驟冷塔操作和底物處理的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]提供用于制造丙烯腈和甲基丙烯腈的工藝。更具體地，提供用于驟冷塔操作和底物(bottom)處理的工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]丙烯腈是一種重要的大宗化學(xué)品，主要用作用于制造多種聚合材料如用于紡織品、和樹脂如ABS和SAN樹脂中的腈綸的聚合物的單體。全世界范圍內(nèi)，丙烯腈以超過四百萬公噸每年的量生產(chǎn)。最常用的制造丙烯腈或其它烯屬不飽和腈如甲基丙烯腈的工藝為使適用于制造丙烯腈的烴，如丙烯或丙烷，或者使適用于制造甲基丙烯腈的異丁烯，在氨氧化反應(yīng)器中在氨的存在下使用空氣或其它分子氧源作為氧化劑反應(yīng)。該氧化反應(yīng)，也稱為氨氧化反應(yīng)，通常在流化催化劑床中使用固態(tài)、顆粒、異相催化劑以催化氨氧化反應(yīng)并以可接受的轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率提供所需的丙烯腈或甲基丙烯腈。除了產(chǎn)生烯屬不飽和腈之外，該氨氧化反應(yīng)通常還產(chǎn)生其它產(chǎn)物如乙腈、氰化氫(HCN)和其它副產(chǎn)物。用于將烴進料催化氨氧化為丙烯腈的工藝公開于，例如，美國專利號4，503，001 ;4，767，878 ;4，863，891和5,093, 299中，其全部通過參考并入本文。
[0003]在商業(yè)實踐中廣泛用于回收該烴氨氧化產(chǎn)物(如丙烯氨氧化以形成丙烯腈)的工藝，通常包括以下步驟:a)使來自氨氧化反應(yīng)器的流出物與含水驟冷液體在驟冷塔或塔中接觸以冷卻氣體流出物山)使驟冷的氣體流出物與水在吸收器中接觸，形成包括氨氧化產(chǎn)物的水溶液；c)使水溶液在蒸餾塔中經(jīng)歷水提取蒸餾，和d)移除來自塔頂?shù)?、包括不飽和腈和一些水的第一頂部蒸汽流，并收集來自塔底的含有水和污染物的液體廢棄流。烯屬不飽和腈，如丙烯腈的進一步純化可通過使頂部蒸汽流通過第二蒸餾塔以從丙烯腈移除至少一些雜質(zhì)，和進一步蒸餾部分純化的丙烯腈來實現(xiàn)。來自氨氧化反應(yīng)器的流出物通常含有一定量的氨。因此，驟冷塔中使用的驟冷液體也可含有強無機酸，如硫酸，以反應(yīng)并從而形成氨的水溶性鹽，如硫酸銨。所用或所消耗、含有硫酸銨和其它成分的驟冷流體通常以環(huán)境安全的方式處理或處置。
[0004]在典型的工藝中，驟冷底物中的硫酸銨濃度為約5-10重量百分?jǐn)?shù)。美國專利4，341，535描述了一種硫酸銨回收工藝，其用于回收來自驟冷塔的液體底物中所含的重質(zhì)有機材料。該專利描述了硫酸鹽冷凝器、真空閃蒸鼓、冷凝器、第一、第二和第三提取器以在第三提取器中產(chǎn)生含有大約1%重質(zhì)有機材料和99%液體的較低相，該液體含有52%水和48%硫酸銨。該專利指出該較低相從第三提取器的底物取出和轉(zhuǎn)移至結(jié)晶器，所述結(jié)晶器用于移除水和形成適用于用作肥料的結(jié)晶硫酸銨。
[0005]雖然丙烯腈/甲基丙烯腈的制造已商業(yè)實踐多年，但仍然存在改善將具有實質(zhì)益處的領(lǐng)域。例如，具有處理驟冷塔底物的替代方式將是有用的。
[0006]本公開內(nèi)容的以上和其它方面、特征和優(yōu)點將從以下說明性實施方案的詳述而變得顯而易見，所述詳述將與附圖一起閱讀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]相應(yīng)地，本公開內(nèi)容的一個方面為提供一種克服或減少常規(guī)工藝和設(shè)備缺點的安全、有效和成本有效的工藝和設(shè)備。
[0008]一種用于提供硫酸銨流的工藝，包括將反應(yīng)器流出物傳輸至驟冷塔；以及將硫酸傳輸至驟冷塔以提供具有約10重量百分?jǐn)?shù)或更少聚合物的驟冷塔底物流，且其中硫酸銨的量和聚合物的量通過y = -Mlx+ci來限定，其中y為硫酸錢的重量百分?jǐn)?shù)，X為聚合物的重量百分?jǐn)?shù)，Ml為4.6或更少且Cl為45或更少。
[0009]一種用于操作驟冷塔的工藝，包括將反應(yīng)器流出物傳輸至驟冷塔和使反應(yīng)器流出物與含有聚合物的水在流出物提取區(qū)中接觸以提供提取的流出物流。該工藝還包括使提取的流出物流與硫酸在酸接觸區(qū)中接觸；移除第一流以提供具有約10重量百分?jǐn)?shù)或更少聚合物的第一驟冷塔流，且其中硫酸銨的量和聚合物的量通過式y(tǒng) = -Mlx+Cl來限定，其中y為硫酸銨的重量百分?jǐn)?shù)，X為聚合物的重量百分?jǐn)?shù)，Ml為4.6或更少且Cl為45或更少；以及移除第二流以提供具有多于約10重量百分?jǐn)?shù)的聚合物和小于約5重量百分?jǐn)?shù)的硫酸銨的第二驟冷塔流。
[0010]本公開內(nèi)容的以上和其它方面、特征和優(yōu)點將從以下說明性實施方案的詳述而變得顯而易見，所述詳述將與附圖一起閱讀。
【附圖說明】
[0011]本公開內(nèi)容示例性實施方案及其優(yōu)點的更加全面的理解可通過參考以下說明并考慮附圖來獲得，其中相同的參考標(biāo)號表示相同的特征且其中:
[0012]圖1為根據(jù)本公開內(nèi)容方面的實施方案、用于制造丙烯腈產(chǎn)物的示意流程圖。
【具體實施方式】
[0013]在常規(guī)工藝中，驟冷塔底物中硫酸銨的濃度為約5-10重量百分?jǐn)?shù)。已發(fā)現(xiàn)具有約5-10重量百分?jǐn)?shù)的硫酸銨濃度的驟冷塔底物流由于其高水含量和低硫含量而不適用于在硫再生單元(“SAR”)中回收硫。
[0014]用于提供硫酸銨流的工藝
[0015]在一方面中，一種工藝包括提供具有較高硫酸銨濃度的硫酸銨流。在該方面中，該工藝包括將反應(yīng)器流出物傳輸至驟冷塔。該反應(yīng)器流出物包括來自氨氧化反應(yīng)器如例如用于產(chǎn)生丙烯腈的反應(yīng)器的流出物。反應(yīng)器流出物通常包括丙烯腈、氨和HCN。
[0016]該工藝包括將硫酸傳輸至驟冷塔以提供具有約10重量百分?jǐn)?shù)或更少聚合物的驟冷塔底物流，在另一方面中，8重量百分?jǐn)?shù)或更少聚合物，在另一方面中，約5重量百分?jǐn)?shù)或更少聚合物，和在另一方面中，約2重量百分?jǐn)?shù)或更少聚合物。如本文所用，聚合物指重質(zhì)有機材料和少量輕質(zhì)有機物的混合物。重質(zhì)有機材料可包括不同高沸點有機化合物的混合物，所述有機化合物具有高度腈取代且還含有一些氧化烴基。
[0017]在一方面中，式y(tǒng) =-Mlx+Cl(其中y為硫酸銨的重量百分?jǐn)?shù)，x為聚合物的重量百分?jǐn)?shù)，Ml為4.6或更少且Cl為45或更少)限定了驟冷塔底物流中硫酸銨的量和聚合物的量。在相關(guān)方面中，Ml為1.5或更少且Cl為30或更少。在一方面中，該工藝提供了具有約10至約25重量百分?jǐn)?shù)的硫酸銨和小于約5重量百分?jǐn)?shù)的聚合物的驟冷塔底物流，在另一方面中，約15至約21重量百分?jǐn)?shù)的硫酸銨和小于約5重量百分?jǐn)?shù)的聚合物。該驟冷塔底物流具有約4.5至約6.0的pH。
[0018]在另一方面中，該工藝可包括將驟冷塔底物流傳輸至硫酸鹽濃縮器。該硫酸鹽濃縮器提供了具有約35重量百分?jǐn)?shù)或更多硫酸銨濃度的濃縮底物流。在該方面中，該工藝包括將驟冷塔流以約200至約900kg驟冷底物流/每公噸所產(chǎn)生丙烯腈/小時的流速傳輸至硫酸鹽濃縮器，在另一方面中，流速為約240至約860kg驟冷底物流/每公噸所產(chǎn)生的丙烯腈/小時，在另一方面中，流速為約300至約800kg驟冷底物流/每公噸所產(chǎn)生的丙烯腈/小時，和在另一方面中，流速為約500至約600kg驟冷底物流/每公噸所產(chǎn)生的丙烯腈/小時。該硫酸鹽濃縮器具有約0.15至約0.5kff/kg驟冷底物流(送至硫酸鹽濃縮器)的熱負(fù)荷，在另一方面中，約0.15至約0.3kW/kg，和在另一方面中，約0.15至約0.2。該來自硫酸鹽濃縮器的濃縮底物流可傳輸至硫再生單元以產(chǎn)生至少一種硫產(chǎn)物，形成濃縮的驟冷塔底物流。
[0019]驟冷塔操作
[0020]在一方面中，一種用于操作驟冷塔的工藝包括將反應(yīng)器流出物傳輸至驟冷塔并使反應(yīng)器流出物與含有聚合物的水在流出物提取區(qū)中接觸以提供提取的流出物流。該工藝還包括使提取的流出物流與硫酸在酸接觸區(qū)中接觸并移除第一流以提供具有約10重量百分?jǐn)?shù)或更少聚合物的第一驟冷塔流。
[0021]在一方面中，式y(tǒng) =-Mlx+Cl(其中y為硫酸銨的重量百分?jǐn)?shù)，x為聚合物的重量百分?jǐn)?shù)，Ml為4.6或更少且Cl為45或更少)限定了第一流中硫酸銨的量和聚合物的量。在相關(guān)方面中，Ml為1.5或更少且Cl為30或更少。
[0022]在另一方面中，該工藝包括移除第二流以提供具有多于約10重量百分?jǐn)?shù)的聚合物和小于約5重量百分?jǐn)?shù)的硫酸銨的第二驟冷塔流。
[0023]在一方面中，該工藝包括提供來自蒸發(fā)器系統(tǒng)的水的至少一部分。蒸發(fā)器系統(tǒng)的實例包括多級蒸發(fā)器，如四級蒸發(fā)器。水可包括聚合物。
[0024]