丙烯腈反应装置中未反应氨的处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及丙烯腈反应装置中未反应氨的处理方法。
【背景技术】
[0002] 在丙烯腈生产过程中会有10%左右的未反应氨需要被吸收从反应物流中分离出 来。虽然有技术可以降低反应器出口氨的含量，但仍有大量未反应氨的存在。目前生产工 艺主要是通过硫酸洗涤从而吸收未反应氨，硫铵废水直接注入深井处理，或经硫铵回收工 段回收结晶硫铵，或硫铵焚烧制成SO 3，再经吸收制成硫酸回系统循环使用。也有部分专利 通过磷酸、磷酸二氢铵或二者混合物中和回收未反应氨。
[0003] 专利CN1204620A公开了一种用于从产生烯腈或甲基丙烯腈反应区中获得的反应 器流出后中回收未反应氨的方法，用磷酸铵水溶液骤冷上述反应器流出物，其中，在所述溶 液中的铵离子与磷酸根离子之比为约〇. 7-1. 3,优选为1. 0-1. 2。为了除去吸收液中的废余 有机物，方法中加入了湿式氧化单元，湿式氧化反应在约200°C _650°C的温度和600-3000 镑/平方英寸的压力下进行。
[0004] 专利CN101027252A公开了一种从蒸汽流中回收和循环氨的改良方法，该方法包 括在至少两个阶段中用磷酸铵的水溶液骤冷反应器流出物，从而捕获流出物中的氨组分。 通过加热磷酸铵水溶液可以回收年捕获的氨，然后将该磷酸铵水溶液循环。在循环前，通过 湿式氧化可以降去磷酸铵水溶液中所含的污染物。
[0005] 但现有技术中，来自氨氧化反应器的高氨产品气流经贫铵吸收液吸收后的低氨产 品气流中仍残留显著量的氨，从而影响产品质量的提高。现有技术中通过精馏装置实现氨 的回收利用，精馏单元而要大量能量来维持，所以能耗高。
【发明内容】
[0006] 本发明所要解决的技术问题是现有技术中未反应氨吸收不完全、能耗高的问题， 提供一种新的丙烯腈反应装置中未反应氨的处理方法。该方法具有氨吸收完全、能耗低的 优点。
[0007] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
[0008] 丙烯腈反应装置中未反应氨的吸收方法，包括以下步骤：
[0009] 从氨氧化反应器中出来的高氨产品气流6在急冷塔1与贫铵吸收液14接触吸收 高氨产品气流中未反应的氨，得到富铵吸收液8及低氨产品气流7 ;将富铵吸收液8在汽提 塔2内经汽提塔汽提气9汽提除去挥发性有机组分10,再在分离装置3中分离除去浮于上 层的轻组分11和沉于下层的重组分12,然后在解析塔4内经加热和解析塔汽提气13汽提 得到粗氨气流15及贫铵吸收液14,贫铵吸收液14返回急冷塔1用于未反应氨的吸收；粗 氨气流15与含氧气体16经催化湿式氧化反应器5反应后得到纯氨物流17 ;其中，贫铵吸 收液中含有选自磷酸、磷酸二氢铵或硫酸中的至少一种吸收剂。挥发性有机组分（10)优选 返回急冷塔1。贫铵吸收液中的吸收剂优选包括：(a)磷酸和磷酸二氢铵中的至少一种；和 (b)硫酸；更优选贫铵吸收液中S/P摩尔比为0. 01-0. 5,其中S表示硫元素，P表示磷元素； 上述技术方案中贫铵吸收液pH值优选为2-6. 5。上述技术方案中优选贫铵吸收液14中P 元素的质量含量为3%~8%。
[0010] 上述技术方案中，分离装置3优选具有排出轻组分11的上出口。
[0011] 上述技术方案中，分离装置3优选具有排出重组分11的下出口。
[0012] 上述技术方案中，贫铵吸收液的温度优选为50_85°C。
[0013] 上述技术方案中，汽提塔汽提气9和/或解析塔汽提气13优选为对汽提物呈惰性 的气体。
[0014] 上述技术方案中，对汽提物呈惰性的气体优选为水蒸汽、空气和氮气中的至少一 种。
[0015] 上述技术方案中，所述重组分12为高聚物和/或催化剂粉末。
[0016] 上述技术方案中，所述贫铵吸收液14以水为溶剂。
[0017] 上述技术方案中，解析塔温度优选为150-250 °C。
[0018] 上述技术方案中，解析塔压力优选为相应温度下的解析塔内溶液的饱和蒸汽压。
[0019] 上述技术方案中，湿式氧化反应器内反应温度优选为150-300°C，压力优选为 5MPa-12MPa〇
[0020] 上述技术方案中，含氧气体为空气、纯氧及氧含量为35_50v%的富氧气体。氧含量 为35-50V%的富氧气体可以将氧气混合于惰性稀释气中，常用的惰性稀释剂均可以用于本 发明，例如氮气、二氧化碳、氦气、氖气、氩气等。本发明实施例中富氧气体中的惰性稀释剂 均采用氮气。
[0021] 上述技术方案中，湿式氧化反应所用催化剂没有特别限制，优选对氨氮有较好去 除率那些催化剂，例如但不限于包括Pt、Pd、Ru和Rh中至少一种活性组分的负载型催化剂。 负载型催化剂的载体没有限制，本领域常用的那些均可，例如但不限于氧化硅、氧化铝、氧 化钛等。本发明实施例中均采用二氧化硅载体。
[0022] 本发明方法中在贫铵吸收液中加放少量硫酸，可使氨的吸收效率比只用磷酸和/ 或憐酸^?氛钱尚，也比只用硫酸尚，吸收率达到1〇〇%，提尚了广品气流的质量。
[0023] 本发明方法中用湿式氧化方法去除氨替代氨精馏装置，湿式氧化反应为放热反 应，产生能量，而氨精馏过程消耗能量，所以本发明方法能耗降低。
[0024] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明的工艺流程示意图。
[0026] 图1中，1为急冷塔，2为汽提塔，3为分离装置，4为解析塔，5为催化湿式氧化反 应器；6为高氨产品气流，7为低氨产品气流，8为富铵吸收液，9为汽提塔汽提气，10为挥发 性有机组分，11为轻组分，12为重组分，13为解析塔汽提气，14为贫铵吸收液，15为粗氨气 流，16为含氧气体，17为无氨气流。
[0027] 图1所示流程为：来自氨氧化反应器的高氨产品气流6在急冷塔1与贫铵吸收液 15接触吸收未反应的氨，得到低氨产品气流7和富铵吸收液8,富铵吸收液8在汽提塔2经 汽提气9除去挥发性有机组分10,再在分离装置3中分离除去浮于上层的轻组分11和沉于 下层的重组分12,然后在解析塔4内经加热和解析塔汽提气13汽提得到粗氨气流15及贫 铵吸收液14,贫铵吸收液14返回急冷塔1用于循环用于未反应氨的吸收；粗氨气流15经 催化湿式氧化反应器5与含氧气体16反应得到无氨物流17,无氨物流17可用于装置循环 用水（未示出）。
【具体实施方式】
[0028] 实施例1-6以及对比例1和对比例2均按图1所示流程操作，贫铵吸收液中采用 的溶剂为水。
[0029] 【实施例1】
[0030] 来自丙烯氨氧化反应器的高氨产品气流在急冷塔与贫铵吸收液接触吸收未反应 的氨得到低氨产品气流和富铵吸收液，贫铵吸收液中S/P摩尔比为0. 01，磷元素质量含量 为6. 5%，吸收液pH值为2,贫铵吸收液的温度为85°C，经过吸收得到的低氨产品气流中氨 的含量经检测为0。富铵吸收液在汽提塔经水蒸汽汽提气汽提后进入分离装置，除去轻组 分和包括催化剂和/或聚合物的重组分，然后再进入解析塔解析得到粗氨气流和贫铵吸收 液，解析塔操作温度为195°C，汽提气为空气。贫铵吸收液返回到急冷塔用于吸收未反应的 氨。粗氨气流进入催化湿式氧化反应器，在Pt的催化作用下除去氨氮后得到无氨物流，反 应温度为150°C，反应压力为5MPa，含氧气体为纯氧气。无氨物流可用于装置循环用水。
[0031] 为便于比较，将主要工艺条件和结果列于表1、表2。
[0032] 【实施例2】
[0033] 来自丙烯氨氧化反应器的高氨产品气流在急冷塔与贫铵吸收液接触吸收未反应 的氨得到低氨产品气流和富铵吸收液，贫铵吸收液中S/P摩尔比为0. 05,磷元素质量含量 为8. 0%，吸收液pH值为3. 5,贫铵吸收液的温度为75°C，经过吸收得到的低氨产品气流中 氨的含量经检测为0。富铵吸收液在汽提塔经空气汽提后进入分离装置，除去轻组分和包括 催化剂和/或聚合物的重组分，然后再进入解析塔解析得到粗氨气流和贫铵吸收液，解析 塔操作温度为250°C，汽提气为氮气。贫铵吸收液返回到急冷塔用于吸收未反应的氨。粗氨 气流进入催化湿式氧化反应器，在Rh的催化作用下除去氨氮后得到无氨物流，反应温度为 260°C，反应压力为lOMPa，含氧气体为空气。无氨物流可用于装置循环用水。
[0034] 为便于比较，将主要工艺条件和结果列于表1、表2。
[0035] 【实施例3】
[0036] 来自丙烯氨氧化反应器的高氨产品气流在急冷塔与贫铵吸收液接触吸收未反应 的氨得到低氨产品气流和富铵吸收液，贫铵吸收液中S/P摩尔比为0. 1，磷元素质量含量为 5. 0%，吸收