ES2951078T3 - Sistema de evaporación para una corriente de proceso - Google Patents

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ES2951078T3 ES15760075T ES15760075T ES2951078T3 ES 2951078 T3 ES2951078 T3 ES 2951078T3 ES 15760075 T ES15760075 T ES 15760075T ES 15760075 T ES15760075 T ES 15760075T ES 2951078 T3 ES2951078 T3 ES 2951078T3
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Jay Robert Couch
David Rudolph Wagner
Paul Trigg Wachtendorf
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Abstract

Un proceso y sistema para eliminar impurezas orgánicas pesadas de una corriente de proceso incluye proporcionar una corriente de proceso que tiene agua y aproximadamente 0,5 a aproximadamente 1,5 por ciento en peso de impurezas orgánicas pesadas. El proceso incluye separar agua de las impurezas orgánicas pesadas en un sistema evaporador que tiene una o más etapas de evaporación para proporcionar un condensado acuoso y un residuo líquido. El condensado acuoso tiene aproximadamente 0,1 por ciento en peso o menos de impurezas orgánicas pesadas y el residuo líquido tiene aproximadamente de 3 a aproximadamente 10 por ciento en peso de impurezas orgánicas pesadas. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de evaporación para una corriente de proceso
Campo de la invención
La invención se define mediante las reivindicaciones adjuntas. Las partes del proceso descrito no abarcadas en la redacción de las reivindicaciones se consideran útiles para comprender la invención. Se proporciona un proceso para eliminar impurezas orgánicas pesadas de una corriente de proceso. Más específicamente, el proceso incluye proporcionar una corriente de proceso y separar agua de los compuestos orgánicos pesados de la corriente de proceso en un sistema evaporador. El sistema evaporador es eficaz para proporcionar un condensado acuoso y un residuo líquido.
Antecedentes
Se conocen diversos procesos y sistemas para la fabricación de acrilonitrilo y metacrilonitrilo; véase, por ejemplo, la patente US-6.107.509. Típicamente, la recuperación y purificación de acrilonitrilo/metacrilonitrilo producido por la reacción directa de un hidrocarburo seleccionado del grupo que consiste en propano, propileno o isobutileno, amoníaco y oxígeno en presencia de un catalizador se ha logrado al enviar el efluente del reactor que contiene acrilonitrilo/metacrilonitrilo a una primera columna (enfriamiento) donde el efluente del reactor se enfría con una primera corriente acuosa, enviar el efluente refrigerado que contiene acrilonitrilo/metacrilonitrilo a una segunda columna (absorbedor) donde el efluente refrigerado se pone en contacto con una segunda corriente acuosa para absorber el acrilonitrilo/metacrilonitrilo en la segunda corriente acuosa, enviar la segunda corriente acuosa que contiene el acrilonitrilo/metacrilonitrilo de la segunda corriente acuosa a una primera columna de destilación (columna de recuperación) para separar el acrilonitrilo/metacrilonitrilo bruto de la segunda columna de acuosa y enviar el acrilonitrilo/metacrilonitrilo separado a una segunda columna de destilación (columna de cabecera) para eliminar al menos algunas impurezas del acrilonitrilo/metacrilonitrilo bruto y enviar el acrilonitrilo/metacrilonitrilo parcialmente purificado a una tercera columna de destilación (columna de producto) para obtener el producto de acrilonitrilo/metacrilonitrilo. Las patentes US- 4.234.510; Us -3.885.928; US-3.352.764; US-3.198.750 y Us -3.044.966 son ilustrativas de los procesos de recuperación y purificación típicos del acrilonitrilo y metacrilonitrilo.
Un proceso para la recuperación de nitrilos olefínicos se describe en la patente US-4.334.965. Como se describe en la patente US- 4.334.965, se usa un evaporador multietapa para eliminar el agua de las colas de las torres de extractor o de destilación extractivarecirculadas como líquido de enfriamiento a la torre de enfriamiento de un sistema de purificación y recuperación de acrilonitrilo. Este proceso da como resultado una disminución significativa en la cantidad de colas de la torre de enfriamiento de residuos producidos por el sistema. El uso de un evaporador multiefecto representa un ahorro de energía significativo en comparación con otras técnicas para disminuir el contenido de agua de la corriente de recirculación. La patente US-4.334.965 describe que mediante un evaporador multiefecto, el 50 % o más del líquido de la corriente recirculada puede retirarse de la misma dejando una corriente de recirculación concentrada que sirve como líquido de enfriamiento de la misma manera que se muestra en la patente US-4.166.008. La patente US-4.334.965 describe que, como los evaporadores multiefecto son tan eficientes energéticamente, sin embargo, los costes generales de energía de esta técnica son mucho más bajos que la técnica descrita en la patente US-4.166.008.
Aunque la fabricación de acrilonitrilo/metacrilonitrilo se ha practicado comercialmente durante años, sigue habiendo campos en los que la mejora supondría un beneficio sustancial. Uno de esos campos de mejora sería una operación de evaporador más eficiente para las colas de la columna de recuperación.
Sumario
En consecuencia, un aspecto de la descripción es proporcionar un proceso y un aparato seguro, eficaz y rentable que supere o reduzca las desventajas de los procesos convencionales.
Un proceso para eliminar impurezas orgánicas pesadas de una corriente de proceso incluye proporcionar una corriente de proceso que contenga agua y de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 1,5 por ciento en peso de impurezas orgánicas pesadas. El proceso incluye separar el agua de las impurezas orgánicas pesadas en un sistema evaporador que tenga una o más etapas de evaporación para proporcionar un condensado acuoso y un residuo líquido. El condensado acuoso tiene aproximadamente 0,1 por ciento en peso o menos de impurezas orgánicas pesadas y el residuo líquido tiene de aproximadamente 3 a aproximadamente 10 por ciento en peso de impurezas orgánicas pesadas.
Un proceso para proporcionar un residuo líquido a una corriente de proceso de amoxidación incluye proporcionar una corriente de proceso que incluya agua e impurezas orgánicas pesadas; separar el agua de las impurezas orgánicas pesadas en un sistema evaporador que tenga una o más etapas de evaporación para proporcionar un condensado acuoso y un residuo líquido; y poner en contacto el residuo líquido con un efluente del reactor en una columna de enfriamiento para proporcionar sulfato de amonio. Una cantidad de sulfato de amonio y una cantidad de polímero se definen mediante la fórmula y = -M1x C1 donde y es un % en peso de sulfato de amonio, x es un % en peso de polímero, M1 es 4,6 o menos y C1 es 45 o menos.
Un sistema evaporador incluye una o más etapas de evaporación, en donde una primera etapa de evaporación está configurada para recibir una corriente de proceso desde una columna de destilación, estando la una o más etapas de evaporación configuradas para proporcionar un condensado acuoso y un residuo líquido; y una columna de enfriamiento y/o un extractor de productos orgánicos ligeros configurado para recibir condensado acuoso.
Un proceso de evaporación incluye enviar una corriente de proceso desde una columna de destilación a un sistema evaporador, incluyendo el sistema evaporador una o más etapas de evaporación, en donde una primera etapa de evaporación está configurada para recibir la corriente de proceso desde la columna de destilación, proporcionando un condensado acuoso y un residuo líquido procedentes de la una o más etapas de evaporación; y enviar un condensado acuoso a una columna de enfriamiento y/o un extractor de productos orgánicos ligeros.
Los aspectos anteriores y otros aspectos, características y ventajas de la presente descripción serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de las realizaciones ilustradas de la misma que se deben leer junto con las figuras adjuntas.
Breve descripción de las figuras
Se puede obtener una comprensión más completa de las realizaciones ilustrativas de la presente descripción y de las ventajas de la misma haciendo referencia a la siguiente descripción teniendo en cuenta las figuras adjuntas, en las que números de referencia similares indican características similares y en donde:
La Fig. 1 es un diagrama de flujo esquemático de un proceso para la fabricación de productos de acrilonitrilo (no forma parte de la invención).
La Figura 2 es un diagrama de flujo esquemático de un proceso alternativo para la fabricación de productos de acrilonitrilo.
Descripción detallada
Proceso de amoxidación
En un aspecto, se proporciona una corriente de proceso procedente de un proceso de reacción de amoxidación. Un ejemplo de un proceso de este tipo se describe en la patente US-4.334.965.
La Figura 1 es una representación esquemática global de diversos aspectos (no forma parte de la invención). Con referencia a la Fig. 1, el efluente gaseoso del reactor en el conducto 100 que comprende acrilonitrilo, HCN, acetonitrilo, vapor de agua e impurezas se puede pasar primero a una columna 102 de enfriamiento. El gas puede ponerse en contacto con líquido de enfriamiento en la columna 102 de enfriamiento. Puede retirarse una corriente de cola que contiene agua e impurezas a través del conducto 106 y enviarse al tratamiento de residuos.
Los gases de efluente del reactor refrigerados pueden dejar el sistema de enfriamiento rápido a través de la línea 108 y pasar al posenfriador inactivador 107. El posenfriador inactivador 107 es eficaz para enfriar el efluente de enfriamiento a menos de aproximadamente 50 °C. El efluente de enfriamiento refrigerado se alimenta a través de la línea 109 al absorbedor 110. El agua de lavado puede entrar en el absorbedor 110 por la línea superior 112. Los gases no condensables pueden retirarse del absorbedor a través de la línea 114. Una solución acuosa que contiene agua, acrilonitrilo, acetonitrilo e impurezas puede retirarse como una corriente de colas a través de la línea 116 y pasar a la columna 182 de destilación extractiva.
Se puede introducir agua disolvente por la parte superior de la columna 182 de destilación extractiva a través de la línea 184 para realizar una destilación extractiva. El acrilonitrilo y el HCN pueden eliminarse como vapor de cabeza a través de la línea 186 y enviarse a una purificación adicional (no mostrada). Una corriente que contiene acetonitrilo y agua puede retirarse a través de la línea 188 y pasar al extractor 190. Se puede añadir calor al extractor 190 para eliminar el acetonitrilo en forma de vapor de cabeza a través de la línea 192. La corriente de colas que contiene agua, compuestos orgánicos pesados y otras impurezas se puede retirar de la columna 182 de destilación extractiva a través de la línea 196. Una corriente de líquido que contiene principalmente agua puede retirarse de la mitad inferior del extractor 190 a través de la línea 194 y usarse como agua disolvente a enviar a la columna 182 de destilación extractiva.
Sistema evaporador
Según un aspecto, las colas de la columna de extracción en la línea 196, que también pueden denominarse corriente de proceso, pueden someterse a evaporación en un sistema evaporador. En este aspecto, las colas de la columna de destilación extractiva en la línea 196 que pueden entrar en el intercambiador 136 de calor comprenden agua, polímero, amoniaco y acrilonitrilo. Como se utiliza en la presente memoria, “impurezas orgánicas pesadas” se refiere al polímero. Como se utiliza en la presente memoria, el polímero se refiere a una mezcla de material orgánico pesado y una pequeña cantidad de compuestos orgánicos ligeros. El material orgánico pesado puede incluir una mezcla de diferentes compuestos orgánicos de alto punto de ebullición que tienen un alto grado de sustitución de nitrilo y que también contienen algunos grupos de hidrocarburos oxigenados. En este aspecto, la corriente de proceso incluye de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 1,5 por ciento en peso de impurezas orgánicas pesadas y, en otro aspecto, de aproximadamente 0,75 a aproximadamente 1,25 por ciento en peso.
En este aspecto, el sistema evaporador puede incluir una o más etapas de evaporación eficaces para proporcionar un condensado acuoso y un residuo líquido. Por ejemplo, el sistema evaporador puede incluir de 1 a aproximadamente 6 etapas de evaporación; en otro aspecto, de 2 a aproximadamente 6 etapas de evaporación; en otro aspecto, de 2 a aproximadamente 5 etapas de evaporación; en otro aspecto, de 2 a aproximadamente 4 etapas de evaporación y, en otro aspecto, de 2 a aproximadamente 3 etapas de evaporación.
En un aspecto ilustrado en la Figura 1, un sistema evaporador incluye intercambiadores 136, 138 y 142 de calor de carcasa y tubo dispuestos en serie. Como se utiliza en la presente memoria, una “etapa de evaporación” se refiere a un único intercambiador de calor. En cada intercambiador de calor, el líquido en el lado de los tubos del intercambiador se evapora parcialmente produciendo un efluente en forma de vapor y un efluente líquido. El efluente líquido se alimenta al lado de los tubos del siguiente intercambiador de calor de la serie mientras que el efluente en forma de vapor se alimenta al lado de la carcasa del mismo intercambiador de calor, produciendo una evaporación parcial adicional del líquido. Esta técnica continúa durante tantas etapas como sea necesario para eliminar la cantidad deseada de agua de las colas del extractor. En cada etapa, el condensado producido cuando el vapor que proporciona calor se condensa mediante el intercambio de calor se recupera y se recircula para su reutilización o se somete a purificación química o biológica.
La corriente de cola que contiene agua, compuestos orgánicos pesados y otras impurezas se puede retirar de la columna 182 de destilación extractiva a través de la línea 196 y pasar al lado de los tubos del primer intercambiador 136 de calor, mientras que el vapor de baja presión pasa al lado de la carcasa de este intercambiador de calor. En un aspecto, un flujo continuo en el lado de los tubos del intercambiador de calor es de aproximadamente 1 a aproximadamente 3 metros/segundo y, en otro aspecto, de aproximadamente 1,5 a aproximadamente 2,5 metros/segundo. El intercambio de calor en el mismo hace que el vapor a baja presión se condense y que las colas de la columna de destilación extractiva se evaporen parcialmente. El condensado puede retirarse del primer intercambiador 136 de calor para su reutilización a través de la línea 146.
El calentamiento de las colas de la columna de destilación extractiva en el primer intercambiador 136 de calor produce una separación parcial de las mismas en fases de vapor y líquido. En aspectos en los que se usa más de un intercambiador de calor, la fase líquida se retira a través de la línea 148 y se transfiere al lado de los tubos del segundo intercambiador 138 de calor, siendo circulada una porción del líquido retirado a través de la línea 150 hasta la parte inferior del lado de los tubos del primer intercambiador 136 de calor. El vapor producido en el primer intercambiador 136 de calor se retira y se envía a través de la línea 152 al lado de la carcasa del segundo intercambiador 138 de calor. El intercambio de calor en el intercambiador 138 de calor produce la condensación del vapor en el lado de la carcasa y la evaporación parcial del líquido en el lado de los tubos, produciendo así líquido en fase de vapor en el segundo intercambiador 138 de calor. El condensado producido en el lado de la carcasa del segundo intercambiador 138 de calor se descarga a través de la línea 154. Este condensado tiene una concentración relativamente baja de compuestos orgánicos pesados tales como polímero y similares.
En aspectos, cuando se usan más de dos intercambiadores de calor, la fase líquida que permanece en el lado de los tubos del segundo intercambiador 138 de calor se envía a través de la línea 156 al lado de los tubos del tercer intercambiador 142 de calor, recirculándose una porción del líquido a través de la línea 158 hasta el lado de los tubos del segundo intercambiador 138 de calor. El vapor producido en el lado de los tubos del segundo intercambiador 138 de calor se envía a través de la línea 160 al lado de la carcasa del tercer intercambiador 142 de calor. Nuevamente, el intercambio de calor en el tercer intercambiador 142 de calor provoca la condensación del vapor en el lado de la carcasa para formar un condensado que se retira a través de la línea 176 y se transporta de la misma manera que el condensado del segundo intercambiador 138 de calor.
El vapor producido en el lado de los tubos del tercer intercambiador 142 de calor se retira a través de la línea 170, se condensa en el condensador 172 y se recupera en un depósito de agua de servicio y/o se combina con el condensado de las líneas 146, 154, 162 y/o 176. El condensado procedente del lado de la carcasa del intercambiador 142 de calor también puede enviarse al depósito de agua de servicio a través de la línea 176, por ejemplo, donde se combina y proporciona como 135. El líquido recuperado del lado de los tubos del tercer intercambiador 142 de calor puede retirarse a través de la línea 178 y recircularse a través de la línea 180 al lado de los tubos del tercer intercambiador de calor. Los condensados acuosos pueden tener una pureza tan alta que se pueden usar como agua limpia convencional tal como, por ejemplo, para el lavado de diversos equipos de proceso, como retorno a la columna de enfriamiento (por ejemplo, en la primera etapa de la columna de enfriamiento) y/o al extractor de productos orgánicos ligeros. En este aspecto, el condensado acuoso tiene aproximadamente 0,1 por ciento en peso o menos de impurezas orgánicas pesadas; en otro aspecto, aproximadamente 0,075 de impurezas orgánicas pesadas; en otro aspecto, aproximadamente 0,05 de impurezas orgánicas pesadas y, en otro aspecto, aproximadamente 0,025 de impurezas orgánicas pesadas.
En otro aspecto, el residuo líquido tiene de aproximadamente 3 a aproximadamente 10 por ciento en peso de impurezas orgánicas pesadas; en otro aspecto, de aproximadamente 4 a aproximadamente 8 por ciento en peso de impurezas orgánicas pesadas y, en otro aspecto, de aproximadamente 5 a aproximadamente 7 por ciento en peso de impurezas orgánicas pesadas. Como se muestra en la Figura 1, el residuo líquido puede enviarse a un incinerador de aguas residuales (Waste Water Incinerator - WWI) (no forma parte de la invención). Como se muestra en la Figura 2, el residuo líquido puede enviarse a través de la línea 179 a una parte inferior de una torre 102 de enfriamiento.
En un aspecto, los condensados acuosos producidos en el segundo y tercer intercambiadores de calor contienen cantidades extremadamente pequeñas de compuestos orgánicos pesados. Por lo tanto, pueden procesarse directamente mediante tratamiento biológico o químico convencional para producir agua ambientalmente aceptable. Además, tanto el condensado producido en el cuarto intercambiador de calor como el condensado producido por el condensador son suficientemente puros para usarse en diversos objetivos del proceso tales como agua de lavado sin tratamiento adicional. El condensado producido por el primer intercambiador de calor, dado que no entra en contacto con ningún otro flujo de proceso, es altamente puro.
Porcentaje de evaporación
En un aspecto, la evaporación más alta puede ser beneficiosa porque el condensado del evaporador puede reutilizarse o desecharse mientras que el residuo líquido de la última etapa del evaporador multietapa puede incinerarse y/o desecharse de otro modo.
En un aspecto, el porcentaje de evaporación de las colas de la columna de destilación extractiva puede ser superior a aproximadamente 55 % a aproximadamente 85 %. En un aspecto, el porcentaje de evaporación de las colas de la columna de destilación extractiva puede ser mayor de aproximadamente el 60 %. En un aspecto, el porcentaje de evaporación de los colas de la columna de destilación extractiva puede ser superior a aproximadamente 60 % a aproximadamente 85 %. En un aspecto, el porcentaje de evaporación de las colas de la columna de destilación extractiva puede estar en el intervalo de aproximadamente 73 % a aproximadamente 75 %.
Al ejecutar un proceso de evaporación de cuatro (4) etapas con aproximadamente un 55 a aproximadamente un 60 %, en un aspecto, un porcentaje de vaporización de aproximadamente el 57 %, el porcentaje de polímero líquido en las colas del evaporador que sale del cuarto y último intercambiador 142 de calor puede ser de aproximadamente el 2,2 % en peso.
Al ejecutar un proceso de evaporación de cuatro (4) etapas con aproximadamente un 60-65 %, en un aspecto, un porcentaje de vaporización de aproximadamente el 63 %, el porcentaje de polímero líquido en las colas del evaporador que sale del cuarto y último intercambiador 142 de calor puede ser de aproximadamente el 3 % en peso.
Al ejecutar un proceso de evaporación de cuatro (4) etapas con aproximadamente un 80-85 %, en un aspecto un porcentaje de vaporización de aproximadamente el 83 %, el porcentaje de polímero líquido en las colas del evaporador que sale del cuarto y último intercambiador 142 de calor puede ser de aproximadamente el 6 % en peso.
Al ejecutar un proceso de evaporación de cuatro (4) etapas con aproximadamente un 73-75 %, en un aspecto un porcentaje de vaporización de aproximadamente el 74 %, el porcentaje de polímero líquido en las colas del evaporador que sale del cuarto y último intercambiador 142 de calor puede ser de aproximadamente el 5,5 % en peso.
En un aspecto, cada etapa evaporativa proporciona una tasa de evaporación de aproximadamente 15 a aproximadamente 25 %.
En un aspecto, el porcentaje de condensado del evaporador dividido por el porcentaje de alimentación puede ser el porcentaje de evaporación de las colas de la columna 182 de destilación extractiva. En un aspecto, el porcentaje de evaporación es de aproximadamente 55 a aproximadamente 60 % y, en otro aspecto, aproximadamente 57 %. La cantidad de polímero en el residuo líquido es de aproximadamente 2,2 % en peso. En un aspecto, la relación entre el porcentaje de evaporación porcentual y el porcentaje en peso de polímero es de aproximadamente 55-60:2,2.
En otro aspecto, la cantidad de polímero en el residuo líquido es de aproximadamente 3 % en peso. En un aspecto, la relación entre el porcentaje de evaporación porcentual al porcentaje en peso de polímero es de aproximadamente 60-65:3.
En un aspecto, el porcentaje de evaporación es de aproximadamente 82 a aproximadamente 83 %, y la cantidad de polímero en el residuo líquido es de aproximadamente 6,0 % en peso. El condensado se puede alimentar como alimentación a un extractor de productos orgánicos ligeros LOS (Light Organic Stripper -LOS) (no se muestra) a través de la línea 135 para su posterior procesamiento, o se envía a la columna 102 de enfriamiento como líquido de enfriamiento. En un aspecto, la relación entre el porcentaje de evaporación porcentual y el porcentaje en peso de polímero es de aproximadamente 82-83:6.
En un aspecto, el porcentaje de evaporación es de aproximadamente 73 a aproximadamente 75 % y el polímero en el residuo líquido es de aproximadamente 5,5 % en peso. El condensado se puede alimentar como alimentación a un extractor de productos orgánicos ligeros LOS (no se muestra) a través de la línea 135 para su posterior procesamiento, o se envía a la columna 102 de enfriamiento como líquido de enfriamiento. En un aspecto, la relación entre el porcentaje de evaporación porcentual y el porcentaje en peso de polímero es de aproximadamente 73-75:5,5.
En un aspecto, se ha descubierto que cuando el porcentaje de evaporación es de aproximadamente 74 %, se experimentó sustancialmente menos ensuciamiento que con un porcentaje de evaporación de aproximadamente 83 %, mientras que al mismo tiempo se logró una cantidad relativamente alta de polímero en peso en el residuo líquido, es decir, 5,5 % en peso, frente a 6,0 % en peso con el porcentaje de evaporación de aproximadamente 83 %. Este es un resultado sorprendente, ya que se habría esperado que la cantidad de ensuciamiento estaría relacionada linealmente con el porcentaje en peso de polímero en la corriente de líquido.
Se ha descubierto que cuando el porcentaje de evaporación es superior a aproximadamente el 83 %, puede haber demasiado ensuciamiento (principalmente en el lado de los tubos) en el evaporador de la cuarta etapa o el intercambiador 142 de calor. Se ha descubierto que un porcentaje de evaporación de aproximadamente 73-75 % reduce significativamente la cantidad de ensuciamiento, mientras que al mismo tiempo proporciona una cantidad relativamente alta de polímero en peso en el residuo líquido.
Los expertos en la técnica reconocerán que, según la presente descripción, se pueden realizar muchas modificaciones. Por ejemplo, puede emplearse cualquier número de etapas en el sistema evaporador. Además, aunque se muestra vapor de baja presión en la descripción anterior para suministrar el calor necesario para todas las evaporaciones, puede emplearse cualquier fuente de calor. En una planta de recuperación y purificaciones de acrilonitrilo típica, sin embargo, el vapor a baja presión, que es vapor saturado que tiene una presión de hasta 6,894 bar (100 psig), normalmente aproximadamente 1,379 a 4,137 bar (20 a 60 psig), está fácilmente disponible y se usa preferiblemente. También, la cantidad de agua en la columna de extracción retirada por el evaporador multiefecto puede variar dependiendo principalmente de la economía. Finalmente, también debe apreciarse que el evaporador multiefecto de esta descripción no necesita limitarse a su uso en colas de la columna de extracción como se muestra en la descripción anterior, sino que puede emplearse para concentrar cualquier otra corriente de proceso que se recircule para su uso como líquido de enfriamiento. Por ejemplo, se puede usar un evaporador multiefecto para procesar las colas de la torre de destilación extractiva recirculadas en la línea 156 de la Fig. 2 de la patente US- 4.166.008.
Funcionamiento de la columna de enfriamiento
En un aspecto, un proceso para operar una columna de enfriamiento incluye enviar un efluente del reactor a una columna de enfriamiento y poner en contacto el efluente del reactor con agua que contiene polímero en una zona de extracción del efluente para proporcionar una corriente de efluente extraída. El proceso incluye además poner en contacto la corriente de efluente extraída con ácido sulfúrico en una zona de contacto con ácido y eliminar una primera corriente para proporcionar una primera corriente de la columna de enfriamiento que tiene aproximadamente 10 por ciento en peso o menos de polímero. En un aspecto, el proceso incluye proporcionar al menos una porción del agua desde un sistema evaporador. Como se describe en la presente memoria, el agua puede ser un condensado acuoso (no forma parte de la invención) y/o un residuo líquido.
La Fórmula y = -M1x C1, donde y es un % en peso de sulfato de amonio, x es un % en peso de polímero, M1 es 4,6 o menos y C1 es 45 o menos, define una cantidad de sulfato de amonio y una cantidad de polímero en la corriente de colas de la columna de enfriamiento. En un aspecto relacionado, M1 es 1,5 o menos y C1 es 30 o menos. En un aspecto, el proceso proporciona una corrientes de colas de la columna de enfriamiento que tiene de aproximadamente 10 a aproximadamente 25 % en peso de sulfato de amonio y menos de aproximadamente 5 % en peso de polímero; en otro aspecto, de aproximadamente 15 a aproximadamente 21 % en peso de sulfato de amonio y menos de aproximadamente 5 % en peso de polímero. La corriente de colas de la columna de enfriamiento tiene un pH de aproximadamente 4,5 a aproximadamente 6,0.
En otro aspecto, el proceso incluye eliminar una segunda corriente para proporcionar una segunda corriente de columna de enfriamiento que tiene más de aproximadamente 10 por ciento en peso de polímero y menos de aproximadamente 5 por ciento en peso de sulfato de amonio.
En otro aspecto, al menos una porción de la segunda corriente de columna de enfriamiento se recicla a la zona de extracción del efluente. La corriente de efluente extraída va a contracorriente del ácido sulfúrico. En un aspecto, una primera corriente de columna de enfriamiento se retira por encima de la zona de extracción del efluente. La refrigeración adiabática puede ocurrir en la zona de extracción del efluente.
En un aspecto, un proceso puede comprender controlar la cantidad de agua de reposición enviada a la columna de enfriamiento y/o controlar la cantidad de ácido sulfúrico enviado a la columna de enfriamiento para obtener una concentración de sulfato de amonio en una corriente de colas de la columna de enfriamiento de aproximadamente 10 a aproximadamente 25 % en peso. En un aspecto, el proceso puede comprender detectar el pH de las colas líquidas en las colas de la columna de enfriamiento y controlar el flujo de ácido sulfúrico a la columna de enfriamiento en función del pH detectado de las colas de líquido para obtener una corriente de colas de la columna de enfriamiento que tiene un pH de aproximadamente 4,5-6,0. En un aspecto, el proceso puede comprender determinar la concentración de sulfato de amonio en la corriente de colas de la columna de enfriamiento en función de la velocidad de flujo de ácido sulfúrico enviado a la columna de enfriamiento y la velocidad de flujo de la corriente de colas de la columna de enfriamiento desde o fuera de la columna de enfriamiento. En un aspecto, el proceso puede comprender ajustar la velocidad de flujo de ácido sulfúrico y/o agua de reposición enviada a la columna de enfriamiento en función de la concentración de sulfato de amonio determinada en la etapa de determinación para mantener la concentración de sulfato de amonio en el intervalo de aproximadamente 10 a aproximadamente 25 % en peso. Al aumentar la concentración de sulfato de amonio en la corriente de colas de la columna de enfriamiento de aproximadamente 10 a aproximadamente 25 % en peso del 5-10 % en peso proporcionado en un proceso convencional, se necesita eliminar menos agua de la corriente de colas de columnas de enfriamiento para obtener concentraciones incluso más altas de sulfato de amonio. Se ha descubierto que al aumentar la concentración de sulfato de amonio en la corriente de colas de la columna de enfriamiento de aproximadamente 10 a aproximadamente 25 % en peso, se puede usar un condensador de sulfato para condensar eficazmente la corriente de colas de la columna de enfriamiento hasta aproximadamente 35-40 % en peso.
Aunque en la memoria descriptiva anterior, esta descripción se ha descrito en relación a determinadas realizaciones preferidas de la misma, y se han expuesto muchos detalles con fines ilustrativos, será evidente para los expertos en la técnica que la descripción es susceptible de realizaciones adicionales y que algunos de los detalles descritos en la presente memoria pueden variarse considerablemente. Por ejemplo, las dimensiones, el número, el tamaño y la forma de los diversos componentes pueden alterarse para ajustarse a aplicaciones específicas. Por consiguiente, las realizaciones específicas ilustradas y descritas en la presente memoria tienen solamente fines ilustrativos.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un proceso para proporcionar un residuo líquido a una corriente de proceso de amoxidación, comprendiendo el proceso:
hacer pasar un gas efluente del reactor que comprende acrilonitrilo, HCN, acetonitrilo, vapor de agua e impurezas a una columna (102) de enfriamiento,
poner en contacto el gas efluente del reactor con líquido de enfriamiento en la columna (102) de enfriamiento, para proporcionar:
(a) una corriente de colas de la columna de enfriamiento que contiene agua e impurezas que se retira a través de un conducto (106) y se envía al tratamiento de residuos, y (b) una corriente de gases efluentes del reactor refrigerado;
hacer pasar los gases efluentes del reactor refrigerado a un posenfriador inactivador (107), alimentar el efluente de enfriamiento refrigerado desde el posenfriador inactivador (107) a un absorbedor (110) y alimentar agua de lavado que entra en la parte superior del absorbedor, y retirar del absorbedor (110):
(a) gases no condensables, y
(b) una solución acuosa que contiene agua, acrilonitrilo, acetonitrilo e impurezas que se elimina como una corriente de colas;
hacer pasar la corriente de colas a una columna (182) de destilación extractiva, e introducir agua disolvente en la parte superior de la columna (182) de destilación extractiva para realizar la destilación extractiva, y retirar de la columna (182) de destilación extractiva:
(a) acrilonitrilo y HCN como un vapor de cabeza que se envía a purificación adicional, (b) una corriente que contiene acetonitrilo y agua, y
(c) una corriente de colas que contiene agua, compuestos orgánicos pesados y otras impurezas;
hacer pasar la corriente que contiene acetonitrilo y agua desde la columna (182) de destilación extractiva hasta un extractor (190), al que se añade calor y retirar del extractor (190):
(i) acetonitrilo como un vapor suplementario, y
(ii) una corriente de líquido que contiene principalmente agua desde la mitad inferior del extractor (190);
proporcionar la corriente de colas que contienen agua, compuestos orgánicos pesados y otras impurezas procedente de la columna (182) de destilación extractiva como una corriente (196) de proceso a un sistema evaporador que tiene una o más etapas de evaporación, separar el agua de las impurezas orgánicas pesadas en el sistema evaporador que tiene una o más etapas de evaporación para proporcionar un condensado acuoso y un residuo líquido, y poner en contacto el residuo líquido con el efluente del reactor en la columna (102) de enfriamiento para proporcionar una corriente de cola de las columnas de enfriamiento que comprende sulfato de amonio y polímero;
en donde la cantidad de sulfato de amonio y la cantidad de polímero en la corriente de colas de la columna de enfriamiento se definen mediante la fórmula y = -M1x C1 donde y es un % en peso de sulfato de amonio, x es un % en peso de polímero, M1 es 4,6 y C1 es 45 o menos.
2. El proceso de la reivindicación 1 en donde el condensado acuoso tiene 0,1 por ciento en peso o menos de impurezas orgánicas pesadas y el residuo líquido tiene de 3 a 10 % en peso de impurezas orgánicas pesadas.
3. El proceso de la reivindicación 1 en donde la corriente de proceso incluye de 0,5 a 1,5 por ciento en peso de impurezas orgánicas pesadas, y preferiblemente en donde la corriente de proceso incluye 0,75 a 1,25 por ciento en peso de impurezas orgánicas pesadas.
4. El proceso de la reivindicación 1 en donde las impurezas orgánicas pesadas incluyen materiales poliméricos producidos en un proceso de reacción de amoxidación.
5. El proceso de la reivindicación 1 en donde el sistema evaporador incluye de 1 a 6 etapas de evaporación, preferiblemente en donde el sistema evaporador incluye de 2 a 6 etapas de evaporación, tal como en donde el sistema evaporador incluye de 2 a 5 etapas de evaporación, más preferiblemente en donde el sistema evaporador incluye de 2 a 4 etapas de evaporación, y con máxima preferencia en donde el sistema evaporador incluye de 2 a 3 etapas de evaporación.
6. El proceso de la reivindicación 4 en donde el proceso de reacción de amoxidación es un proceso de acrilonitrilo.
7. El proceso de la reivindicación 1 en donde el condensado acuoso tiene 0,075 por ciento en peso o menos de impurezas orgánicas pesadas, preferiblemente en donde el condensado acuoso tiene 0,05 por ciento en peso o menos de impurezas orgánicas pesadas, y con máxima preferencia en donde el condensado acuoso tiene 0,025 por ciento en peso o menos de impurezas orgánicas pesadas.
8. El proceso de la reivindicación 1 en donde al menos una porción del condensado acuoso se envía a una columna de enfriamiento y/o un extractor de productos orgánicos ligeros, y preferiblemente en donde al menos una porción del condensado acuoso se envía a una primera etapa de una columna de enfriamiento.
9. El proceso de la reivindicación 1 en donde el sistema evaporador es eficaz para proporcionar un porcentaje de evaporación global mayor del 55 % al 85 %, preferiblemente en donde el sistema evaporador es eficaz para proporcionar un porcentaje de evaporación global mayor del 60 % al 85 %, y con máxima preferencia en donde el sistema evaporador es eficaz para proporcionar un porcentaje de evaporación global mayor del 73 al 75 %.
10. El proceso de la reivindicación 1 en donde el residuo líquido tiene de 4 a 8 por ciento en peso de impurezas orgánicas pesadas, y preferiblemente en donde el residuo líquido tiene de 5 a 7 por ciento en peso de impurezas orgánicas pesadas.
11. El proceso de la reivindicación 1 en donde el sistema evaporador incluye al menos un intercambiador de calor de carcasa y tubos, y preferiblemente en donde un flujo a través de un lado de tubo del intercambiador de calor es de 1 a 3 metros/segundo.
12. El proceso de la reivindicación 1 en donde cada etapa evaporativa proporciona una tasa de evaporación del 15 al 25 %.
13. El proceso de la reivindicación 1 en donde el ácido sulfúrico se envía a la columna de enfriamiento para proporcionar una corrientes de colas de la columna de enfriamiento que tiene de 10 a 25 % en peso de sulfato de amonio y menos de 5 % en peso de polímero, y preferiblemente en donde el ácido sulfúrico se envía a la columna de enfriamiento para proporcionar una corrientes de colas de la columna de enfriamiento que tiene de 15 a 21 % en peso de sulfato de amonio y menos de 5 % en peso de polímero.
14. El proceso de la reivindicación 1 en donde la corriente de colas de la columna de enfriamiento tiene un pH de 4,5 a 6,0, y preferiblemente en donde el pH se controla con la adición de ácido.
15. El proceso de la reivindicación 1 en donde el tratamiento de residuos de la corriente de colas de la columna de enfriamiento implica la eliminación del agua para aumentar la concentración de sulfato de amonio en la misma.
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