[发明专利]一种丙烯腈的工业化生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种丙烯腈的工业化生产方法。

背景技术

丙烯腈主要用于腈纶、丁腈橡胶、己二腈、丙烯酰胺、ABS树脂、医药等生产，还可用于己内酰胺、多元醇聚合物的生产，其在合成纤维、合成橡胶、塑料等领域有着广阔的应用前景。

对于丙烯腈生产而言，其生产工艺的开发、改进、完善特别要关注的是环境保护与职业卫生，根据《职业性接触毒物危害程度分级》的规定，丙烯腈生产涉及到的有关物质的毒性多为极度或高度危害，如流程不合理很可能出现环境污染问题，并造成人身伤害。因此，工艺方法的设计原则是尽可能提高装置的可靠性，减少甚至杜绝工艺物料的外排。

对于传统丙烯腈生产工艺，其操作流程较长，产生的废水废气较多，装置能量的综合利用方面还有待进一步的提高和完善。较长的操作流程一方面需要较多的投资才能完成，同时也增加了装置中的泄漏点，对于系统的安全性和稳定性是不利的；丙烯腈装置的废水废气处理难度大，需要设置专门的处理装置进行处理，减少废水废气的排放有助于减少装置投资，能提高产品的竞争力；能量的综合利用是一项系统工程，传统工艺在这方面涉及的很少，装置内各品位热源没有充分利用，造成了能量的浪费，也提高了装置的运行费用。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种丙烯腈的工业化生产方法，通过对传统工艺流程的优化，可有效减少装置废物的外排，提高装置运行的连续性和稳定性，提高产品的收率，同时还通过能量的综合利用节省了蒸汽的消耗，最终可生产合格的丙烯腈产品。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种丙烯腈的工业化生产方法，包括如下步骤：空气、丙烯和氨在反应器内发生氨氧化反应生成含有丙烯腈、氰化氢和乙腈的反应气体，该反应气体进入一号塔内完成骤冷、中和及冷却，经骤冷、中和、冷却的反应气体进入二号塔内以水吸收所含的有机物料，该水吸收液进入三号塔内，三号塔塔顶蒸出的丙烯腈、氢氰酸和水蒸气经冷凝后在三号塔分层器内实现水相和有机相的分离，三号塔分层器内的水相送回三号塔内；从三号塔塔釜最后一块塔板引出的水相经换热后循环做二号塔吸收水；含有乙腈的气相从三号塔侧线采出送入四号塔，得到粗乙腈产品；三号塔分层器内的有机相依次进入五号塔和六号塔，分别得到氢氰酸及丙烯腈产品。

具体来说，本发明的方法包括如下步骤：

反应原料液态丙烯和液氨经蒸发器和过热器后混合进入反应器内。反应的另一原料空气经过滤后进入空气压缩机，经压缩后也进入反应器内参与反应。

在反应器中，丙烯、氨和空气在催化剂作用下，进行氧化反应生成丙烯腈，同时还生成氰化氢、乙腈、一氧化碳、二氧化碳、丙烯醛、丙烯酸以及水等。反应气体流出物中还包括部分未反应的丙烯、氨、氧和氮等。反应生成气进入反应器内的旋风分离器，反应气体所夹带的催化剂通过旋风分离器料腿返回床层。反应气体进入反应气体冷却器冷却后送至一号塔。

优选的，所述的一号塔为3段结构，即下段急冷、中段中和以及上段冷却；从反应器而来的反应气体从下段塔釜进入一号塔内，下段循环废水由一号塔下段循环泵经喷嘴喷淋将反应气体骤冷至约70-90℃；反应气体经下段骤冷后通过升气管上升至一号塔中段，反应气体中未反应的氨与加到一号塔上段的硫酸中和生成硫铵；经过酸洗后的工艺气体进入一号塔上段，气体首先通过除沫器将气相中夹带的液相分离下来，该液相收集在一浮阀塔板上，通过重力自流送入二号塔内，气相物料进入一段冷却器，气体温度进一步冷却至30-50℃后也送到二号塔内。

优选的，所述一号塔的中段及下段分别设有1个汽提塔(即第一汽提塔和第二汽提塔)。一号塔中段釜液及下段釜液除一部分作为喷淋液循环外，还分别送入第一汽提塔和第二汽提塔，在汽提塔内，液相中夹带的少量的丙烯腈物料被汽提出来返回一号塔。

一号塔中段的硫铵溶液通过中段釜液泵可送硫铵回收装置生产硫铵产品，下段釜液中含有催化剂颗粒，可送到催化剂沉降槽。

从一号塔上部出来的反应气体进入二号塔底部，在塔中用水逆流吸收，回收丙烯腈和其它有机反应产物。塔釜得到的含丙烯腈、乙腈、氢氰酸和其它有机物的水溶液(富水)，该溶液送至三号塔。在二号塔中，一氧化碳、二氧化碳、氮气及未反应的氧和烃类大部分气体通过塔顶送至二号塔尾气处理系统。自六号塔再沸器的贫水进入二号塔顶部进行喷淋吸收。