一种丙烯酸生产工艺中的进料系统的制作方法

本实用新型属于丙烯酸生产工艺领域，更具体地，涉及以丙烯和空气为原料生产丙烯酸的工艺中的进料系统。

背景技术：

丙烯酸(简称AA)是一种重要的有机化工原料和化工产品，是丙烯衍生物中仅次于聚丙烯、环氧丙烷和丙烯腈的第四大衍生物。丙烯酸主要用于生产丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯及其他多种丙烯酸酯类产品，丙烯酸及丙烯酸酯类产品在涂料、建材、纺织品、黏合剂以及超高吸水性树脂等领域有着广泛的应用。

传统的丙烯酸生产方法是早期的非丙烯氧化法，包括氯乙醇法、氰乙醇法和Reppe法等。但由于丙烯直接氧化法的工业化，这些方法都逐步被淘汰。丙烯氧化法是目前丙烯酸工业生产中主要使用的生产方法，即是将含有丙烯、水蒸汽和空气的反应原料在催化剂作用下转化为丙烯醛以及部分丙烯酸、乙醛等，丙烯醛进一步转化为丙烯酸，丙烯酸经吸收、蒸馏可得到粗丙烯酸也称酯化级丙烯酸，粗丙烯酸进一步精制可得到高纯丙烯酸和聚合级丙烯酸。

丙烯氧化法的工艺特点是：1)原料来源丰富，且对原料纯度要求不苛刻；2)工艺路线合理，丙烯酸收率高；3)生产稳定、安全、可靠、成本低；4)催化剂使用寿命长。

目前国外拥有丙烯催化氧化工艺技术的公司有日本触媒有限公司、日本三菱化学、德国巴斯夫和美国索亥俄等公司，国内的上海华谊丙烯酸有限公司经过多年研究也成功开发了拥有自主知识产权的丙烯氧化工艺。

现有的丙烯氧化法生产丙烯酸的工艺过程为：经过滤除尘的新鲜空气加热后由空气压缩机增压，与来自丙烯酸吸收塔塔顶的含有水蒸汽的循环气体在管道内混合；界区来的丙烯在丙烯蒸发器内汽化后，与经过分液后从空气加热器出口排出的空气在氧化反应进料混合器内混合，然后进入反应器。混合气体在反应器内反应完成后，从反应器顶部排出并进入吸收塔。在吸收塔内，丙烯酸被吸收剂吸收，从塔底去往后续分离系统，过量的空气未被吸收，从塔顶排出，一部分气体经过循环气压缩机返回空气混合罐，余下的气体则被送至废气处理系统。

由于来自界区的丙烯，在汽化过程中，吸收热量变为压力较高的气体，而取自大气的空气压力较低，需要压缩机增压才能进入氧化反应进料混合器内与气态丙烯混合。因此，目前的生产装置设备投资、操作成本较高。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种丙烯酸生产工艺中的进料系统，采用该系统可简化流程，显著降低丙烯酸生产装置的设备投资和日常操作成本。

本实用新型提供一种丙烯酸生产工艺的进料系统，该进料系统包括：丙烯蒸发器、喷射混合器、氧化反应器、空气加热器和吸收塔，其中，所述喷射混合器位于所述丙烯蒸发器和所述空气加热器的出口与所述氧化反应器的入口之间。

优选地，所述喷射混合器的入口分别与所述丙烯蒸发器和所述空气加热器的出口相连，所述喷射混合器的出口与所述氧化反应器的入口相连。

优选地，所述氧化反应器的出口与所述吸收塔的入口相连。

优选地，所述氧化反应器的出口与所述吸收塔的下部入口相连。

优选地，所述吸收塔顶部出口分别与所述空气加热器和下游系统相连。

优选地，所述吸收塔上部设置有吸收剂进料管线，所述吸收塔底部设置有丙烯酸溶液出料管线。

优选地，所述空气加热器与空气进料管线相连。

优选地，所述丙烯蒸发器与丙烯进料管线相连。

本实用新型从降低能耗，减少设备投资的角度出发，将来自界区的原料丙烯在丙烯蒸发器中加热汽化，然后作为动力流体进入喷射混合器；而新鲜空气经过加热器与来自吸收塔塔顶的循环气体混合后，被引射进入喷射混合器。在喷射混合器中，丙烯与空气充分混合，一起进入氧化反应器，进行催化氧化反应。反应过程中空气过量，丙烯基本被消耗完，由空气和反应产物组成的混合气体进入吸收塔。在吸收塔中，反应产物被吸收剂吸收，形成丙烯酸溶液，从塔底去往后续分离系统，过量的空气未被吸收，从塔顶排除，一部分气体作为循环气返回空气加热器出口，余下的部分则作为废气送至废气处理系统。

与现有技术相比，本实用新型具备如下优点：由于喷射混合器的引入，取代传统压缩机的使用，省去了空气混合罐和氧化反应进料混合器的设备投资，达到了减少装置投资的同时降低了装置能耗的目的，同时相比于氧化反应进料混合器，喷射混合器的的混合效果更好，操作可靠性、安全性更佳。

本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本实用新型的实施例1的丙烯酸生产工艺中的进料系统示意图。

图2示出了传统丙烯酸生产工艺中的进料系统的示意图。

附图标记说明：

设备：1-丙烯蒸发器，2-空气加热器，3-空气压缩机，4-喷射混合器，5-氧化反应进料混合器，6-氧化反应器，7-吸收塔，8-循环气压缩机；

物流：A-丙烯，B-气态丙烯，C-空气，D-引射流体，E-反应进气，F-反应出气，G-吸收剂，H-丙烯酸溶液，J-废气，K-循环气。

具体实施方式

下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。

本实用新型提供一种丙烯酸生产工艺的进料系统，如图1所示，该进料系统包括：丙烯蒸发器、喷射混合器、氧化反应器、空气加热器和吸收塔，其中，所述喷射混合器位于所述丙烯蒸发器和所述空气加热器的出口与所述氧化反应器的入口之间。

根据本实用新型一种优选实施方式，所述喷射混合器的入口分别与所述丙烯蒸发器和所述空气加热器的出口相连，所述喷射混合器的出口与所述氧化反应器的入口相连。

根据本实用新型一种优选实施方式，所述氧化反应器的出口与所述吸收塔的入口相连，优选地，氧化反应器的出口与所述吸收塔的下部入口相连。所述吸收塔出口可分别与所述空气加热器和下游系统相连。

根据本实用新型，可选地，所述吸收塔上部设置有吸收剂进料管线，所述吸收塔底部设置有丙烯酸溶液出料管线。

根据本实用新型，通常地，所述空气加热器与空气进料管线相连。

根据本实用新型，通常地，所述丙烯蒸发器与丙烯进料管线相连。

本实用新型的重要特点在于：相比于图2所示的传统丙烯酸生产工艺中的进料系统，本实用新型的所述进料系统取消循环气压缩机、空气混合罐和反应进料混合器。

利用本实用新型的进料系统进行丙烯酸生产工艺的进料时，空气进料管线与空气加热器相连接，使原料空气经过空气加热器加热到100℃-200℃后与吸收塔顶部出口的循环气在管道内混合；空气加热器出口的管线与喷射混合器其中一个入口管线连接；喷射混合器的另一个入口与经过了丙烯蒸发器加热汽化后达到温度0℃-100℃，压力0.5MPaG至4.5MPaG的丙烯原料相连接；喷射混合器的出口与氧化反应器入口相连接；氧化反应器中采用的催化剂为钼铋和钴钒钨系复合金属氧化物，操作温度为200℃-350℃，反应产物与反应残余物从反应器出口排出并通过管线进入到吸收塔底部，吸收塔的操作条件为30℃至100℃，0kPaG至50kPaG；混合气体经过吸收塔吸收后，丙烯酸溶液从塔底出料管线进入后续的处理装置，未吸收的混合气体一部分返回空气加热器出口，另一部分与下游系统相连接。

实施例1

采用如图1所示的进料系统进行丙烯酸生产。所述的进料系统包括丙烯蒸发器1、喷射混合器4、氧化反应器6、空气加热器2和吸收塔7。

来自界区的丙烯A，在丙烯蒸发器1中加热、汽化，被引入至喷射混合器4，丙烯作为工作流体B在喷射混合器4中产生抽气效果，使空气加热器2在负压状态下工作，从而将大气中的空气C引入系统；空气加热后，与来自吸收塔7塔顶的循环气K混合后，作为引射流体D被引射进入喷射混合器4；喷射混合器4出口端的混合气E进入氧化反应器6，进行催化氧化反应。反应中空气过量，丙烯基本被消耗完。由空气和反应产物组成的反应气F进入吸收塔7；在吸收塔7中，反应气F中的反应产物被吸收剂G吸收，形成丙烯酸溶液H，从塔底去往后续分离系统，过量的空气未被吸收，从塔顶排除，一部分气体作为循环气K返回空气加热器2出口，余下的部分则作为废气J送至下游废气处理系统。

以上已经描述了本实用新型各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。