添加抑制剂的头馏分塔操作的制作方法
【专利说明】添加抑制剂的头馏分塔操作发明领域
[0001]本发明涉及一种用于制造丙烯腈和甲基丙烯腈的改进的方法。特别是，本发明涉及氰化氢(HCN)的改进的头懼分塔(heads column)塔顶处理。
[0002]发明背景
已知用于制造丙烯腈和甲基丙烯腈的多种方法和系统；参见例如，美国专利号6，107，509。如美国专利号6，107,509中记录的，常规的方法通常涉及在已完成烃(选自丙烷、丙烯或异丁烯)，氨和氧在催化剂存在下的直接反应后，通过以下方法回收和纯化产生的丙烯腈/甲基丙烯腈:将含有丙烯腈/甲基丙烯腈的反应器流出物输送至第一塔(骤冷)，其中使用第一含水流冷却反应器流出物，将经冷却的含有丙烯腈/甲基丙烯腈的流出物输送至第二塔(吸收器)，其中经冷却的流出物与第二含水流接触以将丙烯腈/甲基丙烯腈吸收到第二含水流中，将含有丙烯腈/甲基丙烯腈的第二含水流从第二塔输送至第一蒸馏塔(回收塔)用于使粗品丙烯腈/甲基丙烯腈与第二含水流分离，和将已分离的粗品丙烯腈/甲基丙烯腈输送至第二蒸馏塔(头馏分塔)以从粗品丙烯腈/甲基丙烯腈除去至少一些杂质，和将部分纯化的丙烯腈/甲基丙烯腈输送至第三蒸馏塔(产物塔)以得到产物丙烯腈/甲基丙烯腈。美国专利号4，234，510 ;3，885，928 ;3，352，764 ;3，198，750和3，044，966说明丙烯腈和甲基丙烯腈的典型的回收和纯化方法。
[0003]丙烯腈制造方法生产非常毒性的HCN终产物。在设备操作或维修期间，为了使人暴露于HCN最小化，有用的是使可以处理HCN的设备具有低泄漏风险。一种方法是使用重力流动来消除在HCN使用(service)中对泵的需求。然而，在丙烯腈设备HCN塔或头懼分塔中，污染(特别是塔板的污染)通常成为问题。HCN的聚合在丙烯腈生产中成为问题。
[0004]发明概述
因此，本公开的一方面提供一种克服或减少常规方法的缺点的安全、有效和成本高效的方法和设备。
[0005]在一方面，所述设备包含头馏分塔。所述头馏分塔设置成接受粗品腈类原料流和蒸馏粗品腈类原料流，并且生产在头馏分塔顶部的包含HCN的头馏分塔塔顶物流以及在头馏分塔底部的包含丙烯腈产物的头馏分塔底部液体。在一方面，所述设备包含塔顶系统。所述塔顶系统包含头馏分塔冷凝器。所述头馏分塔冷凝器设置成冷凝头馏分塔塔顶物流。所述塔顶系统设置成将至少一部分冷凝的头馏分塔塔顶物流作为回流物流通过回流管线输送至头馏分塔和/或输送至HCN储存容器、HCN使用者或处置(disposal)中的至少一个。所述设备包含酸添加系统。在一方面，所述酸添加系统设置成将酸加入到入口，以保持在头馏分塔冷凝器下游的HCN终产物中预定的酸浓度，和保持在头馏分塔底部液体中预定的酸浓度。所述入口选自头馏分塔冷凝器的入口、回流管线的入口、头馏分塔的入口和位于头馏分塔冷凝器下游的排放冷凝器的入口。
[0006]本公开的以上和其它方面、特征和优点由其带附图的实施方案的详细说明而显而易见，所述实施方案应结合附图阅读。
[0007]附图简述通过考虑附图参考以下描述，可获得对本发明的示例性实施方案及其优点的更完整的理解，其中相同的附图标记指示相同的特征，其中:
图1为应用于丙烯腈产物制造的根据本公开各方面的一个实施方案的示意性流程图。
[0008]图2说明根据本公开各方面的方法的流程图。
[0009]详细说明
丙烯腈设备的回收部分生产粗品腈类原料流，其为包含丙烯腈、HCN和水的混合物。在丙烯腈纯化中的加工步骤为通过蒸馏除去HCN终产物。从粗品腈类原料流除去HCN的蒸馏塔称为HCN塔、头馏分塔或头馏分干燥塔。使用该蒸馏塔，可作为高纯度塔顶产物回收HCN。
[0010]在丙烯腈设备HCN塔或头馏分塔中，塔板污染通常成为问题。已发现降低HCN塔或头馏分塔中的压力，例如，在部分真空下运行HCN塔或头馏分塔，显著降低污染并且延长在HCN塔或头馏分塔的清洁之间的运行时间。然而，在减压下操作HCN塔或头馏分塔需要较低的冷凝温度并且需要使用较大的冷凝器。结果是，设计用于真空使用的头馏分塔的冷凝器通常太大而不能物理安装在头馏分塔的顶部或接近顶部。如果冷凝器向下安装在接近头馏分塔的支撑结构中，一个(或多个)泵可用于为头馏分塔提供回流和/或将HCN终产物送至HCN使用者和/或HCN储存和/或处置(disposal)。
[0011]在本公开的一方面，无密封垫的泵(例如，磁性偶联的泵和/或在电机轴和叶轮之间没有直接连接的泵)用于头馏分塔的塔顶系统。通过使用无密封垫的泵，HCN泄漏风险可最小化，因为这种类型的泵不具有可泄漏的驱动密封，并且不存在从电机到泵送的流体的传热。
[0012]参考图1详细描述本公开的方法和设备。
[0013]设备10在用于丙烯腈制造方法的回收塔(在图1中未显示)的下游。设备10包含头馏分塔12和塔顶系统14。头馏分塔12设置成蒸馏粗品腈类原料流1，并且生产主要包含HCN的头馏分塔塔顶物流2。粗品腈类原料流I可包括约82-约90重量％的丙烯腈，和约5-约13重量％的!《^，组合物的余量为水。在该方面，可引起污染的组分取决于所用的抑制剂的类型。
[0014]塔顶系统14包含设置成冷凝头馏分塔塔顶物流2的冷凝器16。塔顶系统14包含无密封垫的泵18。在一方面，头馏分塔12可设置成在部分真空下操作的同时蒸馏粗品腈类原料流I。在一方面，头馏分塔12可设置成在0.044-0.090 MPa绝对压力的部分真空下操作的同时蒸馏粗品腈类原料流I。在一种实施方案中，头馏分塔12在顶部压力为约0.075MPa绝对压力的部分真空下蒸馏粗品腈类原料流I。头馏分塔12中的流体可通过再沸器(在图1中未显示)例如热虹吸再沸器加热。头馏分塔12中的流体可通过备用的再沸器(在图1中未显示)加热，该再沸器可常用于加热头馏分塔12中的流体和在头馏分塔12下游的产物塔(在图1中未显示)中的流体。贫水可用作一个(或多个)再沸器的热源。
[0015]头馏分塔12包含多个塔板。在一种实施方案中，头馏分塔12包含五十二
(52)-七十二(72)个塔板。在一种实施方案中，头馏分塔12包含六十二 ￠2)个塔板。头馏分塔12可设置成在塔板28处接受粗品腈类原料流I。在一种实施方案中，塔板28可为距头馏分塔12的底部第42个塔板。在一个备选的实施方案中，塔板28可为距头馏分塔12的底部第38个塔板。在一个备选的实施方案中，塔板28可为距头馏分塔12的底部第47个塔板，并且头馏分塔12可包含六十七个塔板。在一种实施方案中，头馏分塔12的第I个-第20个底部塔板干燥丙烯腈产物。在一种实施方案中，距头馏分塔12的底部34第21个-第42个塔板除去和纯化HCN。在一种实施方案中，头馏分塔12可不带干燥功能操作。在一种实施方案中，头懼分塔12包含四十(40)-六十五(65)个塔板。在一种实施方案中，进料塔板28可在距头馏分塔的底部第20个-第30个塔板之间，包括第20个塔板和第30个塔板。
[0016]冷凝器16可设置成接受冷却的或冷冻的水(RW)流4。冷冻的水流4可包含防冻齐U，并且通向冷凝器16的入口温度为约-10至5°C。在一方面，冷凝器16可位于接近头馏分塔12，但是不在头馏分塔12的顶部。冷凝器16 (包括适当的尺寸)可设置成适应在部分真空下操作头馏分塔12所需的较低的温度。用于操作头馏分塔12的较低的温度可为-10至 10C0
[0017]无密封垫的泵18可用于泵送来自冷凝器16的主要包含HCN的冷凝器出口物流6。冷凝器出口物流6可在接点7处分成回流物流3和HCN终产物物流5。在一方面，可将HCN终产物物流5送至HCN储存容器、HCN使用者和/或处置。
[0018]回流物流3可流向头馏分塔12。在一方面，在头馏分塔12的顶部塔板3