专利名称：烯属不饱和腈的回收方法
背景技术：
本发明涉及一种从反应器流出物流中回收和纯化烯属不饱和腈如丙烯腈的方法。
通过氨和烯烃的催化反应生产烯属不饱和腈的方法是众所周知的。例如，丙烯腈和甲基丙烯腈可分别通过丙烯和异丁烯在氨存在下的气相催化氧化反应而制得。
在由丙烯、氨和氧制备丙烯腈的工业化生产过程中，反应器流出物中除了所需的丙烯腈产物之外，还含有相当数量的副产物氰化氢、乙腈和其它杂质如丁二腈和其它的腈类。它所含有的流出物、副产物和杂质的确切组成，相当程度上取决于氨氧化反应条件和催化剂。用来生产其它烯属不饱和腈过程中的反应器流出物，同样地，也含有多种副产物或杂质。
用来处理上述类型的反应器流出物以便从副产物或杂质中分离和回收丙烯腈产物的方法是已知的。例如，参见US 3399120,US 3433822,US3936360,US 4059492,US 4166008和US 4404064，它们可引入本文以供参考。典型地，这些方法包括将反应器流出物引入到一个骤冷室，流出物在此与水(通常含有硫酸以中和反应中过量的氨)进行接触，以冷却流出物并除去部分污染物如在反应器生成的聚合物。冷却后的流出物气体从骤冷室流到一个吸收塔，在此它们与水相接触。来自吸收塔的塔底液体物流主要含有反应中产生的腈和少量杂质，它被输入到一个抽提蒸馏塔，也称作回收塔。抽提蒸馏塔中的大部分丙烯腈是在该回收塔的塔顶馏出物中得到的，而水和杂质构成了回收塔的塔底流出物的大部分。塔底物流通常是输入到一个第二蒸馏塔或解吸塔中，以分离塔顶馏出物中的乙腈和水，并对含有水和多种杂质的二次蒸馏塔塔底流出物进行循环，例如，将其循环到骤冷塔中。
采用二个蒸馏塔，即回收塔和解吸塔，可有效地实现产物的分离和回收，这是工业操作所必需的。但是，这种系统因所采用的设备(不仅是两个蒸馏塔，还包括连接泵、管道、换热器等)费用和操作费用如两个塔的能量消耗而使得其费用昂贵。需要有一种改进的方法，它可以较低的费用实现所需的回收。
发明概述一种从含有丙烯腈、水和有机杂质的物流中回收丙烯腈的方法，它包括以下步骤(a)采用一种含水骤冷物流骤冷含有丙烯腈、水和有机杂质的氨氧化反应器流出物，从而制得一种冷却的反应器流出物流；(b)使该冷却的反应器流出物流流过一个吸收塔，从而产生一种吸收塔塔底流出物，它含有水、丙烯腈和有机杂质；和(c)使该吸收塔塔底物流流过一个单一回收/解吸塔，产生一富含丙烯腈的塔顶馏出物、一贫水侧线物流和一含有有机杂质的回收/解吸塔底物流。
在本发明的一个具体实施方案中，所述富含丙烯腈的塔顶物流流过一个滗析器以分离水与丙烯腈。在本方法的另一个具体实施方案中，所述贫水侧线物流经循环用于吸收塔之中。
本发明较现有技术的丙烯腈方法更为经济。这是因为它不需要采用一个回收蒸馏塔和一个解吸塔，就可实现所需水平的产物回收，从而降低了投资费用和操作费用。
附图简述
图1为现有技术丙烯腈回收方法的工艺流程图。
图2为本发明丙烯腈回收方法的工艺流程图。
说明性实施方案的描述对于本领域技术人员来说，生产烯属不饱和腈的方法是公知的。例如，在US 4590011中公开了一种生产丙烯腈的氨氧化方法，可引入以供参考。
丙烯腈的生产通常包括将丙烯、氨、氧气源如空气和一种惰性气体如氮气输入到流化床反应器反应区，反应试剂在该处与一种氨氧化催化剂接触。一般地，原料中氧气与烯烃的摩尔比为0.5∶1-4∶1，优选为1∶1-3∶1。原料中氨与烯烃的摩尔比通常为0.5∶1-5∶1。
进行氨氧化反应的条件也是现有技术公知的，如US 5093299、US4863891,US 4767878和US 4503001所示，可引入以供参考。反应通常是在约260-600℃的温度下进行的，优选为310-500℃，特别优选为350-480℃。接触时间，虽然不是关键，但是，通常其范围为0.1-50秒，优选为1-15秒。
优选地，氨氧化反应是在流化床反应器中进行的，尽管其它类型的反应器也可采用。用来生产丙烯腈的流化床反应器，在现有技术中也是公知的。例如，在US 3230246中所给出的反应器设计是适合采用的，在此可引入以供参考。
用于反应区的催化剂也是本领域公知的。合适的催化剂公开在US3642930和US 5093299之中，在此可引入供参考。
反应器流出物将会含有丙烯腈、所需产物和有机杂质如乙腈，以及部分过量的反应试剂，通常它们都是呈气态并具有约450-480℃的温度。
反应器流出物输入到骤冷塔(图中未画出)，在此，该热的流出气体通过与水喷雾接触而得到冷却。一般地，该流出物中含有的任意过量氨都可通过与在骤冷中的硫酸接触而得到中和，以硫酸铵的形式除去氨。含有所需产物(丙烯腈)的冷却后流出气体，接着流进吸收塔(图中未画出)底部，在此，该产物被吸收到水中，水是从塔顶进入到该塔之中的。未被吸收的气体经一个设置在吸收塔顶部的管道流出该吸收塔。接着对含有所需产物的含水吸收塔塔底物流进行加工以进一步纯化。
图1所示为一种现有技术纯化来自吸收塔底的含有含水丙烯腈物流的纯化方法。含水物流10注入第一蒸馏塔或回收塔12，它产生一含有水和丙烯腈的塔顶物流14和一含有水和多种杂质仅有相对少量丙烯腈的塔底物流16。来自第一蒸馏塔12的该塔顶物流14，经过冷却器18，流入到滗析器20中，水和丙烯腈在此被分离开来。来自滗析器的水流22可经循环用于本过程中的任意地方。产物丙烯腈物流24可以存贮，或者，如果需要作进一步的纯化处理。
来自第一蒸馏塔12的塔底物流16，泵送至第二蒸馏塔或解吸塔30中。来自该塔30的塔顶物流部分32在流经冷凝器34之后，经36被循环到塔30中，而该塔顶物流的另一部分38送到废料处理。来自第二塔30的塔底物流40，也送到废料处理42。来自第二塔30的侧线物流44为贫水物流，它可循环到吸收塔中(图中未画出)。第二侧线物流46，其中含有水和相对少量的丙烯腈，它流经冷却器50，被循环到第一蒸馏塔12中。再沸器26和48为蒸馏提供能量。
尽管图1的回收系统也能实现所需的分离，但是，它是在相对高的费用下实现的，这是由于双蒸馏塔12和30、再沸器26和48、相应泵60、62、64和66、连接管道等，以及水蒸气、冷却水和其它操作这种回收和纯化方法所必需的投入所造成的。
图2所示为本发明改进回收系统的一个实施方案。原料10，也是来自吸收塔底部，它被输入到一个单一蒸馏塔80中。如图1中的第一蒸馏塔12和第二蒸馏塔30，举例来说，分别具有大约70和50层塔板，图2中的单一蒸馏塔80具有例如大约110层塔板。当然，本发明并不限于具有任意特定塔板数的塔，而且，它根本就不限于具有塔板的板式塔。填料塔也可替代采用。
第一侧线物流82主要含有水和杂质，它被送去废料处理。第二侧线物流84用作贫水物流循环到吸收塔中。第三侧线物流86流经冷凝器88，被循环到塔80的顶部90。塔底物流92被送去废料处理。再沸器94为蒸馏提供热量。
来自联合回收/解吸塔80的塔顶物流96流经一个冷凝器98，并流入滗析器100中，形成一产物丙烯腈物流102和一水流104，该水流104可循环到骤冷、吸收塔或原料物流10中。
蒸馏塔80的操作条件随有待回收的产物和所需的回收程度而改变。例如，该塔可在冷凝器98入口处接近大气压的条件下进行操作。该塔其它部位的温度和压力，可根据塔内部的样式和再沸器的热负载而定。
该方法可通过调节再沸器负载进行操作，例如，使得吸收塔塔底物流10中99.9重量％的丙烯腈和99.4重量％的游离氰化氢，可以在塔顶物流96中得到回收。而且，通过调节物流86(它可循环到该塔的顶部90中)的流速和温度，使该塔顶物流96可含有少于0.3％的来自物流10的乙腈。换句话说，就是吸收塔塔底物流10中99.7％的乙腈可以被除去并经物流82被送去废料处理。
此前段落中所述的操作方式也适用于氰化氢是作为一种有价值副产物并可回收到可行程度的情形。对于氰化氢不需要回收的情形，则该方法可降低的再沸器负载来进行操作。
图2回收方法所需要的工艺设备数量明显地少于图1方法的。尽管减少了设备，并降低了操作费用，但是丙烯腈的所需回收仍是可能的。具体地说，由于省去了第二蒸馏塔所必需的冷凝器和回流，所以降低了整体水蒸气的用量。而且，由于省去了冷凝器，所以冷却水用量也降低了。
前述对本发明具体实施方案的说明，不打算全面地列举本发明每种可能的实施方案。本领域技术人员将会认识到对上述具体实施方案所作的改进，也应在本发明的范围之内。
权利要求
1.一种从含有丙烯腈、水和有机杂质的反应器流出物流中回收丙烯腈的方法，它包括以下步骤采用一种含水骤冷物流骤冷含有丙烯腈、水和有机杂质的氨氧化反应器流出物流，从而制得一种冷却的反应器流出物流；使该冷却的反应器流出物流流过一个吸收塔从而产生一种吸收塔塔底流出物，它含有水、丙烯腈和有机杂质；和使该吸收塔塔底物流流过一个单一回收/解吸塔，产生一富含丙烯腈的塔顶物流、一贫水侧线物流和一含有有机杂质的回收/解吸塔底物流。
2.权利要求1所述的方法，其中所述的富含丙烯腈塔顶物流流经一个滗析器以分离水与丙烯腈。
3.权利要求1所述的方法，其中所述的贫水侧线物流经循环用于吸收塔中。
4.权利要求1所述的方法，其中所述的氨氧化反应器流出物流是由氨和丙烯的催化反应而制得的。
全文摘要
一种从含有丙烯腈、水和有机杂质的氨氧化反应器流出物流中回收丙烯腈的方法,包括使吸收塔塔底物流流过一个单一回收/解吸塔(80),产生一富含丙烯腈的塔顶物流(96)、一贫水侧线物流(84)和一含有有机杂质的回收/解吸塔底物流(92),其中所述的富含丙烯腈塔顶馏出物是流进冷凝器(98)并流入到滗析器(100)中以分离水与丙烯腈。
文档编号B01D53/14GK1305392SQ99807392
公开日2001年7月25日 申请日期1999年6月15日 优先权日1998年6月15日
发明者G·J·瓦德, V·S·莫尼卡尔 申请人:索罗蒂亚公司