[发明专利]在丙烯腈生产流程中分离聚合物的系统及方法

说明书

本发明总地涉及丙烯腈的生产，尤其涉及在丙烯腈生产工艺流程中用于分离杂质的设备及方法。其中，用于在丙烯腈生产工艺流程中分离聚合物的系统，包括对贫水增压的贫水/溶剂水泵、使所述聚合物分离的旋液分离器、用于丙烯腈生产的下游系统，其中，所述旋液分离器内设有进水口，第一出口，第二出口以及二次旋液分离构件，所述二次旋液分离构件对贫水进行二次分离。利用本发明的系统，可在贫水与其聚合物在较小密度差的情况下实现固‑液旋液分离。该系统具有在高温下分离效果明显、压降小、处理量大、工艺连续化、降低装置能耗、使用安全、易操作，改善系统大流量状况下的分离效率并且能实现在线清洗等诸多优点。

技术领域

本发明总地涉及丙烯腈的生产，尤其涉及在丙烯腈生产工艺流程中用于分离杂质的系统及方法。

背景技术

在丙烯腈生产工艺流程中，常伴有聚合物生成。这些聚合物与丙烯腈生产过程中的贫水密度十分接近，较难除去。所谓“贫水”是指含水量高而有机物和其他成分很少。在丙烯腈生产过程中的贫水的密度约为947kg/m³，包含 99.5wt％的水和0.5wt％的重化物。其中，聚合物等机械杂质占0.0004wt％(颗粒物含量测定在贫水低温段滤膜孔径为0.45μm，测定结果为4mg/L，密度与贫水十分接近约0.94～1.05g/cm³)，聚合物的主要成分为丙烯腈聚合物、氢氰酸聚合物、乙腈聚合物、丙烯醛聚合物、极少量的催化剂颗粒物以及上述混聚、共混的杂质等。聚合物随液相流体在换热器、管道、储罐、塔设备等处流动，如果聚集或沉积下来，可能会造成如下问题：降低换热器的换热效率；堵塞管道；在储罐底部积聚影响液相抽出；在塔内积存引起不稳定，影响塔设备的正常运行，甚至造成装置停车。

在目前的丙烯腈生产工艺流程中，通过常规过滤器滤网，将聚合物及其它颗粒物滤除。其主要特点是，分离能力由滤网目数决定，过滤量受过滤器大小限制，过滤器经常需要设置有备台或旁路。对流体输送泵出口的聚合物分离系统而言，若采用过滤精度为2-3mm的常规过滤器，则无法过滤更细小的颗粒，这样就使得聚合物及其它颗粒物仍会对工艺流程系统造成影响。若采用过滤精度为50-500μm的滤芯式过滤器，则由于滤网目数太密，会造成流体能量损失大，滤芯易堵，而且容易损坏滤网。因此，实际运行时滤网精度不会设置得很高，对聚合物的滤除效果较差。而且，拆洗过滤器需通过流程切换，容易造成工艺波动，给生产操作带来不便且清理频繁，无法实现在线清洗。在高温下，常规过滤器滤除效果会更差。

CN 110386698 A和CN 210559811 U介绍了一种急冷水过程中使用反冲洗过滤器分离滤除催化剂颗粒的装置。然而，其操作温度仅为70～90℃，连续操作时需加入絮凝剂，无法满足高温介质的工况要求，且药剂加入会对产品质量产生影响。

CN 1927743A公开了一种急冷塔下段釜液分离颗粒物和有机物的方法，其中小颗粒杂质主要采用吸附方式去除，处理量小，仍需加药絮凝且吸附材料需要切换和再生。

CN 101092266A和CN 101121569A公开了相似的由急冷塔釜稀硫铵液除去其中固体杂质后用于回收硫铵的工艺。然而，根据工艺条件固液分离设备中有时需加碱调pH，且急冷塔釜液重组份百分比1％～20％，与丙烯腈贫水中重化物远低于1％的情况相去甚远。

CN 205473157 U涉及生产工艺流程中固体颗粒物的分离，该工艺需要先蒸发结晶得到密度大浓度高的湿物料，再使用旋液分离器进行分离，但该工艺不适用于密度小的颗粒清除，更不适用于密度与水相近的聚合物的清除。