反應(yīng)器流出物的改進的氨移除的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種用于制造丙烯腈或甲基丙烯腈的改進的工藝和系統(tǒng)。具體而言，本公開涉及丙烯腈反應(yīng)器的流出氣體(effluent gas)的改進的氨移除。
【背景技術(shù)】
[0002]用于制造丙烯腈和甲基丙烯腈的各種工藝和系統(tǒng)是已知的；參見例如美國專利Nos.3，936，360 ;3，433，822 ;3，399，120 ;和 3，535，849。丙烯、氨和氧(作為空氣成分)被供給至丙烯腈反應(yīng)器，丙烯腈反應(yīng)器包含催化劑并作為流化床而操作。傳統(tǒng)實踐是在相對于供給至反應(yīng)器的丙烯量而言進料中的氨過量的條件下操作反應(yīng)器。由于極端條件，額外的氨中的某些在其可與丙烯結(jié)合以形成丙烯腈之前在反應(yīng)器中燃燒。剩余的額外的氨(通常稱為“過量氨”)在流出氣體中離開反應(yīng)器。然后，該氣體通常行進穿過冷卻器且之后到淬冷容器，以移除過量氨。參見例如美國專利Nos.3，936，360 ;4，166，008,4, 334，965、4，341，535,5, 895，635、和 6，793，776。
[0003]用于移除過量氨的傳統(tǒng)工藝和系統(tǒng)具有若干共同的因素和一個共同的問題。傳統(tǒng)工藝和系統(tǒng)通常試圖以硫酸銨的形式移除過量氨，并以最小的處理成本回收硫酸銨。硫酸銨是通常使用硫酸以對來自丙烯腈反應(yīng)器的流出物流進行淬冷以移除過量氨的反應(yīng)產(chǎn)物。這導(dǎo)致本領(lǐng)域中的所述傳統(tǒng)工藝和系統(tǒng)的共同問題。為了最小化硫酸銨回收成本，在丙烯腈工藝的生產(chǎn)效率中存在固有損耗?；厥樟鞒鑫锪髦械谋╇娈a(chǎn)物并以有效的方式移除過量氨提出了在本領(lǐng)域中的傳統(tǒng)工藝和系統(tǒng)中未得到認(rèn)知或解決的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本公開的一個方面是為安全、有效且具有成本效率地從丙烯腈反應(yīng)器的流出氣體中移除氨提供設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。具體而言，本發(fā)明涉及在該工藝中實現(xiàn)期望結(jié)果的方法和淬冷容器的類型。
[0005]在一個方面中，提供了一種裝置，以用于包括丙烯腈和氨的反應(yīng)器流出氣體的淬冷。該裝置包括淬冷容器，該淬冷容器具有第一部分和第二部分，第一部分定位在第二部分下面。淬冷容器的第一部分包括構(gòu)造成接收氣流的入口，氣流包括丙烯腈和氨。淬冷容器的第二部分包括多級噴灑系統(tǒng)，該多級噴灑系統(tǒng)構(gòu)造成接收淬冷液體，其中，淬冷液體包括酸。多級噴灑系統(tǒng)至少包括第一噴灑棒和第二噴灑棒，各個棒大致跨越淬冷容器的直徑而延伸。各個噴灑棒構(gòu)造成接收淬冷液體。第一噴灑棒定位在第二噴灑棒的下面并與之平行。各個棒包括臂，臂大致垂直于其相應(yīng)的棒而延伸，各個臂至少具有兩個延伸部，延伸部大致垂直于其相應(yīng)的臂而延伸。各個延伸部包括噴嘴，該噴嘴構(gòu)造成向下噴灑淬冷液體的空心圓錐噴霧。來自第一和第二棒的噴霧組合地提供向下的投射噴霧壁，該投射噴霧壁與由第一投射噴霧單獨覆蓋的表面積相比覆蓋了淬冷容器的與容器直徑平行的橫截面的更大表面積。
[0006]本公開的上面和其它方面、特征和優(yōu)點將從結(jié)合附圖閱讀的所示實施例的以下詳細(xì)說明中變得清楚。
【附圖說明】
[0007]本發(fā)明的示范實施例和其優(yōu)點的更完整的理解可通過參照考慮到附圖的以下說明來獲得，其中相似的標(biāo)號指示相似的特征，且其中:
圖1是根據(jù)本公開的至少一個方面的淬冷容器的側(cè)視圖；
圖2是根據(jù)本公開的至少一個方面的沿圖1中的2-2線取得的淬冷容器的第一噴灑棒的底視圖；且
圖3是根據(jù)本公開的至少一個方面的沿圖1中的3-3線取得的淬冷容器的第二噴灑棒的底視圖。
[0008]圖4示出根據(jù)本公開的方面的流程圖。
【具體實施方式】
[0009]在一個方面中，提供了一種裝置以用于對包括丙烯腈和氨的反應(yīng)器流出氣體進行淬冷。該裝置可適合作為單級淬冷裝置，從而意味著反應(yīng)器流出氣體的淬冷(其中從反應(yīng)器流出氣體移除過量氨)是在單個淬冷容器中完成的。該裝置包括淬冷容器，該淬冷容器具有第一部分和第二部分，第一部分定位在第二部分下面。淬冷容器的第一部分包括入口，該入口構(gòu)造成接收反應(yīng)器流出氣流，該氣流包括丙烯腈和氨。淬冷容器的第二部分包括多級噴灑系統(tǒng)，該多級噴灑系統(tǒng)構(gòu)造成接收淬冷液體，其中，淬冷液體包括酸。多級噴灑系統(tǒng)至少包括第一噴灑棒和第二噴灑棒，各個棒大致跨越淬冷容器的直徑而延伸。第一噴灑棒定位在第二噴灑棒的下面并與其平行。各個棒包括臂，臂大致垂直于其相應(yīng)的棒而延伸，各個臂具有至少兩個延伸部，延伸部大致垂直于其相應(yīng)的臂而延伸。各個延伸部包括噴嘴，該噴嘴構(gòu)造成向下噴灑淬冷液體的空心圓錐噴霧。來自第一和第二棒的噴霧組合地提供向下的投射噴霧壁，該投射噴霧壁與由第一投射噴霧單獨覆蓋的表面積相比覆蓋了淬冷容器的與容器直徑平行的橫截面的更大表面積。在一個方面中，各個空心圓錐噴霧限定了位于其相應(yīng)的噴嘴下面且離空心圓錐噴霧壁等距的中心或中心線。
[0010]在一個方面中，多級噴灑系統(tǒng)跨越淬冷容器直徑的大約85%或更多延伸，在另一個方面中，大約90%或更多，在另一個方面中，大約95%或更多，且在另一個方面中，大約99%或更多。在相關(guān)方面中，多級噴灑系統(tǒng)有效地用于提供一種噴灑樣式，該噴灑樣式覆蓋淬冷容器直徑的大約85%或更多，在另一個方面中，大約90%或更多，在另一個方面中，大約95%或更多，且在另一個方面中，大約99%或更多。
[0011 ] 在一個方面中，各個延伸部在延伸部的遠(yuǎn)端處具有面向下方的噴嘴。在一個方面中，第一噴灑棒的噴嘴可間隔開，以便來自第一噴灑棒的第一噴嘴的淬冷液體的第一空心圓錐噴霧的一部分與來自第一噴灑棒的第二噴嘴的淬冷液體的第二空心圓錐噴霧的一部分重疊，以提供淬冷液體的第一重疊，該第一重疊具有第一噴嘴下面的第一重疊中心。
[0012]在一個方面中，第二噴灑棒的噴嘴可間隔開，以便來自第二噴灑棒的第一噴嘴的淬冷液體的第一空心圓錐噴霧的一部分與來自第二噴灑棒的第二噴嘴的淬冷液體的第二空心圓錐噴霧的一部分重疊，以提供淬冷液體的第二重疊，該第二重疊具有第二重疊中心。
[0013]在一個方面中，第二噴灑棒的至少一個噴嘴的空心圓錐噴霧的中心位于第一噴灑棒的第一重疊中心上方并與之豎直地對準(zhǔn)，其中，與由來自第一噴灑棒的淬冷液體噴霧單獨覆蓋的相同水平橫截面的表面積相比，來自第二噴灑棒的淬冷液體噴霧和來自第一噴灑棒的淬冷液體噴霧覆蓋第一噴灑棒下面的淬冷容器的水平橫截面的表面積中的更多。
[0014]在一個方面中，第一噴灑棒的噴嘴可間隔開，以便來自第一噴灑棒的各個噴嘴的淬冷液體的各個空心圓錐噴霧的一部分與來自至少一個相鄰噴嘴的淬冷液體的另一空心圓錐噴霧的一部分重疊，以提供淬冷液體的多個第一重疊，其中，各個第一重疊具有第一重疊中心。來自第一噴灑棒的噴嘴的淬冷液體的各個空心圓錐噴霧的多個第一重疊和非重疊部分共同地構(gòu)成來自第一噴灑棒的淬冷液體的第一投射噴霧。
[0015]在一個方面中，第二噴灑棒的噴嘴可間隔開，以便來自第二噴灑棒的各個噴嘴的淬冷液體的各個空心圓錐噴霧的一部分與來自至少一個相鄰噴嘴的淬冷液體的另一空心圓錐噴霧的一部分重疊，以提供淬冷液體的多個第二重疊，其中，各個第二重疊具有第二重疊中心。來自第二噴灑棒的噴嘴的各個空心圓錐噴霧的多個第二重疊和非重疊部分共同地形成來自第二噴灑棒的第二投射噴霧。
[0016]在一個方面中，第二噴灑棒的噴嘴可間隔開，以便第二噴灑棒的至少一個空心圓錐噴霧的中心從第一噴灑棒的空心圓錐噴霧的中心豎直地偏移。在一個實施例中，第二噴灑棒的至少一個空心圓錐噴霧的中心與第一噴灑棒的至少一個第一重疊中心豎直地對準(zhǔn)。第一投射噴霧和第二投射噴霧可組合地提供向下的噴霧壁，該噴霧壁與由第一投射噴霧單獨覆蓋的相同水平橫截面的表面積相比覆蓋第一噴灑棒下面的淬冷容器的水平橫截面的表面積中的更多。在一個方面中，第二投射噴霧填充來自第一噴灑棒的噴嘴的淬冷液體的空心圓錐噴霧之間的多個間隙。
[0017]本公開的一個目的是為安全、有效且具有成本效率地從丙烯腈反應(yīng)器的流出氣體移除氨提供設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。具體而言，本公開涉及在該工藝中實現(xiàn)期望結(jié)果的方法和淬冷容器的類型。已發(fā)現(xiàn)以下設(shè)計特征形成關(guān)于移除過量氨和回收丙烯腈反應(yīng)產(chǎn)物二者的優(yōu)秀淬冷性能。
[0018]本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，根據(jù)本公開，在本文中公開的裝置和方法可用于多種工藝氣流的有效中和和/或淬冷。優(yōu)選的工藝氣流是丙烯腈反應(yīng)器流出物。不管淬冷操作的溫度如何，其范圍可能在大約90° F至200° F的出口溫度，多層重疊的空心圓錐噴霧的噴霧淬冷設(shè)計始終從反應(yīng)器流出產(chǎn)物移除高水平的過量氨。
[0019]為了供應(yīng)多層噴霧淬冷，一連串噴灑棒可附加到淬冷容器，該淬冷容器具有對于反應(yīng)器流出產(chǎn)物的向上方向上的期望線性速度而言恰當(dāng)?shù)某叽?。噴灑棒可包括圓形棒，例如圓形管。噴灑棒可面向下方，使得在不使用時重力將使液體從歧管或棒排出和噴灑。
[0020]本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，根據(jù)本公開，噴灑棒的數(shù)量可變化，以實現(xiàn)反應(yīng)器流出產(chǎn)物的期望淬冷。例如，噴灑棒的數(shù)量可從4變化至10。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，根據(jù)本公開，噴灑棒之間的距離可變化，以實現(xiàn)反應(yīng)器流出產(chǎn)物的期望淬冷。例如，噴灑棒可具有大約0.65米至大約1.4米的間隔，在另一個方面中，大約0.75至大約1.3米，在另一個方面