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程是，通過用水使所述反應(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程的一般回收和純化體系公開于美國專利第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)熟練人員來說是顯而易見或通過實(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)過程中得到的反應(yīng)器流出物到驟冷塔，其中，通過與水霧接觸，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)制備丙烯腈過程中得到的反應(yīng)器流出物來實(shí)施本方法。
在本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例中，通過在流化床反應(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程，同時(shí)，驚人地發(fā)現(xiàn)，該總的回收過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。一般來說，使包含在所述流出物中的過量氨經(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。一般來說，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，參見美國專利第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。一般來說，所述氨氧化反應(yīng)方法的完成為通過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。可以使用任何來源的氧氣。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)際上沒有上限，但是，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，一般沒有理由超出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程中，吸收塔性能并未出現(xiàn)任何可觀測到的下降。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，而無資金消耗的需求。
顯而易見，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)器流出物通過吸收塔、回收塔和汽提塔，其中所述改進(jìn)措施包括通過機(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)器流出物通過吸收塔、回收塔和汽提塔,其中所述改進(jìn)措施包括通過機(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