骤冷塔操作和底物处理的制作方法
【技术领域】
[0001]提供用于制造丙烯腈和甲基丙烯腈的工艺。更具体地，提供用于骤冷塔操作和底物(bottom)处理的工艺。
【背景技术】
[0002]丙烯腈是一种重要的大宗化学品，主要用作用于制造多种聚合材料如用于纺织品、和树脂如ABS和SAN树脂中的腈纶的聚合物的单体。全世界范围内，丙烯腈以超过四百万公吨每年的量生产。最常用的制造丙烯腈或其它烯属不饱和腈如甲基丙烯腈的工艺为使适用于制造丙烯腈的烃，如丙烯或丙烷，或者使适用于制造甲基丙烯腈的异丁烯，在氨氧化反应器中在氨的存在下使用空气或其它分子氧源作为氧化剂反应。该氧化反应，也称为氨氧化反应，通常在流化催化剂床中使用固态、颗粒、异相催化剂以催化氨氧化反应并以可接受的转化率和产率提供所需的丙烯腈或甲基丙烯腈。除了产生烯属不饱和腈之外，该氨氧化反应通常还产生其它产物如乙腈、氰化氢(HCN)和其它副产物。用于将烃进料催化氨氧化为丙烯腈的工艺公开于，例如，美国专利号4，503，001 ;4，767，878 ;4，863，891和5,093, 299中，其全部通过参考并入本文。
[0003]在商业实践中广泛用于回收该烃氨氧化产物(如丙烯氨氧化以形成丙烯腈)的工艺，通常包括以下步骤:a)使来自氨氧化反应器的流出物与含水骤冷液体在骤冷塔或塔中接触以冷却气体流出物山)使骤冷的气体流出物与水在吸收器中接触，形成包括氨氧化产物的水溶液；c)使水溶液在蒸馏塔中经历水提取蒸馏，和d)移除来自塔顶的、包括不饱和腈和一些水的第一顶部蒸汽流，并收集来自塔底的含有水和污染物的液体废弃流。烯属不饱和腈，如丙烯腈的进一步纯化可通过使顶部蒸汽流通过第二蒸馏塔以从丙烯腈移除至少一些杂质，和进一步蒸馏部分纯化的丙烯腈来实现。来自氨氧化反应器的流出物通常含有一定量的氨。因此，骤冷塔中使用的骤冷液体也可含有强无机酸，如硫酸，以反应并从而形成氨的水溶性盐，如硫酸铵。所用或所消耗、含有硫酸铵和其它成分的骤冷流体通常以环境安全的方式处理或处置。
[0004]在典型的工艺中，骤冷底物中的硫酸铵浓度为约5-10重量百分数。美国专利4，341，535描述了一种硫酸铵回收工艺，其用于回收来自骤冷塔的液体底物中所含的重质有机材料。该专利描述了硫酸盐冷凝器、真空闪蒸鼓、冷凝器、第一、第二和第三提取器以在第三提取器中产生含有大约1%重质有机材料和99%液体的较低相，该液体含有52%水和48%硫酸铵。该专利指出该较低相从第三提取器的底物取出和转移至结晶器，所述结晶器用于移除水和形成适用于用作肥料的结晶硫酸铵。
[0005]虽然丙烯腈/甲基丙烯腈的制造已商业实践多年，但仍然存在改善将具有实质益处的领域。例如，具有处理骤冷塔底物的替代方式将是有用的。
[0006]本公开内容的以上和其它方面、特征和优点将从以下说明性实施方案的详述而变得显而易见，所述详述将与附图一起阅读。
【发明内容】
[0007]相应地，本公开内容的一个方面为提供一种克服或减少常规工艺和设备缺点的安全、有效和成本有效的工艺和设备。
[0008]一种用于提供硫酸铵流的工艺，包括将反应器流出物传输至骤冷塔；以及将硫酸传输至骤冷塔以提供具有约10重量百分数或更少聚合物的骤冷塔底物流，且其中硫酸铵的量和聚合物的量通过y = -Mlx+ci来限定，其中y为硫酸钱的重量百分数，X为聚合物的重量百分数，Ml为4.6或更少且Cl为45或更少。
[0009]一种用于操作骤冷塔的工艺，包括将反应器流出物传输至骤冷塔和使反应器流出物与含有聚合物的水在流出物提取区中接触以提供提取的流出物流。该工艺还包括使提取的流出物流与硫酸在酸接触区中接触；移除第一流以提供具有约10重量百分数或更少聚合物的第一骤冷塔流，且其中硫酸铵的量和聚合物的量通过式y = -Mlx+Cl来限定，其中y为硫酸铵的重量百分数，X为聚合物的重量百分数，Ml为4.6或更少且Cl为45或更少；以及移除第二流以提供具有多于约10重量百分数的聚合物和小于约5重量百分数的硫酸铵的第二骤冷塔流。
[0010]本公开内容的以上和其它方面、特征和优点将从以下说明性实施方案的详述而变得显而易见，所述详述将与附图一起阅读。
【附图说明】
[0011]本公开内容示例性实施方案及其优点的更加全面的理解可通过参考以下说明并考虑附图来获得，其中相同的参考标号表示相同的特征且其中:
[0012]图1为根据本公开内容方面的实施方案、用于制造丙烯腈产物的示意流程图。
【具体实施方式】
[0013]在常规工艺中，骤冷塔底物中硫酸铵的浓度为约5-10重量百分数。已发现具有约5-10重量百分数的硫酸铵浓度的骤冷塔底物流由于其高水含量和低硫含量而不适用于在硫再生单元(“SAR”)中回收硫。
[0014]用于提供硫酸铵流的工艺
[0015]在一方面中，一种工艺包括提供具有较高硫酸铵浓度的硫酸铵流。在该方面中，该工艺包括将反应器流出物传输至骤冷塔。该反应器流出物包括来自氨氧化反应器如例如用于产生丙烯腈的反应器的流出物。反应器流出物通常包括丙烯腈、氨和HCN。
[0016]该工艺包括将硫酸传输至骤冷塔以提供具有约10重量百分数或更少聚合物的骤冷塔底物流，在另一方面中，8重量百分数或更少聚合物，在另一方面中，约5重量百分数或更少聚合物，和在另一方面中，约2重量百分数或更少聚合物。如本文所用，聚合物指重质有机材料和少量轻质有机物的混合物。重质有机材料可包括不同高沸点有机化合物的混合物，所述有机化合物具有高度腈取代且还含有一些氧化烃基。
[0017]在一方面中，式y =-Mlx+Cl(其中y为硫酸铵的重量百分数，x为聚合物的重量百分数，Ml为4.6或更少且Cl为45或更少)限定了骤冷塔底物流中硫酸铵的量和聚合物的量。在相关方面中，Ml为1.5或更少且Cl为30或更少。在一方面中，该工艺提供了具有约10至约25重量百分数的硫酸铵和小于约5重量百分数的聚合物的骤冷塔底物流，在另一方面中，约15至约21重量百分数的硫酸铵和小于约5重量百分数的聚合物。该骤冷塔底物流具有约4.5至约6.0的pH。
[0018]在另一方面中，该工艺可包括将骤冷塔底物流传输至硫酸盐浓缩器。该硫酸盐浓缩器提供了具有约35重量百分数或更多硫酸铵浓度的浓缩底物流。在该方面中，该工艺包括将骤冷塔流以约200至约900kg骤冷底物流/每公吨所产生丙烯腈/小时的流速传输至硫酸盐浓缩器，在另一方面中，流速为约240至约860kg骤冷底物流/每公吨所产生的丙烯腈/小时，在另一方面中，流速为约300至约800kg骤冷底物流/每公吨所产生的丙烯腈/小时，和在另一方面中，流速为约500至约600kg骤冷底物流/每公吨所产生的丙烯腈/小时。该硫酸盐浓缩器具有约0.15至约0.5kff/kg骤冷底物流(送至硫酸盐浓缩器)的热负荷，在另一方面中，约0.15至约0.3kW/kg，和在另一方面中，约0.15至约0.2。该来自硫酸盐浓缩器的浓缩底物流可传输至硫再生单元以产生至少一种硫产物，形成浓缩的骤冷塔底物流。
[0019]骤冷塔操作
[0020]在一方面中，一种用于操作骤冷塔的工艺包括将反应器流出物传输至骤冷塔并使反应器流出物与含有聚合物的水在流出物提取区中接触以提供提取的流出物流。该工艺还包括使提取的流出物流与硫酸在酸接触区中接触并移除第一流以提供具有约10重量百分数或更少聚合物的第一骤冷塔流。
[0021]在一方面中，式y =-Mlx+Cl(其中y为硫酸铵的重量百分数，x为聚合物的重量百分数，Ml为4.6或更少且Cl为45或更少)限定了第一流中硫酸铵的量和聚合物的量。在相关方面中，Ml为1.5或更少且Cl为30或更少。
[0022]在另一方面中，该工艺包括移除第二流以提供具有多于约10重量百分数的聚合物和小于约5重量百分数的硫酸铵的第二骤冷塔流。
[0023]在一方面中，该工艺包括提供来自蒸发器系统的水的至少一部分。蒸发器系统的实例包括多级蒸发器，如四级蒸发器。水可包括聚合物。
[0024]