F-170°F)和7-13磅/英寸2(表壓)(170°F-210°F)。
本發(fā)明改進(jìn)措施優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)之處在于，通過(guò)在實(shí)施用于制備丙烯腈/甲基丙烯腈的氨氧化方法中，從機(jī)械方面調(diào)整壓力(使其高于正常設(shè)計(jì)壓力)來(lái)操作所述回收塔。常規(guī)方法使用低于5磅/英寸2(表壓)的回收塔最高壓力。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施過(guò)程中，所述回收塔最高壓力一般控制在5-10磅/英寸2(表壓)，優(yōu)選5.5-7.0磅/英寸2(表壓)。
本發(fā)明回收和純化方法的實(shí)施，使通過(guò)所述反應(yīng)器能夠達(dá)到高的產(chǎn)率，而對(duì)涉及資金消耗的所述回收和純化體系未做任何改動(dòng)。本發(fā)明不僅出人意外地提高所述產(chǎn)率，而且這種改進(jìn)措施并沒(méi)有增加在回收和純化階段所使用各種塔的尺寸。此外，在增加產(chǎn)率的同時(shí)，在回收丙烯腈或甲基丙烯腈過(guò)程中，吸收塔性能并未出現(xiàn)任何可觀測(cè)到的下降。本發(fā)明導(dǎo)致提高的操作效率，提高的產(chǎn)量、提高的生產(chǎn)率，而無(wú)資金消耗的需求。
顯而易見(jiàn)，只要不違背本發(fā)明的精神和范圍或不違背權(quán)利要求書的范圍，技術(shù)熟練人員可按照本專利所披露和討論的內(nèi)容對(duì)之行各種改動(dòng)。
權(quán)利要求
1.從丙烯或異丁烯的氨氧化反應(yīng)的反應(yīng)器流出物中回收丙烯腈或甲基丙烯腈的方法，該方法包括使該反應(yīng)器流出物通過(guò)吸收塔、回收塔和汽提塔，其中所述改進(jìn)措施包括通過(guò)機(jī)械方法，增加回收塔最高壓力約0.1-5磅/英寸2，以便改進(jìn)所述回收和汽提塔的水壓容量。
2.權(quán)利要求1的方法，其中，所述反應(yīng)器流出物是從與流化床氨氧化催化劑接觸的流化床反應(yīng)器中的丙烯、氨和含氧氣體的反應(yīng)過(guò)程中得到的。
3.權(quán)利要求1的方法，其中，所述反應(yīng)器流出物是從與流化床氨氧化催化劑接觸的流化床反應(yīng)器中的異丁烯、氨和含氧氣體的反應(yīng)過(guò)程中得到的。
4.權(quán)利要求1的方法，其中，使所述回收塔保持最高壓力為約5-10磅/英寸2(表壓)。
5.權(quán)利要求1的方法，其中，使所述回收塔保持最高壓力為約5.5-7.0磅/英寸2(表壓)。
6.權(quán)利要求1的方法，其中，使所述回收塔最高壓力增加約0.25-5磅/英寸2。
7.權(quán)利要求1的方法，其中，使所述回收塔最高壓力增加約0.5-5磅/英寸2。
8.權(quán)利要求1的方法，其中，使所述回收塔最高壓力增加約1.0-5磅/英寸2。
全文摘要
從丙烯或異丁烯的氨氧化反應(yīng)的反應(yīng)器流出物中回收丙烯腈或甲基丙烯腈的方法,該方法包括使該反應(yīng)器流出物通過(guò)吸收塔、回收塔和汽提塔,其中所述改進(jìn)措施包括通過(guò)機(jī)械方法,增加回收塔最高壓力約0.25—5磅/英寸
文檔編號(hào)C07C255/00GK1207386SQ9711737
公開(kāi)日1999年2月10日 申請(qǐng)日期1997年8月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月6日
發(fā)明者P·T·瓦滕多爾夫, S·P·戈德波勒, J·E·林克 申請(qǐng)人:標(biāo)準(zhǔn)石油公司