专利名称：纯化丙烯腈的方法中冷凝的骤冷塔顶馏出物的循环的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过丙烯的催化氨氧化制备的丙烯腈的回收和纯化。更具体地说，本发明涉及对用于处理反应器流出物的骤冷器的改进。
背景技术：
在用丙烯、氨和氧气(空气)制备丙烯腈的工业方法中，反应器流出物中除了含所需的丙烯腈产物外，还含有大量的副产物氰化氢、乙腈和其他杂质，如琥珀腈和其他腈类。流出物的真正组成和其所含的副产物和杂质根据氨氧化反应条件和催化剂的不同相差很大。
处理这类反应器流出物以分离和回收丙烯腈产物和所需的诸如氰化氢和乙腈的副产物的方法是已知的。例如，参见美国专利3399120、3433822、3936360、4059492、4166008和4404064，其公开内容在此引作参考。一般来说，这些方法包括将反应器流出物导入骤冷室并在那里与水(通常含有硫酸，用于中和来自反应的过量氨)接触将流出物冷却和除去一些污染物，例如，在反应器中产生的聚合物。来自骤冷室的经冷却的流出气体流到吸收塔中与水接触。来自吸收塔底的液流含有反应中产生的大部分腈和杂质并且被送到萃取蒸馏塔。大部分丙烯腈以塔的塔顶流出物(馏出液)形式从萃取蒸馏塔中获得，而水和杂质构成了塔底流出物。按照本领域的实践，所述塔底流出物通常被送到另一个蒸馏塔或汽提塔中以便以塔顶流出物的形式分离出乙腈和水，同时将含水和各种杂质的第二塔底流出物循环到骤冷塔。显然循环物流中的杂质可为骤冷系统所接受(参见，例如，美国专利3960360)。
骤冷塔所需的大量骤冷液和废料管理方面的考虑使得循环水的适当使用成为一个重要的工艺问题。因此，本领域技术人员正寻求循环操作方法上的改进。
发明内容
本发明提供了一种制备丙烯腈的改进方法。特别地，本发明提供了处理反应器流出物的改进方法。在优选实施方案中，骤冷器的塔顶物流被冷凝并且一部分冷凝液循环回骤冷器，而剩余的冷凝液在蒸馏塔中进行处理。塔顶物流可以用各种方法冷凝，包括用带有泵唧循环回路的塔和分凝器。冷凝过程的温度由有效冷却物流的相对成本决定。
附图是本发明简化工艺流程图的图示。为简化起见，没有画出通常与该方法一起使用的各种循环物流和热供应/回收装置。
具体实施例方式
本发明可便利地用于处理来自通过丙烯的催化氨氧化制备丙烯腈的反应器的产物流出物。通过该反应生产丙烯腈的工业生产是众所周知的。此反应的产物流出物除包含丙烯腈外，一般还包含副产物氰化氢、乙腈、丙烯醛、氰化氢的加成化合物和高沸点及树脂状有机化合物。
当反应器产物流出物离开反应器时，温度通常为大约870°F。它们通常在提供绝热冷却的含水物流的热骤冷系统中骤冷。用于骤冷的物料来源和物流组成对装置的资本成本、设备产生的废物流、设备运行成本以及骤冷时形成焦油的倾向有显著影响，骤冷时形成焦油的倾向会显著地影响骤冷的可操作性。
骤冷液可以仅由向系统中输入“清洁”水来提供。例如，可以使用新鲜的处理过的水或冷凝液。此外，清洁水可用于稀释来自下游汽提塔并富含高沸物的循环物流。然而，当整个生产用水过度增长时，这些加入的水与整个过程中产生的水最终必须清除，并且可能遇到过分的或昂贵的废物处理问题。因此，在可能的程度上，骤冷液源于工艺循环物流是普遍期望的。
本发明是对现有系统的改进，并且包括向骤冷塔中提供的水源于骤冷塔顶蒸汽的冷凝水，并且将其循环回骤冷器。这补充水可被各种工艺冷凝，包括塔，例如有泵唧循环回路的吸收塔或者分凝器。
在一个优选实施例中，水在带有泵唧循环回路的吸收塔中冷凝，其塔底液体温度为大约144°F，离开泵唧循环工段的蒸汽为大约100°F。部分冷凝物料循环做为骤冷补充水。循环的量由骤冷器中所需的物料平衡决定。在优选实施方案中，大约1/3的冷凝流体被循环。这个量可以根据骤冷器的条件变化，包括生成冷凝液的温度。循环的冷凝液的量可在大约15％-100％间变化。该水可以与其它循环物流或者新鲜水(如果需要)混合，以供给骤冷系统。
参照附图可以更好地理解本发明，其中图解说明了本发明优选实施方案的简化流程图。
本发明中，与常规实践一样，氨氧化反应器流出物(如需要，可进行预冷)通过导管1进入骤冷塔2，并在其中与通过导管14导入的骤冷液接触。(尽管本图显示的是骤冷塔，但骤冷系统可以是任何气—液接触装置，例如，文丘里塔、喷淋冷却塔等。)这里的骤冷液主要是水并且由下文所述的循环物流获得。然而，如果需要，骤冷液可全部或部分从其他来源(未示出)获得。如上所述，来自工艺过程的循环骤冷液可以用“清洁”水补充和替代。此外，可加入足够的硫酸以中和反应器流出物中的任何过量氨。为了使骤冷系统自身中形成的高沸物降至最低，所述系统优选在与其他工艺考虑事项一致的、可实施的低的温度和pH下操作。
含有水和通常为高浓度有机杂质和硫酸盐的塔底物流通过导管3排出骤冷塔丢弃或供进一步处置，同时冷却的反应器流出气体通过导管4排出并被送到吸收塔5。该气体和通过导管7导入的水接触。不可凝气体通过导管6从塔顶排出，而大多数产物丙烯腈、乙腈和其他有机物通过导管13经含水侧馏分排出。含有一些丙烯腈、乙腈和杂质的含水塔底物流通过导管8排出并被送到萃取蒸馏塔9。部分含水塔底物流通过导管14循环回骤冷器2。
在优选实施方案中，吸收塔5塔底温度保持在大约144°F，离开泵唧循环工段的蒸汽保持为大约100°F。值得注意的是，萃取蒸馏塔的设计是可以改变的并且通常使用热回收装置和使用塔中各点的循环物流或使用来自其它操作单元的循环物流以优化分离效率和/或经济性。该塔和先前引用的骤冷和吸收塔的设计对本发明来说并不重要，可以使用任何工业上可以采用的设计。一般，在萃取蒸馏塔中，水通过导管11(通常位于来自吸收塔的塔底物流进料点的上方)导入，以便在通常含50-100或更多塔盘的塔中进行萃取蒸馏。为了获得上述吸收塔的最佳组成，导管11的引入点优选在导管7的引入点下方2-10个塔盘处。导管11的引入点并非必须在导管7引入点之下。丙烯腈和氰化氢通过导管10从塔顶排出。优选，乙腈通过导管17从萃取蒸馏塔中排出。但，这并非是必需的，换句话讲，否则通过导管6从汽提塔排出的塔顶物流将含有大量乙腈。
本领域技术人员会理解，向所有塔提供必需的热以发挥其预定的作用，并且，为了经济起见，所提供的大部分热将从循环物流获得，所述循环物流用于向塔供应加工液或者用于改进各组分的浓缩/分离。这种循环和热回收技术是常规操作，并且，为简化起见，没有在附图中显示或在本发明中详细讨论。
权利要求
1.一种纯化丙烯腈的方法，其中，使含丙烯腈和杂质的氨氧化反应器流出物在骤冷系统中与含水骤冷液接触；其改进之处包括将来自骤冷系统的塔顶物流的液体冷凝，并在蒸馏塔中处理冷凝液之前，将冷凝液循环至骤冷系统。
2.权利要求1中所述的纯化丙烯腈的方法，其中，塔顶物流在带有泵唧循环回路的塔中冷凝。
3.权利要求1中所述的纯化丙烯腈的方法，其中，塔顶物流在分凝器中冷凝。
4.权利要求1中所述的纯化丙烯腈的方法，其中，冷凝步骤在温度为100-170°F下进行。
5.权利要求1中所述的纯化丙烯腈的方法，其中，15-100％的冷凝液被循环。
6.权利要求1中所述的纯化丙烯腈的方法，其中，25-50％的冷凝液被循环。
7.权利要求1中所述的纯化丙烯腈的方法，其中，大约1/3的冷凝液被循环。
8.一种纯化丙烯腈的方法，其中，使含丙烯腈和杂质的氨氧化反应器流出物在骤冷系统中与含水骤冷液接触；其改进之处包括将来自骤冷系统的塔顶物流的液体在吸收塔中冷凝并将部分冷凝液直接循环至骤冷系统。
9.权利要求8中所述的纯化丙烯腈的方法，其中，冷凝步骤在温度为大约100-170°F下进行。
10.权利要求8中所述的纯化丙烯腈的方法，其中，15-100％的冷凝液被循环。
11.权利要求8中所述的纯化丙烯腈的方法，其中，大约1/3的冷凝液被循环。
12.一种纯化丙烯腈的方法，其中，使含丙烯腈和杂质的氨氧化反应器流出物在骤冷系统中与含水骤冷液接触；其改进之处包括将来自骤冷系统的塔顶的液体在分凝器中冷凝并将部分冷凝液直接循环至骤冷系统。
13.权利要求12中所述的纯化丙烯腈的方法，其中，15-100％的冷凝液被循环。
全文摘要
一种纯化丙烯腈的方法中，将来自骤冷系统的塔顶物流冷凝，并直接循环至骤冷系统做为部分骤冷液。所述物流可在塔中或者在分凝器中冷凝。
文档编号C07C255/03GK1524849SQ20041000582
公开日2004年9月1日 申请日期2004年1月14日 优先权日2003年1月14日
发明者V·S·莫尼卡尔, R·D·穆菲, V S 莫尼卡尔, 穆菲 申请人:索罗蒂亚公司