本实用新型涉及一种丙烯腈生产装置。
背景技术：
丙烯腈是一种重要的有机化工原料，工业丙烯腈装置大多采用丙烯氨氧化法生产丙烯腈。原料丙烯、氨和空气在流化床反应器中反应生成丙烯腈，以及乙腈、氢氰酸等副产物。反应产物进入急冷塔，采用硫酸洗涤反应产物中未反应的氨，生成稀硫铵溶液。稀硫铵溶液主要含有硫铵和水，还有少量的丙烯腈、乙腈和氢氰酸。现有丙烯腈装置硫铵单元中，一般通过对稀硫铵溶液进行蒸发浓缩、结晶，从而得到硫铵产品。蒸发是一个有相变的高能耗过程，将稀硫铵溶液蒸发浓缩至目标浓度，需要将溶液中大量的水蒸发汽化，如不能充分回收利用这些二次蒸汽，一方面将造成能量浪费，增加蒸汽消耗，另一方面也将增加了后续冷凝器的负荷。目前，常用的稀硫铵蒸发浓缩工艺主要采用单效蒸发和双效蒸发，但这些工艺能量利用效率低、能耗高。
CN101092266A公开了一种汽提或精馏的方法蒸发提纯稀硫铵溶液，将稀硫铵溶液送入汽提塔或精馏塔，塔顶蒸出丙烯腈、氢氰酸等有机物轻组分和水，塔釜得到含聚合物的重组分，侧线抽出硫铵溶液。但此方法得到的硫铵溶液浓度较低，需进一步蒸发浓缩。CN101928016A、CN102657946A和CN203108242U采用双效蒸发的方法来浓缩稀硫铵溶液，以得到硫铵产品。与单效蒸发相比，双效蒸发利用了二次蒸汽，合理利用了蒸汽的热量，但蒸汽凝液直接排出，能量没有得到回收利用，导致冷凝器的负荷仍较大。总的来说，当前硫铵蒸发浓缩方法能量利用效率较低，能耗较高，需进一步改进提高。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是现有技术存在能量利用效率低、能耗高的问题，提出一种新的丙烯腈生产装置。该装置的特点在于节省了硫铵浓缩的蒸汽用量，提高了蒸汽的综合利用效率；同时为丙烯腈装置其他单元提供热源，为丙烯腈装置整体节能创造了有利条件。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：一种丙烯腈生产装置，包括预热单元、急冷单元和硫铵浓缩单元；所述硫铵浓缩单元包括用于对来自急冷单元的硫铵溶液进行浓缩处理的分离器、用于给分离器提供加热介质的加热器和用于对分离器所排放的蒸汽进行冷凝的冷凝器；其中，所述分离器至少包括三效分离器，各效分离器之间通过硫铵溶液输送管道连通；除一效加热器设置有外接加热蒸气管道外，其余各效加热器与上一效分离器的二次蒸汽管道相连通；除一效加热器外，其余各效加热器通过所述预热单元与所述急冷单元连通；所述预热单元用于对包括丙烯原料、氨原料和循环水的需加热的物流进行预热。
上述技术方案中，所述分离器包括三效分离器。
上述技术方案中，所述分离器包括四效分离器。
上述技术方案中，所述分离器包括五效分离器。
上述技术方案中，所述冷凝器与所述急冷单元连通。
本实用新型装置通过采用多效蒸发流程对来自丙烯腈装置急冷单元的稀硫铵溶液进行蒸发浓缩，一效蒸发采用蒸汽加热，其余各效蒸发采用上一效的二次蒸汽作为热源，一效蒸汽凝液直接回用，其余各效蒸汽凝液先用作丙烯腈装置其他单元的热源再返回急冷单元，硫铵浓缩液进入后续结晶流程。本实用新型节省了硫铵浓缩的蒸汽用量，提高了蒸汽的综合利用效率；同时为丙烯腈装置其他单元提供热源，为丙烯腈装置整体节能创造了有利条件。
附图说明
图1为本实用新型的工艺流程简图，以三效分离为例。
图1中，T为急冷单元，F1为一效分离器，F2为二效分离器，F3为三效分离器，E1为一效加热器，E2为二效加热器，E3为三效加热器，E4为预热单元，C1为冷凝器。1为来自急冷单元的稀硫铵溶液，2为来自界外的蒸汽，3为一效蒸汽凝液，4为一效二次蒸汽，5为一效硫铵浓缩液，6为二效蒸汽凝液，7为二效二次蒸汽，8为二效硫铵浓缩液，9为三效蒸汽凝液，10三效二次蒸汽，11为三效蒸汽凝液，12为饱和硫铵浓缩液，13为二效、三效蒸汽凝液混合物，14为降温后二效、三效蒸汽凝液混合物，15为急冷单元气相物流，16为丙烯原料、氨原料或循环水的冷物流，17为升温后的丙烯原料、氨原料或循环水物流。
以下结合附图对本发明进行详细说明。
来自急冷单元T的稀硫铵溶液1经一效加热器E1加热后，进入一效分离器F1进行汽液分离，一效加热器以蒸汽2为热源，一效硫铵浓缩液5送至二效分离器F2，蒸汽凝液3直接回用送至凝液罐(图中未显示)。一效硫铵浓缩液通过二效加热器E2，采用来自一效分离器的二次蒸汽4进行换热，然后在二效分离器进行汽液分离，二效硫铵浓缩液8送至三效分离器F3，二次蒸汽凝液6送至预热单元E4。二效硫铵浓缩液通过三效加热器E3，采用来自二效分离器的二次蒸汽7进行换热，然后在三效分离器F3进行汽液分离，汽相物流10经冷凝器C1冷凝后返回急冷单元T，液相物流12为饱和硫铵浓缩液，二次蒸汽凝液送至预热单元E4。来自二效加热器和三效加热器的蒸汽凝液混合物13通过预热单元E4先用作丙烯腈装置其他单元设备的热源(丙烯原料、氨原料或循环水物流16的预热)，然后再返回急冷单元T。
所述来自急冷单元的稀硫铵溶液中，以重量百分比计，硫铵含量为15～30％，水含量为70～85％，丙烯腈含量为0.01～2％，乙腈含量为0.01～2％，氢氰酸含量为0.01～2％。
所述一效分离器的操作压力为0.08～0.8MPa(A)，操作温度为93～170℃；二效分离器的操作压力为0.04～0.09MPa(A)，操作温度为97～76℃；三效分离器的操作压力为0.01～0.07MPa(A)，操作温度为90～46℃。
所述一效加热器蒸汽规格为压力0.2～2MPa(A)，温度120～300℃。
所述多效蒸发流程将稀硫铵溶液中的丙烯腈、乙腈、氢腈酸和部分水蒸出，所得到的饱和硫铵溶液中硫铵含量为45～65％，丙烯腈、乙腈和氢氰酸含量均低于5ppm。
下面通过实施例对本实用新型作进一步的阐述。
具体实施方式
【实施例1】
采用图1所示装置，来自某丙烯腈装置的稀硫铵溶液1000kg/h，含有硫铵18.4％，丙烯腈0.2％，乙腈含量为0.1％，氢氰酸0.2％，其余为水。
稀硫铵溶液由一效加热器加热，一效加热器使用1.0MPa(A)、200℃蒸汽270kg/h，然后进入一效分离器蒸发，一效分离器操作压力为0.15MPa(A)，操作温度为112℃。一效硫铵浓缩液送至二效分离器，二效加热器采用一效分离器蒸出的二次蒸汽为热源，二效分离器操作压力为0.07MPa(A)，操作温度为91℃。二效硫铵浓缩液送至三效分离器，三效 加热器采用二效分离器蒸出的二次蒸汽为热源，三效分离器操作压力为0.04MPa(A)，操作温度为79℃，分离器顶部汽相物流进入冷凝器冷凝，底部得到的饱和硫铵浓缩液硫铵含量为54.2％，丙烯腈含量为0.4ppm，乙腈含量为3ppm，氢氰酸含量为0.6ppm。二效加热器和三效加热器的蒸汽凝液用作丙烯原料加热器热源，可回收32.4kW热量，然后返回急冷单元。
由此可见，采用本实用新型的技术方案，硫铵浓缩所消耗的蒸汽量少，能量综合利用率高；硫铵浓缩液的纯度高，产品质量好。
【实施例2】
采用图1所示装置，来自某丙烯腈装置的稀硫铵溶液1000kg/h，含有硫铵24.6％，丙烯腈0.3％，乙腈含量为0.1％，氢氰酸0.2％，其余为水。
稀硫铵溶液由一效加热器加热，一效加热器使用0.6MPa(A)、180℃蒸汽185kg/h，然后进入一效分离器蒸发，一效分离器操作压力为0.09MPa(A)，操作温度为98℃。一效硫铵浓缩液送至二效分离器，二效加热器采用一效分离器蒸出的二次蒸汽为热源，二效分离器操作压力为0.05MPa(A)，操作温度为82℃。二效硫铵浓缩液送至三效分离器，三效加热器采用二效分离器蒸出的二次蒸汽为热源，三效分离器操作压力为0.03MPa(A)，操作温度为71℃，分离器顶部汽相物流进入冷凝器冷凝，底部得到的饱和硫铵浓缩液硫铵含量为48.7％，丙烯腈含量为1ppm，乙腈含量为4ppm，氢氰酸含量为1ppm。二效加热器和三效加热器的蒸汽凝液用作氨原料加热器热源，可回收19.9kW热量，然后返回急冷单元。
由此可见，采用本实用新型的技术方案，硫铵浓缩所消耗的蒸汽量少，能量综合利用率高；硫铵浓缩液的纯度高，产品质量好。
【实施例3】
采用图1所示装置，来自某丙烯腈装置的稀硫铵溶液1000kg/h，含有硫铵23.8％，丙烯腈0.2％，乙腈含量为0.2％，氢氰酸0.2％，其余为水。
稀硫铵溶液由一效加热器加热，一效加热器使用0.6MPa(A)、180℃蒸汽180kg/h，然后进入一效分离器蒸发，一效分离器操作压力为0.12MPa(A)，操作温度为106℃。一效硫铵浓缩液送至二效分离器，二效加热器采用一效分离器蒸出的二次蒸汽为热源，二效分离器操作压力为 0.08MPa(A)，操作温度为95℃。二效硫铵浓缩液送至三效分离器，三效加热器采用二效分离器蒸出的二次蒸汽为热源，三效分离器操作压力为0.05MPa(A)，操作温度为83℃。三效硫铵浓缩送至四效分离器，四效加热器采用三效分离器蒸出的二次蒸汽为热源，四效分离器操作压力为0.02MPa(A)，操作温度为62℃，分离器顶部汽相物流进入冷凝器冷凝，底部得到的饱和硫铵浓缩液硫铵含量为60.4％，丙烯腈含量小于1ppm，乙腈含量小于1ppm，氢氰酸含量小于1ppm。二效加热器和三效加热器的蒸汽凝液用作氨原料加热器热源，可回收32.1kW热量，然后返回急冷塔。
由此可见，采用本发明的技术方案，硫铵浓缩所消耗的蒸汽量少，能量综合利用率高；硫铵浓缩液的纯度高，产品质量好。
【对比例】
采用与【实施例1】相似的工艺，不同的是，【对比例】采用双效蒸发进行硫铵浓缩，且二效蒸汽凝液没有进入预热单元E4。
来自某丙烯腈装置的稀硫铵溶液1000kg/h，含有硫铵18.4％，丙烯腈0.2％，乙腈含量为0.1％，氢氰酸0.2％，其余为水。
稀硫铵溶液由一效加热器加热，一效加热器使用1.0MPa(A)、200℃蒸汽393kg/h，然后进入一效分离器蒸发，一效分离器操作压力为0.15MPa(A)，操作温度为112℃。一效硫铵浓缩液送至二效分离器，二效加热器采用一效分离器蒸出的二次蒸汽为热源，二效分离器操作压力为0.04MPa(A)，操作温度为79℃，分离器顶部汽相物流进入冷凝器冷凝，底部得到的饱和硫铵浓缩液硫铵含量为54.2％，丙烯腈含量为4ppm，乙腈含量为11ppm，氢氰酸含量为5ppm。二效加热器蒸汽凝液直接返回急冷单元。
与【实施例1】相比，将稀硫铵溶液的浓度从18.4％提高至53.6％，对比例蒸汽用量增加了45.9％，冷却器负荷增加了46.7％。由此可见，采用本实用新型的技术方案，蒸汽用量少，能量综合利用效率高，还能为丙烯腈装置其他装置提供热源，且得到的硫铵浓缩液纯度更高，质量更好。