專利名稱：：丙烯兩步加氧法制丙烯酸的改進(jìn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種丙烯酸制備工藝。技術(shù)背景丙烯兩步加氧法制丙烯酸，主要是以丙烯、空氣為原料，在催化劑存在的條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，第一步是丙烯氧化生成丙烯醛，第二步是丙烯醛氧化生成丙烯酸，反應(yīng)方程式如下CH2=CH-CH3"K>2—CH2=CH-CHCN"H20CH2=CH-CHO+l/202—CH2=CH-COOH該過程為放熱的強(qiáng)氧化反應(yīng)，反應(yīng)溫度較高，采用循環(huán)尾氣法時(shí)，現(xiàn)有裝置的丙烯進(jìn)料濃度小于或等于8%(mol),丙烯消耗量大，轉(zhuǎn)化率低；同時(shí)在采用循環(huán)尾氣法的工藝裝置中，由于洗滌塔頂尾氣直接循環(huán)至反應(yīng)器，因此氧化催化劑對塔頂部尾氣組成有較高的要求，現(xiàn)有裝置冼滌塔頂均采用脫鹽水直接吸收丙烯酸氣來保證吸收效果，以滿足催化劑要求，因此在生產(chǎn)裝置要消耗大量脫鹽水，從而增加了生產(chǎn)成本。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種丙烯兩步加氧法制丙烯酸的改進(jìn)工藝。丙烯兩步加氧法制丙烯酸的改進(jìn)工藝，丙烯兩步加氧法制丙烯酸的丙烯氧化單元中新鮮空氣、蒸汽、循環(huán)尾氣進(jìn)預(yù)混合器M-lOOl，再與丙烯一起進(jìn)入混合器M-1002,進(jìn)行充分混合，作為第一反應(yīng)器R-lOOl的進(jìn)料，在催化劑存在條件下，在第一反應(yīng)器R-lOOl內(nèi)，丙烯與空氣中的氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成丙烯醛和少量丙烯酸，反應(yīng)放出的熱量，由熱熔鹽介質(zhì)帶出，用來產(chǎn)生蒸汽；第一反應(yīng)器R-lOOl出口氣體與補(bǔ)充新鮮空氣在混合器M-1003內(nèi)混合，進(jìn)入第二反應(yīng)器R-1002，繼續(xù)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，使丙烯醛氧化，生成丙烯酸；第二反應(yīng)器R-1002出口氣體經(jīng)反應(yīng)物冷卻器E-1001冷卻，冷卻后的丙烯酸氣進(jìn)入洗滌塔T-1001底部，進(jìn)行洗滌吸收，制得粗丙烯酸溶液，粗丙烯酸由洗滌塔T-1001底部流出，進(jìn)入下一單元，進(jìn)行精制。洗滌塔T-lOOl頂部放出尾氣，一部分送入催化焚燒單元，另一部分經(jīng)脫水器V-1007,進(jìn)行脫水處理，脫水后的尾氣經(jīng)循環(huán)氣壓縮機(jī)K-1002壓縮，壓縮后的循環(huán)尾氣進(jìn)入預(yù)混合器M-1001,繼續(xù)參與氧化反應(yīng)，本發(fā)明的特征在于A.加大丙烯在原料配比中的數(shù)量，使丙烯進(jìn)料濃度為8.0%9.88%(mol);B.洗滌塔T-1001塔頂進(jìn)入的洗滌液為脫鹽水和含丙烯酸廢水混合液，此丙烯酸廢水為該丙烯酸裝置中丙烯酸精制單元產(chǎn)生的含酸廢水，廢水量占洗滌液總量的50°/。60%(wt)。本改進(jìn)工藝的優(yōu)點(diǎn)1.在氧化反應(yīng)器進(jìn)料配比組成中，采用8.0%9.88%(mol)高濃度丙烯進(jìn)料。高濃度丙烯進(jìn)料，可提高丙烯轉(zhuǎn)化率和丙烯酸的收率，其轉(zhuǎn)化率最高可達(dá)97，10%，收率最高為87.11%;采用高濃度丙烯及低水配比進(jìn)料，不增加設(shè)備，又能保證氧化反應(yīng)物的操作點(diǎn)在爆炸曲線范圍之外，使裝置在最佳的安全區(qū)域運(yùn)行，降低丙烯原料消耗、降低丙烯酸精制單元的蒸汽消耗，從而大大降低丙烯酸生產(chǎn)成本。2.洗滌塔T-1001塔頂用洗滌液，采用脫鹽水和含丙烯酸廢水的混合液，與現(xiàn)有裝置采用純脫鹽水作洗滌液對比，節(jié)約了脫鹽水用量，減輕了廢水單元處理負(fù)荷，減少裝置廢水排放量，又最大限度回收丙烯酸，提高丙烯酸收率，從而降低生產(chǎn)成本。附圖1為本發(fā)明簡要工藝流程圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)例對本發(fā)明作出進(jìn)一步地詳細(xì)描述。丙烯兩步加氧法制丙烯酸的丙烯氧化單元中新鮮空氣、蒸汽、循環(huán)尾氣進(jìn)預(yù)混合器M-lOOl，再與丙烯一起進(jìn)入混合器M-1002，進(jìn)行充分混合，作為第一反應(yīng)器R-1001的進(jìn)料，在催化劑存在條件下，在第一反應(yīng)器R-1001內(nèi)，丙烯與空氣中的氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成丙烯醛和少量丙烯酸，反應(yīng)放出的熱量，由熱熔鹽介質(zhì)帶出，用來產(chǎn)生蒸汽；第一反應(yīng)器R-lOOl出口氣體與補(bǔ)充新鮮空氣在混合器M-1003內(nèi)混合，進(jìn)入第二反應(yīng)器R-1002，繼續(xù)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，使丙烯醛氧化，生成丙烯酸；第二反應(yīng)器R-1002出口氣體經(jīng)反應(yīng)物冷卻器E-lOOl冷卻，冷卻后的丙烯酸氣進(jìn)入洗滌塔T-lOOl底部，進(jìn)行洗滌吸收，制得粗丙烯酸溶液，粗丙烯酸由洗滌塔T-1001底部流出，進(jìn)入下一單元，進(jìn)行精制。洗滌塔T-1001頂部放出尾氣，一部分送入催化焚燒單元，另一部分經(jīng)脫水器V-1007,進(jìn)行脫水處理，脫水后的尾氣經(jīng)循環(huán)氣壓縮機(jī)K-1002壓縮，壓縮后的循環(huán)尾氣進(jìn)入預(yù)混合器M-lOOl,繼續(xù)參與氧化反應(yīng)，本發(fā)明的特征在于A.加大丙烯在原料配比中的數(shù)量，使丙烯進(jìn)料濃度為8.0%9.88%(mol);B.洗滌塔T-1001塔頂進(jìn)入的洗滌液為脫鹽水和含丙烯酸廢水混合液，此丙烯酸廢水為該丙烯酸裝置中丙烯酸精制單元產(chǎn)生的含酸廢水，廢水量占洗滌液總量的50%60%(wt)。1、特征A實(shí)施例目前國內(nèi)運(yùn)行的丙烯酸裝置中，采用"循環(huán)尾氣"法制丙烯酸裝置中，在催化劑條件的要求和約束下，其丙烯進(jìn)料濃度均小于或等于8%(mol)，造成了高物耗，使裝置的成本較高。經(jīng)過試驗(yàn)和在實(shí)際裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)得知，在兩步加氧、循環(huán)尾氣直接返回的氧化工藝路線方案中采用髙濃度丙烯、低水配比進(jìn)料，可提高丙烯轉(zhuǎn)化率和丙烯酸的收率，具體反應(yīng)溫度數(shù)據(jù)見表1-1表i-i第1化反應(yīng)器反應(yīng)溫度<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>660340410398379表1-2第二氧化反應(yīng)器反應(yīng)溫度<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>6和表1-2，不同濃度丙烯進(jìn)料工藝數(shù)據(jù)對比見表1-3。表13不同濃度丙烯S生m據(jù)對比表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>以年產(chǎn)量4萬噸丙烯酸裝置為例，采用兩步加氧、循環(huán)尾氣直接返回的工藝技術(shù)生產(chǎn)丙烯酸，丙烯的進(jìn)料濃度為8.0%(moD，年消耗丙烯2.8萬噸;通過技術(shù)優(yōu)化，將丙烯的進(jìn)料濃度提高到9.88%(mol)，總收率由原來的85.0%提高到87.11%,丙烯年消耗為2.75萬噸，年節(jié)省精制丙烯酸蒸汽用量2138噸。按每噸丙烯l萬元計(jì)算，每噸蒸汽83元計(jì)，年節(jié)約成本約500萬元。因此，通過提高丙烯進(jìn)料濃度可帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益，見表14。表14不同濃度丙烯進(jìn)^置經(jīng)濟(jì)效益對比表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>從表1-4中對比數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)采用高濃度丙烯進(jìn)料的氧化工藝技術(shù)時(shí)，可大幅降低成本，為用戶帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。2、特征B實(shí)施例以8萬啦年丙烯酸裝置為例，丙烯酸氧化單元洗滌塔頂冼滌液分別采用脫鹽水和脫鹽水與含丙烯酸廢水混合液進(jìn)行吸收，各項(xiàng)對比指標(biāo)見表1-5。表1-5給出的數(shù)據(jù)是含丙烯酸廢水量占洗滌液總量的55%時(shí)的情況，當(dāng)含丙烯酸廢水量占洗滌液總量的50%或60%的情況時(shí)變化不大，數(shù)據(jù)基本相近。表i-s采用不同種類洗錄液各項(xiàng)工藝指標(biāo)對比表<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>從表1-5中可以看出，采用脫鹽水與含酸廢水作為洗滌液，每年可節(jié)約成本220萬元，給用戶帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。權(quán)利要求1，丙烯兩步加氧法制丙烯酸的改進(jìn)工藝，丙烯兩步加氧法制丙烯酸的丙烯氧化單元中新鮮空氣、蒸汽、循環(huán)尾氣進(jìn)預(yù)混合器M-1001，再與丙烯一起進(jìn)入混合器M-1002，進(jìn)行充分混合，作為第一反應(yīng)器R-1001的進(jìn)料，在催化劑存在條件下，在第一反應(yīng)器R-1001內(nèi)，丙烯與空氣中的氧氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成丙烯醛和少量丙烯酸，反應(yīng)放出的熱量，由熱熔鹽介質(zhì)帶出，用來產(chǎn)生蒸汽；第一反應(yīng)器R-1001出口氣體與補(bǔ)充新鮮空氣在混合器M-1003內(nèi)混合，進(jìn)入第二反應(yīng)器R-1002，繼續(xù)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，使丙烯醛氧化，生成丙烯酸；第二反應(yīng)器R-1002出口氣體經(jīng)反應(yīng)物冷卻器E-1001冷卻，冷卻后的丙烯酸氣進(jìn)入洗滌塔T-1001底部，進(jìn)行洗滌吸收，制得粗丙烯酸溶液，粗丙烯酸由洗滌塔T-1001底部流出，進(jìn)入下一單元，進(jìn)行精制。洗滌塔T-1001頂部放出尾氣，一部分送入催化焚燒單元，另一部分經(jīng)脫水器V-1007，進(jìn)行脫水處理，脫水后的尾氣經(jīng)循環(huán)氣壓縮機(jī)K-1002壓縮，壓縮后的循環(huán)尾氣進(jìn)入預(yù)混合器M-1001，繼續(xù)參與氧化反應(yīng)，本發(fā)明的特征在于A.加大丙烯在原料配比中的數(shù)量，使丙烯進(jìn)料濃度為8.0％～9.88％(mol)；B.洗滌塔T-1001塔頂進(jìn)入的洗滌液為脫鹽水和含丙烯酸廢水混合液，此丙烯酸廢水為該丙烯酸裝置中丙烯酸精制單元產(chǎn)生的含酸廢水，廢水量占洗滌液總量的50％～60％(wt)。全文摘要本發(fā)明公開一種丙烯兩步法制丙烯酸的改進(jìn)工藝，其特征在于，加大丙烯在原料配比中的數(shù)量，使丙烯進(jìn)料濃度為8.0％～9.88％(mol)；洗滌塔頂進(jìn)入的洗滌液為脫鹽水和含丙烯酸廢水混合液，此丙烯酸廢水為該丙烯酸裝置中丙烯酸精制單元產(chǎn)生的含酸廢水，廢水量占洗滌液總量的50％～60％(wt)；這種改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)在于，采用高濃度丙烯進(jìn)料，可以提高丙烯轉(zhuǎn)化率，提高丙烯酸的收率，又能調(diào)節(jié)氧化反應(yīng)物的操作點(diǎn)在爆炸曲線范圍之外，使裝置在最佳的安全區(qū)域運(yùn)行，降低丙烯原料消耗，提高裝置生產(chǎn)能力；采用脫鹽水和含丙烯酸廢水混合液，減少脫鹽水用量，減少裝置廢水單元處理負(fù)荷，減少裝置廢水排放量，又能最大限度回收丙烯酸，從而降低丙烯酸裝置的生產(chǎn)成本。文檔編號C07C51/25GK101260032SQ20081005035公開日2008年9月10日申請日期2008年1月27日優(yōu)先權(quán)日2008年1月27日發(fā)明者利劉,劉麗娟,劉學(xué)線,周江沛,偉孫,孫文生,鞏傳志,張木蘭,李志遠(yuǎn),李欣平,濤王,紀(jì)忠斌,勇郭申請人:中國石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司東北分公司