改進的丙烯腈制造
【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的工藝。具體而言，本發(fā)明涉及使用流出物壓縮機的改進的工藝。
【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；例如參見美國專利N0.6，107，509。典型地，已經(jīng)通過如下步驟實現(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送至回收柱以用于進一步處理。在常規(guī)工藝中，吸收器在大氣壓力下運行，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)上實踐多年，但是依然存在在其中改進將產(chǎn)生顯著益處的區(qū)域。適于改進的這些區(qū)域之一將為提高的反應(yīng)器產(chǎn)物轉(zhuǎn)化。另一改進將為降低吸收器中對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流。該工藝包含在第二壓力下將流出物壓縮機流運送至吸收器，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，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流；和吸收器，其構(gòu)造為接收流出物壓縮機流，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流；在大約300kPa至大約500kPa的壓力(絕對壓力)下將流出物壓縮機流運送至吸收器；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流；將流出物壓縮機流運送至吸收器；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，該渦輪對于驅(qū)動包含空氣壓縮機和至少一個流出物壓縮機的單個驅(qū)動線路是有效的。
[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)動操作地聯(lián)接至至少一個空氣壓縮機和至少一個流出物壓縮機的單個驅(qū)動器，空氣壓縮機構(gòu)造為對氨氧化反應(yīng)反應(yīng)器提供空氣，流出物壓縮機構(gòu)造為對吸收器提供流出物壓縮機流，且氨氧化反應(yīng)反應(yīng)器和吸收器構(gòu)造為允許獨立的壓力控制。
[0016]根據(jù)待結(jié)合附圖閱讀的本公開的例示實施例的以下詳細說明，本公開的上述和其它方面、特征和優(yōu)點將變得清楚。
【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)明的示范實施例及其優(yōu)點的更完整的理解，其中相似的標號指示相似的特征，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施例的示意流程圖。
[0019]圖3是例示包括多于一個反應(yīng)器、驟冷柱和流出物壓縮機的方面的示意流程圖。
[0020]圖4是例示出單線路驅(qū)動器的示意流程圖。
【具體實施方式】
[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30和吸收器40。流I中的氨和流2中的烴(HC)進料可作為結(jié)合的流3供給至反應(yīng)器10。HC進料流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(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下運行，其中，第一壓力可特征為入口(例如旋風分離器22的第一級入口)17處的壓力。根據(jù)本公開，旋風分離器22可為多級旋風分離器系統(tǒng)的第一旋風分離器，該多級旋風分離器系統(tǒng)可構(gòu)造為將包含丙烯腈的流運送至高壓間(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，旋風分離器22可構(gòu)造為分離可能在進入入口 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)由線路13運送至流出物壓縮機30。
[0024]驟冷流6可由流出物壓縮機30壓縮，并且作為壓縮機流出物流7離開流出物壓縮機30。壓縮機流出物流7可具有第二或壓縮壓力P2?？山?jīng)由線路14將壓縮機流出物流7運送至吸收器40的較低部分。在吸收器40中，丙烯腈可被吸收在第二或吸收器水性流8中，第二或吸收器水性流8經(jīng)由線路15進入吸收器40的較高部分。然后可將包含丙烯腈和其它副產(chǎn)物的水性流或富水流18經(jīng)由線路19從吸收器40輸送至回收柱(未在圖1中顯示)以用