CN105367447B - 提高丙烯腈吸收效率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及提高丙烯腈吸收率的方法，主要解决现有技术中存在吸收水量消耗大，吸收液中丙烯腈浓度低的问题。通过采用含丙烯腈等的气相原料物流和液相原料物流分别进入第一吸收塔的底部和中部，在塔顶分离出塔顶气相物流III，在第一吸收塔塔釜排出吸收液V；塔顶气相物流III进入第二吸收塔底部，在第二吸收塔经贫水吸收和经冷量回收后塔顶外排气相轻组分VIII；第二吸收塔塔釜液返回至第一吸收塔塔顶；且分别从第一吸收塔顶部和第二吸收塔顶部输入贫水的技术方案，较好地解决了该问题，可用于丙烯氨氧化制丙烯腈工业生产中。

Description

提高丙烯腈吸收效率的方法
技术领域
本发明涉及丙烯腈生产工艺中的丙烯腈的吸收方法。
背景技术
丙烯腈是一种重要的有机化工基本原料，主要用来生产腈纶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)、聚丙烯腈、丙烯酰胺、丁腈橡胶等化工产品，其副产乙腈是优良溶剂和有机合成中间体，副产氢氰酸可就近制成***，或制成丙酮氰醇，用作合成甲基丙烯酸的原料。丙烯腈生产工艺经历氰乙醇法和乙炔法。目前，国内外生产方法主要丙烯氨化氧化法。该工艺中，原料气丙烯、氨、空气以一定比例从底部通入流化床反应器进行反应，反应热用软水循环回收，发生高压蒸汽，反应后气体经急冷、吸收、精馏等可得到高纯度丙烯腈。
丙烯腈吸收单元是丙烯腈生产中的主要工艺过程。由于丙烯氨氧化反应是一个体积放大反应，降低反应压力有利于丙烯腈主反应的进行，可以提高丙烯腊的单程收率，为此要求丙烯腈吸收塔塔具有压降低的特点。同时，要防止吸收水中聚合物的凝聚堵塔。专利CN1055917C披露了一种具有压降低、生产能力大，同时能防堵的丙烯腈吸收塔。文献US363607介绍了降低丙烯腈产品中甲基丙烯腈含量的工艺。该工艺中，从丙烯腈重组分气提塔塔釜引一部分物流返回吸收塔中部位置，将气提塔塔釜富集的甲基丙烯腈在吸收塔中部分汽化，从吸收塔塔顶放空，从而减少丙烯腈产品中甲基丙烯腈的含量。文献US363608介绍了另一种降低丙烯腈产品中甲基丙烯腈含量的工艺。文献CN1153760C公开了一种丙烯腈生产工艺，其改进之处是吸收塔采用喷嘴提供第二吸收水。
现有文献或报道中，较少涉及丙烯腈的吸收工艺问题，特别是在保证吸收尾气中含氰化合物含量达标的前提下，如何提高吸收液丙烯腈浓度、降低吸收水量的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是以往文献中存在吸收液中丙烯腈浓度低、吸收水量大的题，提供一种新的丙烯腈的吸收方法。在保证吸收尾气中含氰化合物含量达标的前提下，该方法具有吸收液中丙烯腈浓度高、吸收水量小的的优点。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：提高丙烯腈吸收率的方法，包括如下步骤：
含丙烯腈、乙腈、氢氰酸和水的气相原料物流和液相原料物流分别进入第一吸收塔的底部和中部，在塔顶分离出含丙烯腈、乙腈、氢氰酸和水的塔顶气相物流III，在第一吸收塔塔釜排出含丙烯腈、乙腈、氢氰酸和水的吸收液V；
塔顶气相物流III进入第二吸收塔底部，在第二吸收塔经贫水吸收和经冷量回收后塔顶外排气相轻组分VIII和第二吸收塔塔釜液；第二吸收塔塔釜液返回至第一吸收塔塔顶；且分别从第一吸收塔顶部和第二吸收塔顶部输入贫水。
上述技术方案中，第一吸收塔的操作温度优选为3.0～40.0℃。
上述技术方案中，第一吸收塔的操作压力优选范围为0.02～0.08MPa。
上述技术方案中，第一吸收塔的理论塔板数优选为5～30。
上述技术方案中，第一吸收塔处液相原料进料位置优选范围在2～28理论塔板处。
上述技术方案中，第二吸收塔的操作温度优选范围为2.0～30.0℃。
上述技术方案中，第二吸收塔的操作压力优选范围为0.01～0.07MPa。
上述技术方案中，第二吸收塔的理论塔板数优选范围为7～35。
上述技术方案中，第一吸收塔和第二吸收塔独立优选自填料塔、板式塔或空塔，更优选填料塔。
上述技术方案中，经第一吸收塔顶部输入的贫水与经第二吸收塔顶部输入的贫水的重量之比优选为0.1～0.8。
上述技术方案中，经第一吸收塔顶部和第二吸收塔顶部输入的贫水的总重量与进入第一吸收塔的气相原料物流重量比优选为1.5～3.0。
本发明申请文件中的压力均指表压。
本发明中由于采用双塔吸收工艺吸收丙烯腈急冷气体中的丙烯腈、乙腈、氢氰酸，在保证吸收尾气中含氰化合物含量达标的前提下，贫水(吸收水)量有所降低，吸收液中丙烯腈浓度得到提高，从而使吸收液后续的分离精制的能耗有所降低。经试验证明采用本发明的技术方案，液汽重量比降低至1.95，吸收液丙烯腈浓度提高至6.10％wt，取得了较好的技术效果。
附图说明
图1为本发明丙烯腈的吸收效率的流程示意图。
图2为工业用丙烯腈吸收塔示意图。
图1中，1为来自后冷却器的气相原料物流，2为来自后冷却器的液相原料物流，3为第一吸收塔的塔顶气相物流III，4为第一吸收塔的塔顶进料，5为第一吸收塔吸收液V，6为第二吸收塔塔釜液，7为输入第二吸收塔塔顶的贫水，8为外排气相轻组分VIII，1a为第一吸收塔，2a为第二吸收塔塔釜采出泵，3a为第二吸收塔；9为输入第一吸收塔顶部的贫水。
图1的工艺流程如下：
在丙烯氨氧化制丙烯腈生产工艺中，除氨急冷后的气体经后冷器冷却后分成气相原料物流和液相原料物流，气相原料物流中除含有丙烯腈、乙腈、氢氰酸以及少量的有机物外，还含有大量的二氧化碳，氮气、水蒸汽等轻组分，温度一般为20～45℃，进入本发明的第一吸收塔的底部，液相原料物流是水溶液，与气相原料物流含有相同温度，经冷却至10℃左右进入第一吸收塔的中部。从后续精制单元来的贫水(大部分为水，含有少量有机杂质)经换热调温后(其温度一般为2～7℃)，分为两股物流，第一物流作为吸收水进入第二吸收塔塔顶，在第二吸收塔内与上升的吸收尾气逆流接触，吸收后的尾气(主要成分为二氧化碳、氮气、水蒸汽等)外排进行后续处理，第二吸收塔吸收下来的丙烯腈、乙腈、氢氨酸等有机物水溶液经泵压，与第二物流贫水一起送至第一吸收塔的顶部，在第一吸收塔内与上升的气相逆流接触，吸收后的气相物流进入第二吸收塔的底部，第一吸收塔吸收下来的丙烯腈、乙腈、氢氨酸等吸收液(富水)进入后续的精制单元。
图2中，1为来自后冷却器的气相物流，2为来自后冷却器的液相物流，7为吸收塔吸收水(贫水)，8为外排气相轻组分，1a为吸收塔。
下面通过实施例对本发明作进一步阐述。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，本发明进一步用以下具体实施例进行说明，但本发明绝非限于这些例子。
【实施例1】
按图1的流程示意图，来自后冷器的气相和液相两股物流，分别进入第一吸收塔的底部和中部，贫水进入第一、第二吸收塔的顶部。气相各组分流量为：丙烯腈5986.5千克/小时，乙腈165.1千克/小时，氢氰酸594.7千克/小时，水1401.6千克/小时，丙烯醛15.4千克/小时，一氧化碳360.9千克/小时，二氧化碳1214.5千克/小时，氧气705.1千克/小时，氮气32477.7千克/小时，丙烷103.3千克/小时，丙烯248.9千克/小时。液相各组分流量为：丙烯腈422.7千克/小时，乙腈42.4千克/小时，氢氰酸46.4千克/小时，水12275.5千克/小时，丙烯醛1.6千克/小时。第一、第二吸收塔贫水分别为8425.1千克/小时、75825.5千克/小时。第一吸收塔塔顶气相流量为35281.4千克/小时，其中丙烯腈、乙腈、氢氰酸流量各为1.7千克/小时、0.0001千克/小时、9.5千克/小时，进入第二吸收塔底部。第一吸收塔的塔顶温度为4.8℃，压力为0.029MPa，塔釜温度为31.0℃，进料位置在中部。
第二吸收塔的塔顶温度为4.6℃，压力为0.014MPa，塔釜温度为4.5℃。经吸收后，塔顶吸收尾气外排，流量为35284.7千克/小时，其中含丙烯腈、乙腈、氢氰酸合计浓度为0.66ppm。第二吸收塔塔釜液流量为75822.2千克/小时进入第一吸收塔顶部。
贫水与进入第一吸收塔的气相原料物流重量比为1.95，吸收液丙烯腈浓度为6.10％wt。
【实施例2】
同实施例1，只改变第一、第二吸收塔贫水比例，流量分别为10952.6千克/小时、73298.0千克/小时，其它同实施例1。第一吸收塔塔顶气相流量为35281.0千克/小时，其中丙烯腈、乙腈、氢氰酸流量各为1.7千克/小时、0.0001千克/小时、9.5千克/小时，进入第二吸收塔底部。第一吸收塔的塔顶温度为4.7℃，压力为0.029MPa，塔釜温度为31.0℃，进料位置在中部。
第二吸收塔的塔顶温度为4.6℃，压力为0.014MPa，塔釜温度为4.5℃。经吸收后，塔顶吸收尾气外排，流量为35284.7千克/小时，其中含丙烯腈、乙腈、氢氰酸合计浓度为0.95ppm。第二吸收塔塔釜液流量为73294.4千克/小时进入第一吸收塔顶部。
贫水与进入第一吸收塔的气相原料物流重量比为1.95，吸收液丙烯腈浓度为6.1％wt。
【实施例3】
同实施例1，只改变液气比，第一、第二吸收塔贫水分别为8925.1千克/小时、80325.5千克/小时。其它同实施例1。第一吸收塔塔顶气相流量为35276.4千克/小时，其中丙烯腈、乙腈、氢氰酸流量各为1.1千克/小时、微量、5.5千克/小时，进入第二吸收塔底部。第一吸收塔的塔顶温度为4.7℃，压力为0.029MPa，塔釜温度为29.7℃，进料位置在中部。
第二吸收塔的塔顶温度为4.6℃，压力为0.014MPa，塔釜温度为4.5℃。经吸收后，塔顶吸收尾气外排，流量为35284.3千克/小时，其中含丙烯腈、乙腈、氢氰酸合计浓度为0.41ppm。第二吸收塔塔釜液流量为80317.6千克/小时进入第一吸收塔顶部。
贫水与进入第一吸收塔的气相原料物流重量比为2.06，吸收液丙烯腈浓度为5.82％wt。
【比较例】
按图2的流程示意图，来自后冷器的气相和液相两股物流，分别进入吸收塔的底部和中下部，贫水进入吸收塔的顶部。气相各组分流量为：丙烯腈5986.5千克/小时，乙腈165.1千克/小时，氢氰酸594.7千克/小时，水1401.6千克/小时，丙烯醛15.4千克/小时，一氧化碳360.9千克/小时，二氧化碳1214.5千克/小时，氧气705.1千克/小时，氮气32477.7千克/小时，丙烷103.3千克/小时，丙烯248.9千克/小时。液相各组分流量为：丙烯腈422.7千克/小时，乙腈42.4千克/小时，氢氰酸46.4千克/小时，水12275.5千克/小时，丙烯醛1.6千克/小时。贫水为79250.6千克/小时。
吸收塔的塔顶温度为4.6℃，压力为0.014MPa，塔釜温度为27.5℃。经吸收后，塔顶吸收尾气外排，流量为35283.6千克/小时，其中含丙烯腈、乙腈、氢氰酸合计浓度为0.9ppm。
贫水与进入第一吸收塔的气相原料物流重量比为2.29，吸收液丙烯腈浓度为5.34％wt。

Claims (8)

1.提高丙烯腈吸收率的方法，包括如下步骤：
含丙烯腈、乙腈、氢氰酸和水的气相原料物流(1)和液相原料物流(2)分别进入第一吸收塔(1a)的底部和中部，在塔顶分离出含丙烯腈、乙腈、氢氰酸和水的塔顶气相物流III(3)，在第一吸收塔(1a)塔釜排出含丙烯腈、乙腈、氢氰酸和水的吸收液V(5)；
塔顶气相物流III(3)进入第二吸收塔(3a)底部，在第二吸收塔经贫水(7)吸收和经冷量回收后塔顶外排气相轻组分VIII(8)；第二吸收塔塔釜液(6)返回至第一吸收塔塔顶；其特征是分别经第一吸收塔顶部和第二吸收塔顶部输入贫水；经第一吸收塔顶部和第二吸收塔顶部输入的贫水的总重量与进入第一吸收塔的气相原料物流重量比为1.5～3.0，经第一吸收塔顶部输入的贫水与经第二吸收塔顶部输入的贫水的重量之比为0.1～0.8。
2.根据权利要求1所述丙烯腈的吸收方法，其特征在于第一吸收塔的操作温度为3.0～40.0℃。
3.根据权利要求2所述丙烯腈的吸收方法，其特征在于第一吸收塔的操作压力为0.02～0.08MPa。
4.根据权利要求2所述丙烯腈的吸收方法，其特征在于第一吸收塔的理论塔板数为5～30。
5.根据权利要求4所述丙烯腈的吸收方法，其特征在于第一吸收塔处液相原料进料位置在2～28理论塔板处。
6.根据权利要求1所述丙烯腈的吸收方法，其特征在于第二吸收塔的操作温度为2.0～30.0℃。
7.根据权利要求6所述丙烯腈的吸收方法，其特征在于第二吸收塔的操作压力为0.01～0.07MPa。
8.根据权利要求6所述丙烯腈的吸收方法，其特征在于第二吸收塔的理论塔板数为7～35。
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