改進(jìn)的丙烯腈制造
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在丙烯腈和甲基丙烯腈的制造中的改進(jìn)的工藝。具體而言，本發(fā)明涉及使用流出物壓縮機(jī)的改進(jìn)的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]用于丙烯腈和甲基丙烯腈的制造的各種工藝和系統(tǒng)是已知的；例如參見美國(guó)專利N0.6，107，509。典型地，已經(jīng)通過如下步驟實(shí)現(xiàn)了在催化劑的存在下通過從由丙烷、丙烯或異丁烯組成的集合中選擇的烴、氨和氧的直接反應(yīng)產(chǎn)生的丙烯腈/甲基丙烯腈的回收和凈化，步驟為:將含有丙烯腈/甲基丙烯腈的反應(yīng)器流出物輸送至第一柱(驟冷)，在此用第一水性流冷卻反應(yīng)器流出物；將含有丙烯腈/甲基丙烯腈的冷卻的流出物輸送入第二柱(吸收器)中，在此用第二水性流接觸冷卻的流出物，來將丙烯腈/甲基丙烯腈吸收到第二水性流中；將含有丙烯腈/甲基丙烯腈的第二水性流從第二柱輸送至第一蒸餾柱(回收柱)，以用于從第二水性流分離粗制丙烯腈/甲基丙烯腈；和將分離的粗制丙烯腈/甲基丙烯腈輸送至第二蒸餾柱(頭餾分柱(heads column)),以從粗制丙烯腈/甲基丙烯腈移除至少一些雜質(zhì)；和將部分凈化的丙烯腈/甲基丙烯腈輸送至第三蒸餾柱(產(chǎn)物柱)，以獲得產(chǎn)物丙烯腈 / 甲基丙烯腈。U.S.Pat.Nos.4，234，510 ;3，885，928 ;3，352，764 ;3，198，750以及3，044，966例示了用于丙烯腈和甲基丙烯腈的典型回收和凈化工藝。
[0003]在常規(guī)工藝中，反應(yīng)器壓力由吸收器排氣壓力和反應(yīng)器與吸收器之間的最小必需壓降來約束。在常規(guī)工藝中，反應(yīng)器中的該預(yù)定壓力為大約8 psig，并且典型地導(dǎo)致烴進(jìn)料到包含丙烯腈的反應(yīng)器產(chǎn)物流出物的大約80%的轉(zhuǎn)化率。然后將反應(yīng)器產(chǎn)物流出物運(yùn)送至驟冷容器。在驟冷容器中，使反應(yīng)器產(chǎn)物流出物驟冷來產(chǎn)生包含丙烯腈產(chǎn)物的驟冷的流出物。將驟冷的流出物經(jīng)由導(dǎo)管運(yùn)送至吸收器。在吸收器中，使驟冷的流出物與冷藏的水結(jié)合來產(chǎn)生包含丙烯腈的富水(rich water)，并且使來自吸收器的排氣在吸收器排氣焚燒爐(AOGI)或吸收器排氣氧化器(AOGO)中燃燒。在吸收器中生成的包含丙烯腈的富水然后從吸收器運(yùn)送至回收柱以用于進(jìn)一步處理。在常規(guī)工藝中，吸收器在大氣壓力下運(yùn)行，并且將冷藏或冷卻的水添加至吸收器來與驟冷的丙烯腈產(chǎn)物混合并且生成包含丙烯腈的富水。
[0004]雖然包含回收和凈化的丙烯腈/甲基丙烯腈的制造已經(jīng)在商業(yè)上實(shí)踐多年，但是依然存在在其中改進(jìn)將產(chǎn)生顯著益處的區(qū)域。適于改進(jìn)的這些區(qū)域之一將為提高的反應(yīng)器產(chǎn)物轉(zhuǎn)化。另一改進(jìn)將為降低吸收器中對(duì)冷藏或冷卻的水的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本公開的一方面為提供克服或減少常規(guī)工藝的缺點(diǎn)的安全、有效且成本有效的方法和設(shè)備。
[0006]一種工藝包含在第一壓力下且在催化劑的存在下，使氨、氧和烴反應(yīng)來提供包含丙烯腈的反應(yīng)器流出物流，該烴從由丙烷、丙烯、異丁烷和異丁烯、以及它們的組合組成的集合中選擇。該工藝還包含利用第一水性流驟冷反應(yīng)器流出物流，來提供包含丙烯腈的驟冷流，并且壓縮驟冷流來提供包含丙烯腈的流出物壓縮機(jī)流。該工藝包含在第二壓力下將流出物壓縮機(jī)流運(yùn)送至吸收器，并且在吸收器中，在第二水性流中吸收丙烯腈來提供包含丙烯腈的富水，其中，第二壓力大于第一壓力。
[0007]一種工藝包含在第一壓力下且在催化劑的存在下使氨、氧和烴反應(yīng)來提供加壓反應(yīng)器排氣，該烴從由丙烷、丙烯、異丁烷和異丁烯、以及它們的組合組成的集合中選擇。該工藝還包含將加壓排氣運(yùn)送至吸收器并且使來自該吸收器的未吸收流出物膨脹。
[0008]設(shè)備包含:反應(yīng)器，其構(gòu)造為在第一壓力下并且在催化劑的存在下使氨、氧和烴反應(yīng)來提供包含丙烯腈的反應(yīng)器流出物流，該烴從由丙烷、丙烯和異丁烯、以及它們的組合組成的集合中選擇；驟冷容器，其構(gòu)造為利用第一水性流驟冷反應(yīng)器流出物流來提供包含丙烯腈的驟冷流；流出物壓縮機(jī)，其構(gòu)造為壓縮驟冷流來提供第二壓力下的包含丙烯腈的流出物壓縮機(jī)流；和吸收器，其構(gòu)造為接收流出物壓縮機(jī)流，并且允許在第二水性流中吸收丙烯腈，來提供包含丙烯腈的富水。
[0009]氨氧化反應(yīng)工藝包含在大約140kPa (絕對(duì)壓力)或更小的壓力和大約0.5至大約
1.2米/秒的速率下，在催化劑的存在下，使氨、氧和烴反應(yīng)來提供反應(yīng)器流出物流，該烴從由丙烷、丙烯、異丁烷和異丁烯、以及它們的組合組成的集合中選擇。
[0010]用于吸收包含丙烯腈的反應(yīng)器流出物流的工藝包含:利用第一水性流驟冷反應(yīng)器流出物流來提供包含丙烯腈的驟冷流；壓縮驟冷流來提供包含丙烯腈的流出物壓縮機(jī)流；在大約300kPa至大約500kPa的壓力(絕對(duì)壓力)下將流出物壓縮機(jī)流運(yùn)送至吸收器；并且在吸收器中，在第二水性流中吸收丙烯腈來提供包含丙烯腈的富水。
[0011]在另一方面中，一種用于吸收包含丙烯腈的反應(yīng)器流出物流的工藝，該工藝包含:利用第一水性流驟冷反應(yīng)器流出物流來提供包含丙烯腈的驟冷流；壓縮驟冷流來提供包含丙烯腈的流出物壓縮機(jī)流；將流出物壓縮機(jī)流運(yùn)送至吸收器；并且在吸收器中，在具有大約4°C至大約45°C的溫度的第二水性流中吸收丙烯腈來提供包含丙烯腈的富水。
[0012]在另一方面中，氨氧化反應(yīng)系統(tǒng)包含渦輪，該渦輪對(duì)于驅(qū)動(dòng)包含空氣壓縮機(jī)和至少一個(gè)流出物壓縮機(jī)的單個(gè)驅(qū)動(dòng)線路是有效的。
[0013]在另一方面中，氨氧化反應(yīng)工藝包含:在大約10kPa(絕對(duì)壓力)或更小的壓力和大約0.5至大約1.2米/秒的速率下，在催化劑的存在下，使氨、氧和烴反應(yīng)來提供反應(yīng)器流出物流，該烴從由丙烷、丙烯、異丁烷和異丁烯、以及它們的組合組成的集合中選擇。
[0014]在相關(guān)方面中，氨氧化反應(yīng)設(shè)備包含:反應(yīng)器，其構(gòu)造為在大約100kPa(絕對(duì)壓力)或更小的第一壓力下且在催化劑的存在下使氨、氧和烴反應(yīng)來提供包含丙烯腈的反應(yīng)器流出物流，該烴從由丙烷、丙烯和異丁烯、以及它們的組合組成的集合中選擇。
[0015]在另一方面中，氨氧化反應(yīng)系統(tǒng)包含渦輪，該渦輪用于驅(qū)動(dòng)操作地聯(lián)接至至少一個(gè)空氣壓縮機(jī)和至少一個(gè)流出物壓縮機(jī)的單個(gè)驅(qū)動(dòng)器，空氣壓縮機(jī)構(gòu)造為對(duì)氨氧化反應(yīng)反應(yīng)器提供空氣，流出物壓縮機(jī)構(gòu)造為對(duì)吸收器提供流出物壓縮機(jī)流，且氨氧化反應(yīng)反應(yīng)器和吸收器構(gòu)造為允許獨(dú)立的壓力控制。
[0016]根據(jù)待結(jié)合附圖閱讀的本公開的例示實(shí)施例的以下詳細(xì)說明，本公開的上述和其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚。
【附圖說明】
[0017]通過參照考慮到附圖的以下說明，可獲得本發(fā)明的示范實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)的更完整的理解，其中相似的標(biāo)號(hào)指示相似的特征，且其中:
圖1是根據(jù)應(yīng)用于丙烯腈制造的公開的方面的實(shí)施例的示意流程圖。
[0018]圖2是根據(jù)應(yīng)用于丙烯腈制造的公開的方面的另一實(shí)施例的示意流程圖。
[0019]圖3是例示包括多于一個(gè)反應(yīng)器、驟冷柱和流出物壓縮機(jī)的方面的示意流程圖。
[0020]圖4是例示出單線路驅(qū)動(dòng)器的示意流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]圖1是根據(jù)應(yīng)用于丙烯腈制造的公開的方面的實(shí)施例的示意流程圖。參照附圖，設(shè)備100包括反應(yīng)器10、驟冷容器20、流出物壓縮機(jī)30和吸收器40。流I中的氨和流2中的烴(HC)進(jìn)料可作為結(jié)合的流3供給至反應(yīng)器10。HC進(jìn)料流2可包括烴，該烴是從由丙烷、丙烯和異丁烯、以及它們的組合組成的集合中選擇的。催化劑(未在圖1中顯示)可存在于反應(yīng)器10中。含氧氣體可供給至反應(yīng)器10。例如，空氣可由空氣壓縮機(jī)(未在圖1中顯示)壓縮并且供給至反應(yīng)器10。
[0022]丙烯腈由在催化劑存在于反應(yīng)器10中的情況下的烴、氨、和氧的反應(yīng)而在反應(yīng)器中產(chǎn)生。反應(yīng)器10可在反應(yīng)器或第一壓力Pl下運(yùn)行，其中，第一壓力可特征為入口(例如旋風(fēng)分離器22的第一級(jí)入口)17處的壓力。根據(jù)本公開，旋風(fēng)分離器22可為多級(jí)旋風(fēng)分離器系統(tǒng)的第一旋風(fēng)分離器，該多級(jí)旋風(fēng)分離器系統(tǒng)可構(gòu)造為將包含丙烯腈的流運(yùn)送至高壓間(未在圖1中顯示)。包含丙烯腈的流可離開高壓間并且作為反應(yīng)器流出物流4去往反應(yīng)器10的頂部部分外。在一方面中，旋風(fēng)分離器22可構(gòu)造為分離可能在進(jìn)入入口 17的包含丙烯腈的流中夾帶的催化劑，并且通過催化劑回送浸腳(dip leg)(未在圖1中顯示)將分離的催化劑回送至反應(yīng)器10中的催化劑床。在反應(yīng)器10中產(chǎn)生的包含丙烯腈的反應(yīng)器流出物流4可通過線路11運(yùn)送至驟冷容器20。在該方面中，第一壓力為大約140kPa或更少，在另一方面中為大約135kPa或更少，在另一方面中為大約130kPa或更少，在另一方面中為大約125kPa或更少，在另一方面中為大約1lkPa至大約140kPa，在另一方面中為大約IlOkPa至大約1400kPa，在另一方面中為大約125kPa至大約145kPa，在另一方面中為大約120kPa至大約140kPa，在另一方面中為大約130kPa至大約140kPa，在另一方面中為大約125kPa至大約140kPa，在另一方面中為大約125kPa至大約135kPa，在另一方面中為大約120kPa至大約137kPa，在另一方面中為大約115kPa至大約125kPa。
[0023]在驟冷容器20中，反應(yīng)器流出物流4可通過與驟冷水性流5接觸而得到冷卻，該驟冷水性流5經(jīng)由線路12進(jìn)入驟冷容器20。驟冷水性流5除了水之外可包括酸。包含丙烯腈(包含副產(chǎn)物，例如乙腈、氰化氫和雜質(zhì))的冷卻的反應(yīng)器流出物然后可作為驟冷流6，經(jīng)