專利名稱：高純丙烯腈的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高純丙烯腈的制備方法。
背景技術(shù)：
高性能聚丙烯腈基碳纖維具有良好的材料綜合性能高強度、高模量、低密度、耐高低溫、耐化學(xué)腐蝕、導(dǎo)電性好、熱膨脹系數(shù)小、耐輻射、生物相容性好，是先進復(fù)合材料的最重要的增強材料，廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星、運載火箭、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、飛機、宇宙飛船等航空航天尖端領(lǐng)域。丙烯腈是生產(chǎn)高性能聚丙烯腈基碳纖維的主要原料。碳纖維性能優(yōu)劣的關(guān)鍵之一是丙烯腈原料品質(zhì)的好壞，制備高性能聚丙烯腈基碳纖維對原料丙烯腈的雜質(zhì)含量要求極高。目前國內(nèi)丙烯腈原料主要來源于由丙烯、氨氧化流化床工藝生產(chǎn)的成品，工業(yè)優(yōu)級品丙烯腈中含有微量的乙醛、氫氰酸、丙酮、丙烯醛、甲基丙烯腈、噁唑、丙腈、丁烯腈、阻聚劑、過氧化物等有機雜質(zhì)以及鐵離子等金屬雜質(zhì)，這些雜質(zhì)中尤其是乙醛、氫氰酸、丙烯醛、甲基丙烯腈、噁唑、丁烯腈、阻聚劑、過氧化物和鐵離子等對碳纖維的性能有嚴重影響。原料丙烯腈中的雜質(zhì)是導(dǎo)致碳纖維缺陷的重要影響因素之一，且這些缺陷在后加工中無法消除。丙烯腈中雜質(zhì)的存在將導(dǎo)致碳纖維的色度、強度、性能下降。因此，在使用前必須對工業(yè)優(yōu)級品丙烯腈進行進一步的精制純化，去除原料丙烯腈中的乙醛、氫氰酸、丙烯醛、甲基丙烯腈、 噁唑、丁烯腈、阻聚劑、過氧化物和鐵離子等雜質(zhì)，以滿足高性能聚丙烯腈基碳纖維原絲對原料的要求。文獻US5476883介紹了一種用純丙烯腈制備丙烯酰胺的工藝，其中純丙烯腈至少通過二個分離階段得到，首先丙烯腈與一種強酸性陽離子交換樹脂接觸，這種樹脂可以是凝膠型樹脂或大孔樹脂，使用前用稀酸處理轉(zhuǎn)化成H型；然后與一種含有伯胺和/或仲胺基團的樹脂接觸或者與活性碳接觸，這種樹脂可以是多孔樹脂或凝膠樹脂，使用前用稀堿溶液處理，活性碳可以是煤基或果殼基的。樹脂或活性碳可以安裝在固定床中，與丙烯腈連續(xù)接觸，處理溫度通常在5 50°C，優(yōu)選15 30°C。丙烯腈流量為樹脂或活性碳的0. 1 50 倍/小時，優(yōu)選0. 5 10倍/小時。二步處理后的丙烯腈中丙烯醛、噁唑消失，過氧化物檢不出。該方法存在丙烯腈空速較小，脫除丙烯醛的處理能力較小的問題。文獻US42083^介紹了用硫酸與丙烯腈單體接觸，形成噁唑硫酸鹽，在蒸發(fā)或蒸餾時將噁唑硫酸鹽從丙烯腈中除去。這種方法硫酸與噁唑的優(yōu)化摩爾比為21到15 1。 該方法在丙烯腈中加入了硫酸，引入了新的雜質(zhì)，增加了脫除雜質(zhì)的處理難度以及蒸餾處理的成本。文獻H1686介紹了一種采用活性氧化鋁吸附丙烯腈單體中過氧化物的方法，活性氧化鋁與丙烯腈接觸，活性氧化鋁表面積在150 400m2/g，溫度不大于75°C，接觸時間在 0. 5 2. 5分鐘，處理后過氧化物小于0. 2ppm。文獻US4555367介紹了純化含有少量丙烯醛或其它醛的丙烯腈的方法，采用至少含有一個-B-H基團的化合物與丙烯腈接觸，含硼化合物合適的加入量為50ppm 2 %，相應(yīng)的處理時間從5分鐘到7天或更長，丙烯醛含量從Mppm降低到小于2ppm。該方法需在原料丙烯腈中加入-B-H基團的含硼化合物，引入了新的雜質(zhì)，增加了丙烯腈純化的難度，且處理時間過長。CN1812953A介紹了在丙烯腈制造過程中產(chǎn)生的工藝物流中除去丙烯醛的方法。在酸催化劑存在下，使丙烯腈與含有可反應(yīng)的硫醇或羥基部分的清除劑化合物進行反應(yīng)從而形成丙烯醛衍生物，在精制的工藝物流中，丙烯醛含量能夠有效地被減少到低于5ppm且可能低至lppm。該方法加入丙烯醛清除劑，引入新的雜質(zhì)，增加了丙烯腈純化的難度和蒸餾處理的操作成本。US5969175介紹了一種腈的純化方法。這種腈含有2 4個碳原子，例如丙烯腈、甲基丙烯腈、乙腈、丙腈、芳腈等。采用帶有聚胺的陽離子交換樹脂與腈接觸，去除腈中的醛， 其中的醛包括丙烯醛、甲基丙烯醛、乙醛、苯乙醛等，離子交換樹脂可再生和重復(fù)使用。處理后醛含量小于lppm。離子交換可采用固定床，移動床或流化床，腈的處理流率不大于樹脂的 100倍/小時。該方法丙烯腈處理流量小，脫除醛的效果不徹底。US7128815B2介紹了一種回收純丙烯腈的方法，通過在真空下快速蒸發(fā)不純的丙烯腈以及新鮮的丙烯腈，然后在使用多個填充區(qū)段的萃取蒸餾柱中與親水試劑接觸來進行。在絕對壓強60 250mmHg的減壓條件下和100 150°C的溫度條件下，在以600 1200rpm運轉(zhuǎn)的常規(guī)攪拌式薄膜蒸發(fā)器中對含有0. 5 1 %水分的新鮮丙烯腈或其混合物進行蒸發(fā)，將所得的含有新鮮丙烯腈或不純丙烯腈與新鮮丙烯腈混合物的蒸汽與具有二醇基團的親水劑接觸，然后將所得餾出物冷凝以獲得所需純度的丙烯腈，按照本發(fā)明進行操作，可獲得幾乎水分含量極低且高純度的丙烯腈。該方法過程復(fù)雜，蒸發(fā)溫度較高，增加丙烯腈的聚合損失，且加入親水劑雜質(zhì)，增加了丙烯腈純化的難度。處理后丙烯腈中的水分仍在2000ppm左右。CN101020650A介紹了一種丙烯腈中鐵離子的純化方法，采用凝膠型離子交換樹脂或大孔型離子交換樹脂去除丙烯腈中的鐵離子。離子交換樹脂活化后，在0 40°C下攪拌 0. 5 5小時，純化后丙烯腈中的鐵離子濃度小于lppm。CN1098836C介紹了一種從丙烯腈成品塔側(cè)線氣相采出成品丙烯腈的工藝，成品塔為減壓操作，塔頂操作壓力0. 035 0. 04MPa(A)，溫度40. 2 45. 8°C，塔釜操作壓力為 0. 063 0. 068MPa(A)，溫度61 66. 1°C，成品塔為50塊精餾板，丙烯腈在50. 8 59. 4°C 從第44 46板進入成品塔，在56 60°C從8 12板氣相采出，由于操作溫度低，減少了能耗且采用氣相抽出產(chǎn)品，因而產(chǎn)品純度高，產(chǎn)品純度為99. 99% (重量)。該方法未涉及丙烯腈中乙醛、氫氰酸、丙烯醛、甲基丙烯腈、噁唑、丁烯腈、阻聚劑、過氧化物、鐵離子等關(guān)鍵雜質(zhì)的脫除結(jié)果。上述文獻僅涉及丙烯腈中的單個或少量幾個雜質(zhì)的脫除方法，且脫除過程中存在原料丙烯腈處理能力較小，或引入新的化合物增加原料丙烯腈新的雜質(zhì)，沒有將原料丙烯腈中的乙醛、氫氰酸、丙酮、丙烯醛、甲基丙烯腈、噁唑、丙腈、丁烯腈、阻聚劑、過氧化物、鐵離子等多種微量雜質(zhì)同時脫除的方法等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是對現(xiàn)有技術(shù)中在脫除原料丙烯腈中同時脫除乙醛、氫氰酸、丙酮、丙烯醛、甲基丙烯腈、噁唑、丙腈、丁烯腈、阻聚劑、過氧化物、鐵離子等多種微量雜質(zhì)時存在的原料丙烯腈處理能力較小，或引入新的化合物增加原料丙烯腈新的雜質(zhì)， 沒有將原料丙烯腈中多種雜質(zhì)同時脫除的方法等問題，提供一種新的高純丙烯腈的制備方法。該方法具有原料丙烯腈處理能力大，不引入新的化合物和新的雜質(zhì)，將原料丙烯腈中多種雜質(zhì)同時脫除的優(yōu)點。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種高純丙烯腈的制備方法， 包括以下步驟a)原料丙烯腈與陽離子交換樹脂接觸，得脫除噁唑的物流I ；b)物流I與陰離子交換樹脂接觸，得脫除丙烯醛的物流II ；c)物流II與氧化鋁接觸，得脫除過氧化物、水的物流III ；d)物流III通過精餾塔精餾，從下往上數(shù)從精餾塔5 15板處氣相側(cè)線抽出得到同時脫除乙醛、氫氰酸、丙酮、丙烯醛、甲基丙烯腈、噁唑、丙腈、丁烯腈、阻聚劑、過氧化物、 鐵離子的純度達99. 99%的高純丙烯腈。上述技術(shù)方案中，a)步驟中的陽離子交換樹脂優(yōu)選方案選自001凝膠型苯乙烯系強酸陽離子交換樹脂、DOOl大孔型苯乙烯系強酸陽離子交換樹脂、D112丙烯酸系弱酸陽離子交換樹脂或D113丙烯酸系弱酸陽離子交換樹脂中的至少一種，原料丙烯腈體積空速優(yōu)選范圍為1 300小時―1，更優(yōu)選范圍為100 250小時、脫除噁唑的處理溫度優(yōu)選范圍為 5 70°C，更優(yōu)選范圍為10 35°C。b)步驟中的陰離子交換樹脂優(yōu)選方案選自201凝膠型苯乙烯系強堿陰離子交換樹脂、202凝膠型苯乙烯系強堿陰離子交換樹脂、D201凝膠型大孔型強堿陰離子交換樹脂、D202凝膠型大孔型強堿陰離子交換樹脂、D301大孔型苯乙烯系弱堿陰離子交換樹脂、D302大孔型苯乙烯系弱堿陰離子交換樹脂、D306大孔型苯乙烯系弱堿陰離子交換樹脂、D308大孔型苯乙烯系弱堿陰離子交換樹脂、D309大孔型苯乙烯系弱堿陰離子交換樹脂、213凝膠型丙烯酸系強堿陰離子交換樹脂、D213大孔型丙烯酸系強堿陰離子交換樹脂、313凝膠型丙烯酸系弱堿陰離子交換樹脂、D311大孔型丙烯酸系弱堿陰離子交換樹脂、D318大孔型丙烯酸系弱堿陰離子交換樹脂或D319大孔型丙烯酸系弱堿陰離子交換樹脂中的至少一種，原料丙烯腈體積空速優(yōu)選范圍為1 200小時―1，更優(yōu)選范圍為 51 120小時―1，脫除丙烯醛的處理溫度優(yōu)選范圍為5 70°C，更優(yōu)選范圍為10 35°C。 c)步驟中的氧化鋁優(yōu)選方案選自HYAlOl活性氧化鋁、HYA102活性氧化鋁或HYA103活性氧化鋁中的至少一種，活性氧化鋁的直徑優(yōu)選范圍為3 5mm，比表面積優(yōu)選范圍為200 360m2/g，堆密度優(yōu)選范圍為0. 68 0. 89g/cm3,孔容優(yōu)選范圍為0. 38 0. 46ml/g。原料丙烯腈體積空速優(yōu)選范圍為1 100小時―1，更優(yōu)選范圍為5 50小時―1，脫除過氧化物和水的處理溫度優(yōu)選范圍為5 70°C，更優(yōu)選范圍為10 35°C。d)步驟中的精餾塔優(yōu)選方案采用35 60塊板的塔板或填料式結(jié)構(gòu)，更優(yōu)選40 50塔板，精餾塔在常壓或真空條件下操作，塔頂操作壓力為0. 026 0. IMPa(A)，優(yōu)選范圍為0. 026 0. 035MPa (A)，塔頂溫度為 38 77°C，優(yōu)選范圍為38 45°C，塔釜溫度在41 79°C，優(yōu)選范圍為41 48°C，回流比在0. 5 10，優(yōu)選范圍為1 5，丙烯腈從18 25塊板(從下往上數(shù))處進料，優(yōu)選范圍為 18 23塊板處進料，從5 15板處氣相側(cè)線抽出高純丙烯腈，優(yōu)選范圍從5 10板處氣相側(cè)線抽出同時脫除乙醛、氫氰酸、丙酮、丙烯醛、甲基丙烯腈、噁唑、丙腈、丁烯腈、阻聚劑、 過氧化物、鐵離子的純度達99. 99%的高純丙烯腈。
上述技術(shù)方案中，所述的陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂、氧化鋁可以再生重復(fù)使用。本發(fā)明中采用的陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂、氧化鋁，使用前可進行預(yù)處理或活化處理。陽離子交換樹脂預(yù)處理和活化處理過程如下將陽離子交換樹脂置于交換柱中，用純水進行反洗30分鐘，除去雜質(zhì)，然后用濃度為4%的鹽酸處理1小時，稀鹽酸溶液用量為樹脂體積的2 3倍，經(jīng)水洗后再用濃度為4%的氫氧化鈉溶液處理1小時，稀氫氧化鈉溶液用量為樹脂體積的2 3倍，經(jīng)水洗后再用稀鹽酸溶液同樣處理1小時，最后進行水洗。將預(yù)處理后的陽離子交換樹脂在20 70°C的真空條件下進行干燥活化8 12小時后以備用。陰離子交換樹脂預(yù)處理和活化處理過程如下將陰離子交換樹脂置于交換柱中，用純水進行反洗30分鐘，除去雜質(zhì)，然后用濃度為4%的氫氧化鈉處理1小時，稀氫氧化鈉溶液用量為樹脂體積的2 3倍，經(jīng)水洗后再用濃度為4%的鹽酸溶液處理1小時，稀鹽酸溶液用量為樹脂體積的2 3倍，經(jīng)水洗后再用稀氫氧化鈉溶液同樣處理1小時，最后進行水洗。將預(yù)處理后的陰離子交換樹脂在20 70°C的真空條件下進行干燥活化8 12小時后以備用。氧化鋁預(yù)處理和活化過程如下將氧化鋁置于固定床中，用氮氣或空氣吹掃，除去雜質(zhì)后在350 400°C條件下干燥4 5小時，冷卻后備用。圖1為本發(fā)明高純丙烯腈制備的工藝流程。圖1中1為吸附塔，2為吸附塔，3為吸附塔，4為精餾塔，5為陽離子交換樹脂，6為陰離子交換樹脂，7為氧化鋁，8為填料或塔板，9為精餾塔進料，10為精餾塔塔頂出料，11為精餾塔氣相側(cè)線出料。由于陽離子交換樹脂含有磺酸基(-SO3H)、羧基(-C00H)或苯酚基(-C6H4OH)等酸性基團，噁唑具有弱堿性，噁唑類物質(zhì)可與酸反應(yīng)生成鹽類，與酸性基團發(fā)生親核加成反應(yīng)，噁唑與陽離子交換樹脂上的酸性基團發(fā)生反應(yīng)被吸附在離子交換樹脂上而得以脫除。 陰離子交換樹脂含有胺基(-NH2)基團，丙烯醛屬不飽和醛，羰基C = 0強極性鍵的存在，再加上共軛雙鍵C = C-C = 0的作用，使得丙烯醛具有較強的反應(yīng)活性，丙烯醛能與胺基發(fā)生縮合反應(yīng)，丙烯醛與陰離子交換樹脂上的胺基發(fā)生縮合反應(yīng)后被吸附在離子交換樹脂上而得以脫除。氧化鋁是一種具有較高吸附容量的吸附劑，活性氧化鋁的毛細孔通道表面具有較高的活性，對水有較強的親和力，是一種對微量水深度干燥和過氧化物的吸附劑。乙醛、 氫氰酸、丙酮、丙腈、甲基丙烯腈、丁烯腈、阻聚劑的沸點與丙烯腈的沸點相差較大，適宜采用精餾法脫除。采用本發(fā)明的方法，原料丙烯腈在吸附塔1中與001凝膠型苯乙烯系強酸陽離子交換樹脂接觸，在處理溫度為35°C，原料丙烯腈體積空速為300小時―1的條件下，得到脫除噁唑的物流I ；物流I在吸附塔2中與201凝膠型苯乙烯系強堿陰離子交換樹脂接觸，在處理溫度為35°C，原料丙烯腈體積空速為200小時―1的條件下，得到脫除丙烯醛的物流II ；物流II在吸附塔3中與HYAlOl活性氧化鋁接觸，在處理溫度為35°C，原料丙烯腈體積空速為 100小時―1的條件下，得到脫除過氧化物和水的物流III ；物流III從精餾塔4的第18塊板 (從下向上數(shù))進料，精餾塔有相當于45塊板的填料，塔頂操作壓力為0. 026MPa(A)，塔頂溫度為38 V，塔釜溫度為41°C，回流比為5，從精餾塔第5塊板氣相抽出，最終得到同時脫除乙醛、氫氰酸、丙酮、丙烯醛、甲基丙烯腈、噁唑、丙腈、丁烯腈、阻聚劑、過氧化物、鐵離子的純度達99. 99%的高純丙烯腈，取得了較好的技術(shù)效果。高純丙烯腈中的雜質(zhì)含量見表1 所示。
表1高純丙烯腈中的雜質(zhì)含量
序號項目高純丙烯腈中的雜質(zhì)含量(PPm)1乙醛檢不出2氫氰酸檢不出3丙酮檢不出4丙烯醛檢不出5甲基丙烯腈檢不出6噁唑檢不出7丙腈檢不出8丁烯腈檢不出9阻聚劑檢不出10鐵離子檢不出11過氧化物0. 0512水50


圖1為本發(fā)明高純丙烯腈制備的工藝流程。圖1中1為吸附塔，2為吸附塔，3為吸附塔，4為精餾塔，5為陽離子交換樹脂，6為陰離子交換樹脂，7為氧化鋁，8為填料或塔板，9為精餾塔進料，10為精餾塔塔頂出料，11為精餾塔氣相側(cè)線出料。原料丙烯腈進入吸附塔1，與陽離子交換樹脂接觸，得到脫除噁唑的物流I ；物流I進入吸附塔2與陰離子交換樹脂接觸，得到脫除丙烯醛的物流II ；物流II進入吸附塔3得到脫除過氧化物和水的物流III ；物流III進入精餾塔4，從側(cè)線11氣相抽出得到同時脫除乙醛、氫氰酸、丙酮、丙烯醛、甲基丙烯腈、噁唑、丙腈、丁烯腈、阻聚劑、過氧化物、鐵離子的純度達99. 99%的高純丙烯腈。下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的闡述。
具體實施例方式實施例1采用圖1的流程，其中吸附塔1裝填001凝膠型苯乙烯系強酸陽離子交換樹脂， 001凝膠型苯乙烯系強酸陽離子交換樹脂首先經(jīng)水洗、4%鹽酸酸洗、水洗、4%氫氧化鈉堿洗、水洗、4%鹽酸酸洗、水洗等預(yù)處理后在70°C的真空條件下干燥活化8小時，吸附塔1的操作條件為處理溫度35°C，原料丙烯腈體積空速300小時人吸附塔2裝填201凝膠型苯乙烯系強堿陰離子交換樹脂，201凝膠型苯乙烯系強堿陰離子交換樹脂首先經(jīng)水洗、4% 氫氧化鈉堿洗、水洗、4%鹽酸酸洗、水洗、4%氫氧化鈉堿洗、水洗等預(yù)處理后在70°C的真空條件下干燥活化8小時，吸附塔2的操作條件為處理溫度35°C，原料丙烯腈體積空速200 小時―1。吸附塔3裝填HYAlOl活性氧化鋁，HYAlOl活性氧化鋁首先在350°C條件下干燥5 小時，吸附塔3的操作條件為處理溫度35°C，原料丙烯腈體積空速100小時人精餾塔4 裝填相當于45塊板的填料，丙烯腈從第18塊板(從下向上數(shù))進料，精餾塔的操作條件為塔頂操作壓力為0. 026MPa(A)，塔頂溫度38°C，塔釜溫度41°C，回流比5，高純丙烯腈從精餾塔第5塊板氣相抽出。進入吸附塔1的原料丙烯腈中的雜質(zhì)含量為乙醛lppm、氫氰酸1. 3ppm、丙酮30ppm、丙烯醛25ppm、甲基丙烯腈109ppm、噁唑50ppm、丙腈25ppm、丁烯腈 ^ppm、阻聚劑45ppm、鐵離子0. lppm、過氧化物0. 2ppm、水3500ppm。經(jīng)圖1所示的流程處理后，得到的高純丙烯腈中的雜質(zhì)含量為乙醛、氫氰酸、丙酮、丙烯醛、甲基丙烯腈、噁唑、 丙腈、丁烯腈、阻聚劑、鐵離子均檢不出，過氧化物為0. 05ppm、水含量為50ppm，丙烯腈純度達到99. 99%以上。實施例2 15按實施例1的各步驟與條件操作，只是改變吸附塔1、吸附塔2、吸附塔3的樹脂或氧化鋁型號、處理溫度和丙烯腈空速，精餾塔4的真空度、塔頂溫度、塔釜溫度、回流比、進料塔板數(shù)、側(cè)線抽出塔板數(shù)等操作條件，具體工藝操作條件見表2，所得高純丙烯腈中的雜質(zhì)含量見表3。
權(quán)利要求
1.一種高純丙烯腈的制備方法，包括以下步驟a)原料丙烯腈與陽離子交換樹脂接觸，得脫除噁唑的物流I；b)物流I與陰離子交換樹脂接觸，得脫除丙烯醛的物流II；c)物流II與氧化鋁接觸，得脫除過氧化物、水的物流III；d)物流III通過精餾塔精餾，從下往上數(shù)從精餾塔5 15板處氣相側(cè)線抽出得到脫除乙醛、丙酮、丙烯醛、甲基丙烯腈、噁唑、丙腈、丁烯腈、阻聚劑、氫氰酸、鐵離子的純度達 99. 99%的高純丙烯腈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純丙烯腈的制備方法，其特征在于a)步驟中的陽離子交換樹脂選自001凝膠型苯乙烯系強酸陽離子交換樹脂、DOOl大孔型苯乙烯系強酸陽離子交換樹脂、D112丙烯酸系弱酸陽離子交換樹脂或D113丙烯酸系弱酸陽離子交換樹脂中的至少一種；原料丙烯腈體積空速為1 300小時―1，脫除噁唑的處理溫度為5 70°C;b)步驟中的陰離子交換樹脂選自201凝膠型苯乙烯系強堿陰離子交換樹脂、202凝膠型苯乙烯系強堿陰離子交換樹脂、D201凝膠型大孔型強堿陰離子交換樹脂、D202凝膠型大孔型強堿陰離子交換樹脂、D301大孔型苯乙烯系弱堿陰離子交換樹脂、D302大孔型苯乙烯系弱堿陰離子交換樹脂、D306大孔型苯乙烯系弱堿陰離子交換樹脂、D308大孔型苯乙烯系弱堿陰離子交換樹脂、D309大孔型苯乙烯系弱堿陰離子交換樹脂、213凝膠型丙烯酸系強堿陰離子交換樹脂、D213大孔型丙烯酸系強堿陰離子交換樹脂、313凝膠型丙烯酸系弱堿陰離子交換樹脂、D311大孔型丙烯酸系弱堿陰離子交換樹脂、D318大孔型丙烯酸系弱堿陰離子交換樹脂或D319大孔型丙烯酸系弱堿陰離子交換樹脂中的至少一種；原料丙烯腈體積空速為1 200小時、脫除丙烯醛的處理溫度為5 70°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高純丙烯腈的制備方法，其特征在于a)步驟中的原料丙烯腈體積空速為100 250小時―1，脫除噁唑的處理溫度為10 35°C;b)步驟中的原料丙烯腈體積空速為51 120小時―1，脫除丙烯醛的處理溫度為10 35°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純丙烯腈的制備方法，其特征在于c)步驟中的氧化鋁選自 HYAlOl活性氧化鋁、HYA102活性氧化鋁或HYA103活性氧化鋁中的至少一種，活性氧化鋁的直徑為3 5mm,比表面積200 360m2/g，堆密度0. 68 0. 89g/cm3，孔容0. 38 0. 46ml/ g ；原料丙烯腈體積空速為1 100小時、脫除過氧化物和水的處理溫度為5 70°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高純丙烯腈的制備方法，其特征在于c)步驟中的原料丙烯腈體積空速為5 50小時―1，脫除過氧化物和水的處理溫度為10 35°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高純丙烯腈的制備方法，其特征在于d)步驟中的精餾塔采用35 60塊板的塔板或填料式結(jié)構(gòu)，精餾塔在常壓或真空條件下操作，塔頂操作壓力為 0. 026 0. IMPa(A)，塔頂溫度為38 77°C，塔釜溫度在41 79 °C，回流比在0. 5 10， 從下往上數(shù)丙烯腈從18 25塊板處進料，從5 15板處氣相側(cè)線抽出同時脫除乙醛、氫氰酸、丙酮、丙烯醛、甲基丙烯腈、噁唑、丙腈、丁烯腈、阻聚劑、過氧化物、鐵離子的純度達 99. 99%的高純丙烯腈。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高純丙烯腈的制備方法，其特征在于d)步驟中的精餾塔采用40 50塊板的塔板或填料式結(jié)構(gòu)，塔頂操作壓力為0. 026 0. 035MPa(A)，塔頂溫度為 38 45°C，塔釜溫度為41 48°C，回流比為1 5，從下往上數(shù)丙烯腈從18 23塊板處進料，從5 10板處氣相側(cè)線抽出同時脫除乙醛、氫氰酸、丙酮、丙烯醛、甲基丙烯腈、噁唑、丙腈、丁烯腈、阻聚劑、過氧化物、鐵離子的純度達99. 99%的高純丙烯腈。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高純丙烯腈的制備方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中在脫除原料丙烯腈中乙醛、氫氰酸、丙酮、丙烯醛、甲基丙烯腈、噁唑、丙腈、丁烯腈、阻聚劑、過氧化物、鐵離子等多種微量雜質(zhì)時存在的原料丙烯腈處理能力較小，或引入新的化合物增加原料丙烯腈新的雜質(zhì)，沒有將原料丙烯腈中的多種微量雜質(zhì)同時脫除的方法等問題。本發(fā)明通過采用a)原料丙烯腈與陽離子交換樹脂接觸，得脫除噁唑的物流I；b)物流I與陰離子交換樹脂接觸，得脫除丙烯醛的物流II；c)物流II與氧化鋁接觸，得脫除過氧化物、水的物流III；d)物流III通過精餾塔精餾，從精餾塔5～15板(從下往上數(shù))處氣相側(cè)線抽出得到同時脫除乙醛、氫氰酸、丙酮、丙烯醛、甲基丙烯腈、噁唑、丙腈、丁烯腈、阻聚劑、過氧化物、鐵離子的純度達99.99％的高純丙烯腈的技術(shù)方案，較好地解決了該問題，可用于高性能聚丙烯腈基碳纖維原料純化處理的工業(yè)生產(chǎn)中。
文檔編號C07C253/34GK102199105SQ20101013370
公開日2011年9月28日 申請日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者張斌, 李文婷, 韓誠康, 顧軍民 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院