添加抑制劑的頭餾分塔操作的制作方法
【專利說明】添加抑制劑的頭餾分塔操作發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于制造丙烯腈和甲基丙烯腈的改進(jìn)的方法。特別是，本發(fā)明涉及氰化氫(HCN)的改進(jìn)的頭懼分塔(heads column)塔頂處理。
[0002]發(fā)明背景
已知用于制造丙烯腈和甲基丙烯腈的多種方法和系統(tǒng)；參見例如，美國(guó)專利號(hào)6，107，509。如美國(guó)專利號(hào)6，107,509中記錄的，常規(guī)的方法通常涉及在已完成烴(選自丙烷、丙烯或異丁烯)，氨和氧在催化劑存在下的直接反應(yīng)后，通過以下方法回收和純化產(chǎn)生的丙烯腈/甲基丙烯腈:將含有丙烯腈/甲基丙烯腈的反應(yīng)器流出物輸送至第一塔(驟冷)，其中使用第一含水流冷卻反應(yīng)器流出物，將經(jīng)冷卻的含有丙烯腈/甲基丙烯腈的流出物輸送至第二塔(吸收器)，其中經(jīng)冷卻的流出物與第二含水流接觸以將丙烯腈/甲基丙烯腈吸收到第二含水流中，將含有丙烯腈/甲基丙烯腈的第二含水流從第二塔輸送至第一蒸餾塔(回收塔)用于使粗品丙烯腈/甲基丙烯腈與第二含水流分離，和將已分離的粗品丙烯腈/甲基丙烯腈輸送至第二蒸餾塔(頭餾分塔)以從粗品丙烯腈/甲基丙烯腈除去至少一些雜質(zhì)，和將部分純化的丙烯腈/甲基丙烯腈輸送至第三蒸餾塔(產(chǎn)物塔)以得到產(chǎn)物丙烯腈/甲基丙烯腈。美國(guó)專利號(hào)4，234，510 ;3，885，928 ;3，352，764 ;3，198，750和3，044，966說明丙烯腈和甲基丙烯腈的典型的回收和純化方法。
[0003]丙烯腈制造方法生產(chǎn)非常毒性的HCN終產(chǎn)物。在設(shè)備操作或維修期間，為了使人暴露于HCN最小化，有用的是使可以處理HCN的設(shè)備具有低泄漏風(fēng)險(xiǎn)。一種方法是使用重力流動(dòng)來消除在HCN使用(service)中對(duì)泵的需求。然而，在丙烯腈設(shè)備HCN塔或頭懼分塔中，污染(特別是塔板的污染)通常成為問題。HCN的聚合在丙烯腈生產(chǎn)中成為問題。
[0004]發(fā)明概述
因此，本公開的一方面提供一種克服或減少常規(guī)方法的缺點(diǎn)的安全、有效和成本高效的方法和設(shè)備。
[0005]在一方面，所述設(shè)備包含頭餾分塔。所述頭餾分塔設(shè)置成接受粗品腈類原料流和蒸餾粗品腈類原料流，并且生產(chǎn)在頭餾分塔頂部的包含HCN的頭餾分塔塔頂物流以及在頭餾分塔底部的包含丙烯腈產(chǎn)物的頭餾分塔底部液體。在一方面，所述設(shè)備包含塔頂系統(tǒng)。所述塔頂系統(tǒng)包含頭餾分塔冷凝器。所述頭餾分塔冷凝器設(shè)置成冷凝頭餾分塔塔頂物流。所述塔頂系統(tǒng)設(shè)置成將至少一部分冷凝的頭餾分塔塔頂物流作為回流物流通過回流管線輸送至頭餾分塔和/或輸送至HCN儲(chǔ)存容器、HCN使用者或處置(disposal)中的至少一個(gè)。所述設(shè)備包含酸添加系統(tǒng)。在一方面，所述酸添加系統(tǒng)設(shè)置成將酸加入到入口，以保持在頭餾分塔冷凝器下游的HCN終產(chǎn)物中預(yù)定的酸濃度，和保持在頭餾分塔底部液體中預(yù)定的酸濃度。所述入口選自頭餾分塔冷凝器的入口、回流管線的入口、頭餾分塔的入口和位于頭餾分塔冷凝器下游的排放冷凝器的入口。
[0006]本公開的以上和其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)由其帶附圖的實(shí)施方案的詳細(xì)說明而顯而易見，所述實(shí)施方案應(yīng)結(jié)合附圖閱讀。
[0007]附圖簡(jiǎn)述通過考慮附圖參考以下描述，可獲得對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案及其優(yōu)點(diǎn)的更完整的理解，其中相同的附圖標(biāo)記指示相同的特征，其中:
圖1為應(yīng)用于丙烯腈產(chǎn)物制造的根據(jù)本公開各方面的一個(gè)實(shí)施方案的示意性流程圖。
[0008]圖2說明根據(jù)本公開各方面的方法的流程圖。
[0009]詳細(xì)說明
丙烯腈設(shè)備的回收部分生產(chǎn)粗品腈類原料流，其為包含丙烯腈、HCN和水的混合物。在丙烯腈純化中的加工步驟為通過蒸餾除去HCN終產(chǎn)物。從粗品腈類原料流除去HCN的蒸餾塔稱為HCN塔、頭餾分塔或頭餾分干燥塔。使用該蒸餾塔，可作為高純度塔頂產(chǎn)物回收HCN。
[0010]在丙烯腈設(shè)備HCN塔或頭餾分塔中，塔板污染通常成為問題。已發(fā)現(xiàn)降低HCN塔或頭餾分塔中的壓力，例如，在部分真空下運(yùn)行HCN塔或頭餾分塔，顯著降低污染并且延長(zhǎng)在HCN塔或頭餾分塔的清潔之間的運(yùn)行時(shí)間。然而，在減壓下操作HCN塔或頭餾分塔需要較低的冷凝溫度并且需要使用較大的冷凝器。結(jié)果是，設(shè)計(jì)用于真空使用的頭餾分塔的冷凝器通常太大而不能物理安裝在頭餾分塔的頂部或接近頂部。如果冷凝器向下安裝在接近頭餾分塔的支撐結(jié)構(gòu)中，一個(gè)(或多個(gè))泵可用于為頭餾分塔提供回流和/或?qū)CN終產(chǎn)物送至HCN使用者和/或HCN儲(chǔ)存和/或處置(disposal)。
[0011]在本公開的一方面，無(wú)密封墊的泵(例如，磁性偶聯(lián)的泵和/或在電機(jī)軸和葉輪之間沒有直接連接的泵)用于頭餾分塔的塔頂系統(tǒng)。通過使用無(wú)密封墊的泵，HCN泄漏風(fēng)險(xiǎn)可最小化，因?yàn)檫@種類型的泵不具有可泄漏的驅(qū)動(dòng)密封，并且不存在從電機(jī)到泵送的流體的傳熱。
[0012]參考圖1詳細(xì)描述本公開的方法和設(shè)備。
[0013]設(shè)備10在用于丙烯腈制造方法的回收塔(在圖1中未顯示)的下游。設(shè)備10包含頭餾分塔12和塔頂系統(tǒng)14。頭餾分塔12設(shè)置成蒸餾粗品腈類原料流1，并且生產(chǎn)主要包含HCN的頭餾分塔塔頂物流2。粗品腈類原料流I可包括約82-約90重量％的丙烯腈，和約5-約13重量％的!《^，組合物的余量為水。在該方面，可引起污染的組分取決于所用的抑制劑的類型。
[0014]塔頂系統(tǒng)14包含設(shè)置成冷凝頭餾分塔塔頂物流2的冷凝器16。塔頂系統(tǒng)14包含無(wú)密封墊的泵18。在一方面，頭餾分塔12可設(shè)置成在部分真空下操作的同時(shí)蒸餾粗品腈類原料流I。在一方面，頭餾分塔12可設(shè)置成在0.044-0.090 MPa絕對(duì)壓力的部分真空下操作的同時(shí)蒸餾粗品腈類原料流I。在一種實(shí)施方案中，頭餾分塔12在頂部壓力為約0.075MPa絕對(duì)壓力的部分真空下蒸餾粗品腈類原料流I。頭餾分塔12中的流體可通過再沸器(在圖1中未顯示)例如熱虹吸再沸器加熱。頭餾分塔12中的流體可通過備用的再沸器(在圖1中未顯示)加熱，該再沸器可常用于加熱頭餾分塔12中的流體和在頭餾分塔12下游的產(chǎn)物塔(在圖1中未顯示)中的流體。貧水可用作一個(gè)(或多個(gè))再沸器的熱源。
[0015]頭餾分塔12包含多個(gè)塔板。在一種實(shí)施方案中，頭餾分塔12包含五十二
(52)-七十二(72)個(gè)塔板。在一種實(shí)施方案中，頭餾分塔12包含六十二 ￠2)個(gè)塔板。頭餾分塔12可設(shè)置成在塔板28處接受粗品腈類原料流I。在一種實(shí)施方案中，塔板28可為距頭餾分塔12的底部第42個(gè)塔板。在一個(gè)備選的實(shí)施方案中，塔板28可為距頭餾分塔12的底部第38個(gè)塔板。在一個(gè)備選的實(shí)施方案中，塔板28可為距頭餾分塔12的底部第47個(gè)塔板，并且頭餾分塔12可包含六十七個(gè)塔板。在一種實(shí)施方案中，頭餾分塔12的第I個(gè)-第20個(gè)底部塔板干燥丙烯腈產(chǎn)物。在一種實(shí)施方案中，距頭餾分塔12的底部34第21個(gè)-第42個(gè)塔板除去和純化HCN。在一種實(shí)施方案中，頭餾分塔12可不帶干燥功能操作。在一種實(shí)施方案中，頭懼分塔12包含四十(40)-六十五(65)個(gè)塔板。在一種實(shí)施方案中，進(jìn)料塔板28可在距頭餾分塔的底部第20個(gè)-第30個(gè)塔板之間，包括第20個(gè)塔板和第30個(gè)塔板。
[0016]冷凝器16可設(shè)置成接受冷卻的或冷凍的水(RW)流4。冷凍的水流4可包含防凍齊U，并且通向冷凝器16的入口溫度為約-10至5°C。在一方面，冷凝器16可位于接近頭餾分塔12，但是不在頭餾分塔12的頂部。冷凝器16 (包括適當(dāng)?shù)某叽?可設(shè)置成適應(yīng)在部分真空下操作頭餾分塔12所需的較低的溫度。用于操作頭餾分塔12的較低的溫度可為-10至 10C0
[0017]無(wú)密封墊的泵18可用于泵送來自冷凝器16的主要包含HCN的冷凝器出口物流6。冷凝器出口物流6可在接點(diǎn)7處分成回流物流3和HCN終產(chǎn)物物流5。在一方面，可將HCN終產(chǎn)物物流5送至HCN儲(chǔ)存容器、HCN使用者和/或處置。
[0018]回流物流3可流向頭餾分塔12。在一方面，在頭餾分塔12的頂部塔板3