改进的丙烯腈制造
【技术领域】
[0001]本发明涉及在丙烯腈和甲基丙烯腈的制造中的改进的工艺。具体而言，本发明涉及使用流出物压缩机的改进的工艺。
【背景技术】
[0002]用于丙烯腈和甲基丙烯腈的制造的各种工艺和系统是已知的；例如参见美国专利N0.6，107，509。典型地，已经通过如下步骤实现了在催化剂的存在下通过从由丙烷、丙烯或异丁烯组成的集合中选择的烃、氨和氧的直接反应产生的丙烯腈/甲基丙烯腈的回收和净化，步骤为:将含有丙烯腈/甲基丙烯腈的反应器流出物输送至第一柱(骤冷)，在此用第一水性流冷却反应器流出物；将含有丙烯腈/甲基丙烯腈的冷却的流出物输送入第二柱(吸收器)中，在此用第二水性流接触冷却的流出物，来将丙烯腈/甲基丙烯腈吸收到第二水性流中；将含有丙烯腈/甲基丙烯腈的第二水性流从第二柱输送至第一蒸馏柱(回收柱)，以用于从第二水性流分离粗制丙烯腈/甲基丙烯腈；和将分离的粗制丙烯腈/甲基丙烯腈输送至第二蒸馏柱(头馏分柱(heads column)),以从粗制丙烯腈/甲基丙烯腈移除至少一些杂质；和将部分净化的丙烯腈/甲基丙烯腈输送至第三蒸馏柱(产物柱)，以获得产物丙烯腈 / 甲基丙烯腈。U.S.Pat.Nos.4，234，510 ;3，885，928 ;3，352，764 ;3，198，750以及3，044，966例示了用于丙烯腈和甲基丙烯腈的典型回收和净化工艺。
[0003]在常规工艺中，反应器压力由吸收器排气压力和反应器与吸收器之间的最小必需压降来约束。在常规工艺中，反应器中的该预定压力为大约8 psig，并且典型地导致烃进料到包含丙烯腈的反应器产物流出物的大约80%的转化率。然后将反应器产物流出物运送至骤冷容器。在骤冷容器中，使反应器产物流出物骤冷来产生包含丙烯腈产物的骤冷的流出物。将骤冷的流出物经由导管运送至吸收器。在吸收器中，使骤冷的流出物与冷藏的水结合来产生包含丙烯腈的富水(rich water)，并且使来自吸收器的排气在吸收器排气焚烧炉(AOGI)或吸收器排气氧化器(AOGO)中燃烧。在吸收器中生成的包含丙烯腈的富水然后从吸收器运送至回收柱以用于进一步处理。在常规工艺中，吸收器在大气压力下运行，并且将冷藏或冷却的水添加至吸收器来与骤冷的丙烯腈产物混合并且生成包含丙烯腈的富水。
[0004]虽然包含回收和净化的丙烯腈/甲基丙烯腈的制造已经在商业上实践多年，但是依然存在在其中改进将产生显著益处的区域。适于改进的这些区域之一将为提高的反应器产物转化。另一改进将为降低吸收器中对冷藏或冷却的水的需求。
【发明内容】
[0005]本公开的一方面为提供克服或减少常规工艺的缺点的安全、有效且成本有效的方法和设备。
[0006]一种工艺包含在第一压力下且在催化剂的存在下，使氨、氧和烃反应来提供包含丙烯腈的反应器流出物流，该烃从由丙烷、丙烯、异丁烷和异丁烯、以及它们的组合组成的集合中选择。该工艺还包含利用第一水性流骤冷反应器流出物流，来提供包含丙烯腈的骤冷流，并且压缩骤冷流来提供包含丙烯腈的流出物压缩机流。该工艺包含在第二压力下将流出物压缩机流运送至吸收器，并且在吸收器中，在第二水性流中吸收丙烯腈来提供包含丙烯腈的富水，其中，第二压力大于第一压力。
[0007]一种工艺包含在第一压力下且在催化剂的存在下使氨、氧和烃反应来提供加压反应器排气，该烃从由丙烷、丙烯、异丁烷和异丁烯、以及它们的组合组成的集合中选择。该工艺还包含将加压排气运送至吸收器并且使来自该吸收器的未吸收流出物膨胀。
[0008]设备包含:反应器，其构造为在第一压力下并且在催化剂的存在下使氨、氧和烃反应来提供包含丙烯腈的反应器流出物流，该烃从由丙烷、丙烯和异丁烯、以及它们的组合组成的集合中选择；骤冷容器，其构造为利用第一水性流骤冷反应器流出物流来提供包含丙烯腈的骤冷流；流出物压缩机，其构造为压缩骤冷流来提供第二压力下的包含丙烯腈的流出物压缩机流；和吸收器，其构造为接收流出物压缩机流，并且允许在第二水性流中吸收丙烯腈，来提供包含丙烯腈的富水。
[0009]氨氧化反应工艺包含在大约140kPa (绝对压力)或更小的压力和大约0.5至大约
1.2米/秒的速率下，在催化剂的存在下，使氨、氧和烃反应来提供反应器流出物流，该烃从由丙烷、丙烯、异丁烷和异丁烯、以及它们的组合组成的集合中选择。
[0010]用于吸收包含丙烯腈的反应器流出物流的工艺包含:利用第一水性流骤冷反应器流出物流来提供包含丙烯腈的骤冷流；压缩骤冷流来提供包含丙烯腈的流出物压缩机流；在大约300kPa至大约500kPa的压力(绝对压力)下将流出物压缩机流运送至吸收器；并且在吸收器中，在第二水性流中吸收丙烯腈来提供包含丙烯腈的富水。
[0011]在另一方面中，一种用于吸收包含丙烯腈的反应器流出物流的工艺，该工艺包含:利用第一水性流骤冷反应器流出物流来提供包含丙烯腈的骤冷流；压缩骤冷流来提供包含丙烯腈的流出物压缩机流；将流出物压缩机流运送至吸收器；并且在吸收器中，在具有大约4°C至大约45°C的温度的第二水性流中吸收丙烯腈来提供包含丙烯腈的富水。
[0012]在另一方面中，氨氧化反应系统包含涡轮，该涡轮对于驱动包含空气压缩机和至少一个流出物压缩机的单个驱动线路是有效的。
[0013]在另一方面中，氨氧化反应工艺包含:在大约10kPa(绝对压力)或更小的压力和大约0.5至大约1.2米/秒的速率下，在催化剂的存在下，使氨、氧和烃反应来提供反应器流出物流，该烃从由丙烷、丙烯、异丁烷和异丁烯、以及它们的组合组成的集合中选择。
[0014]在相关方面中，氨氧化反应设备包含:反应器，其构造为在大约100kPa(绝对压力)或更小的第一压力下且在催化剂的存在下使氨、氧和烃反应来提供包含丙烯腈的反应器流出物流，该烃从由丙烷、丙烯和异丁烯、以及它们的组合组成的集合中选择。
[0015]在另一方面中，氨氧化反应系统包含涡轮，该涡轮用于驱动操作地联接至至少一个空气压缩机和至少一个流出物压缩机的单个驱动器，空气压缩机构造为对氨氧化反应反应器提供空气，流出物压缩机构造为对吸收器提供流出物压缩机流，且氨氧化反应反应器和吸收器构造为允许独立的压力控制。
[0016]根据待结合附图阅读的本公开的例示实施例的以下详细说明，本公开的上述和其它方面、特征和优点将变得清楚。
【附图说明】
[0017]通过参照考虑到附图的以下说明，可获得本发明的示范实施例及其优点的更完整的理解，其中相似的标号指示相似的特征，且其中:
图1是根据应用于丙烯腈制造的公开的方面的实施例的示意流程图。
[0018]图2是根据应用于丙烯腈制造的公开的方面的另一实施例的示意流程图。
[0019]图3是例示包括多于一个反应器、骤冷柱和流出物压缩机的方面的示意流程图。
[0020]图4是例示出单线路驱动器的示意流程图。
【具体实施方式】
[0021]图1是根据应用于丙烯腈制造的公开的方面的实施例的示意流程图。参照附图，设备100包括反应器10、骤冷容器20、流出物压缩机30和吸收器40。流I中的氨和流2中的烃(HC)进料可作为结合的流3供给至反应器10。HC进料流2可包括烃，该烃是从由丙烷、丙烯和异丁烯、以及它们的组合组成的集合中选择的。催化剂(未在图1中显示)可存在于反应器10中。含氧气体可供给至反应器10。例如，空气可由空气压缩机(未在图1中显示)压缩并且供给至反应器10。
[0022]丙烯腈由在催化剂存在于反应器10中的情况下的烃、氨、和氧的反应而在反应器中产生。反应器10可在反应器或第一压力Pl下运行，其中，第一压力可特征为入口(例如旋风分离器22的第一级入口)17处的压力。根据本公开，旋风分离器22可为多级旋风分离器系统的第一旋风分离器，该多级旋风分离器系统可构造为将包含丙烯腈的流运送至高压间(未在图1中显示)。包含丙烯腈的流可离开高压间并且作为反应器流出物流4去往反应器10的顶部部分外。在一方面中，旋风分离器22可构造为分离可能在进入入口 17的包含丙烯腈的流中夹带的催化剂，并且通过催化剂回送浸脚(dip leg)(未在图1中显示)将分离的催化剂回送至反应器10中的催化剂床。在反应器10中产生的包含丙烯腈的反应器流出物流4可通过线路11运送至骤冷容器20。在该方面中，第一压力为大约140kPa或更少，在另一方面中为大约135kPa或更少，在另一方面中为大约130kPa或更少，在另一方面中为大约125kPa或更少，在另一方面中为大约1lkPa至大约140kPa，在另一方面中为大约IlOkPa至大约1400kPa，在另一方面中为大约125kPa至大约145kPa，在另一方面中为大约120kPa至大约140kPa，在另一方面中为大约130kPa至大约140kPa，在另一方面中为大约125kPa至大约140kPa，在另一方面中为大约125kPa至大约135kPa，在另一方面中为大约120kPa至大约137kPa，在另一方面中为大约115kPa至大约125kPa。
[0023]在骤冷容器20中，反应器流出物流4可通过与骤冷水性流5接触而得到冷却，该骤冷水性流5经由线路12进入骤冷容器20。骤冷水性流5除了水之外可包括酸。包含丙烯腈(包含副产物，例如乙腈、氰化氢和杂质)的冷却的反应器流出物然后可作为骤冷流6，经由线路13运送至流出物压缩机30。
[0024]骤冷流6可由流出物压缩机30压缩，并且作为压缩机流出物流7离开流出物压缩机30。压缩机流出物流7可具有第二或压缩压力P2。可经由线路14将压缩机流出物流7运送至吸收器40的较低部分。在吸收器40中，丙烯腈可被吸收在第二或吸收器水性流8中，第二或吸收器水性流8经由线路15进入吸收器40的较高部分。然后可将包含丙烯腈和其它副产物的水性流或富水流18经由线路19从吸收器40输送至回收柱(未在图1中显示)以用