用于工藝流的蒸發(fā)系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】用于工藝流的蒸發(fā)系統(tǒng)
[0001]本申請是于2014年9月29日提交的發(fā)明專利申請(中國國家申請?zhí)枮?01410511314.8，發(fā)明名稱為“用于工藝流的蒸發(fā)系統(tǒng)”)的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]提供一種用于從工藝流(process stream)移除重有機雜質(zhì)的工藝。更具體地，該工藝包括提供工藝流和在蒸發(fā)系統(tǒng)中將水與來自工藝流的重有機物分離。蒸發(fā)系統(tǒng)對于提供含水冷凝物和液體殘余物有效。
【背景技術(shù)】
[0003]已知用于制造丙烯腈和甲基丙烯腈的各種工藝和系統(tǒng);例如參見美國專利N0.6，107，509。典型地，通過選自丙烷、丙烯或異丁烯的碳氫化合物、氨和氧氣在存在催化劑的情況下的直接反應(yīng)所產(chǎn)生的丙烯腈/甲基丙烯腈的回收和提純通過將包含丙烯腈/甲基丙烯腈的反應(yīng)器流出物運輸至第一塔(column)(驟冷(quench))(在那里利用第一含水流(aqueous stream)來冷卻反應(yīng)器流出物)、將包含丙稀腈/甲基丙稀腈的被冷卻的流出物運輸?shù)降诙?吸收器)中(在那里被冷卻的流出物與第二含水流接觸以將丙烯腈/甲基丙烯腈吸收到第二含水流中)、將包含丙烯腈/甲基丙烯腈的第二含水流從第二塔運輸至用于將原始的丙烯腈/甲基丙烯腈從第二含水流分離的第一蒸餾塔(回收塔)并且將被分離的原始的丙烯腈/甲基丙烯腈運輸至第二蒸餾塔(頭餾分塔(heads column)以從原始的丙烯腈/甲基丙烯腈移除至少一些雜質(zhì)并且將部分地凈化的丙烯腈/甲基丙烯腈運輸至第三蒸餾塔(成品塔(product column))以獲得成品丙稀腈/甲基丙稀腈來完成。美國專利Nos.4,234,510、3，885，928、3，352，764、3，198，750和3，044，966說明典型的用于丙烯腈和甲基丙烯腈的回收和提純工藝。
[0004]在美國專利N0.4，334，965中來說明用于回收烯腈的工藝。如在美國專利N0.4，334,965中所述，多級蒸發(fā)器被用于從提取蒸饋或剝離塔殘渣(stripper tower bottoms)移除作為冷卻液被再循環(huán)至丙烯腈提純和回收系統(tǒng)的驟冷塔的水。該工藝導(dǎo)致由該系統(tǒng)產(chǎn)生的驟冷塔廢物殘渣量的明顯減少。使用多效蒸發(fā)器表示與用于降低再循環(huán)流的水含量的其它技術(shù)相比的明顯節(jié)能。美國專利N0.4，334，965公開了通過多效蒸發(fā)器能夠以與在美國專利N0.4，166，008中所示的相同方式將再循環(huán)流中的液體的50%或更多從中移除，留下濃縮的再循環(huán)流以用作冷卻液。美國專利N0.4，334，965公開了然而因為多效蒸發(fā)器如此高能效，該技術(shù)的整個能量耗費遠低于在美國專利N0.4，166，008中所說明的技術(shù)。
[0005]雖然丙烯腈/甲基丙烯腈的制造在商業(yè)上已進行多年，仍存在在其中改進將具有實質(zhì)利益的領(lǐng)域。改進的這些領(lǐng)域之一將是對于回收塔殘渣的更有效的蒸發(fā)器操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此，本發(fā)明的一方面是提供一種安全的、有效的且有節(jié)省成本的工藝和裝置，其克服或減少傳統(tǒng)工藝的缺點。
[0007]—種用于從工藝流移除重有機雜質(zhì)的工藝包括提供具有水和大約0.5至大約1.5重量百分數(shù)的重有機雜質(zhì)的工藝流。該工藝包括在具有一個或更多個蒸發(fā)級的蒸發(fā)器系統(tǒng)中將水與重有機雜質(zhì)分離以提供含水冷凝物和液體殘余物。含水冷凝物具有大約0.1重量百分數(shù)或更少的重有機雜質(zhì)而液體殘余物具有大約3至大約10重量百分數(shù)的重有機雜質(zhì)。
[0008]—種用于將液體殘余物提供至氨氧化工藝流的工藝包括:提供包括水和重有機雜質(zhì)的工藝流;在具有一個或更多個蒸發(fā)級的蒸發(fā)器系統(tǒng)中將水與重有機雜質(zhì)分離以提供含水冷凝物和液體殘余物；以及在驟冷塔中使液體殘余物與反應(yīng)器流出物接觸以提供硫酸錢。在一方面，硫酸錢的量和聚合物的量通過公式y(tǒng)=-Mlx+Cl來限定，其中，y是硫酸錢的重量百分數(shù)，X是聚合物的重量百分數(shù)，Ml是4.6或更小而Cl是45或更小。
[0009]—種蒸發(fā)器系統(tǒng)包括一個或更多個蒸發(fā)級，其中，第一蒸發(fā)級構(gòu)造成接收來自蒸餾塔的工藝流，該一個或更多個蒸發(fā)級構(gòu)造成提供含水冷凝物和液體殘余物；以及驟冷塔和/或輕有機物剝離器(light organic stripper)，其構(gòu)造成接收含水冷凝物。
[0010]一種蒸發(fā)工藝包括將來自蒸餾塔的工藝流輸送至蒸發(fā)器系統(tǒng)，該蒸發(fā)器系統(tǒng)包括一個或更多個蒸發(fā)級，其中，第一蒸發(fā)級構(gòu)造成接收來自蒸餾塔的工藝流，提供來自該一個或更多個蒸發(fā)級的含水冷凝物和液體殘余物;并且將含水冷凝物輸送至驟冷塔和/或輕有機物剝離器。
[0011]本發(fā)明的上述和其它方面、特征和優(yōu)點將從其所說明的實施例(其應(yīng)結(jié)合附圖來閱讀)的下面的詳細說明中顯而易見。
【附圖說明】
[0012]通過參考接下來的說明在考慮附圖的情況下可獲得本發(fā)明的示例性實施例的更完整的理解以及其優(yōu)點，在附圖中相似的附圖標(biāo)記指示相似的特征，其中:
圖1顯示了用于制造丙烯腈產(chǎn)品的工藝的示意性的流程圖，
圖2顯示了用于制造丙烯腈產(chǎn)品的備選的工藝的示意性的流程圖。
【具體實施方式】
[0013]氨氧化工藝
在一方面，從氨氧化反應(yīng)過程來提供工藝流。一種這樣的工藝的示例在美國專利N0.4,334,965中來說明，其在其整體上被包括于其中。
[0014I圖1是各個方面的全局的示意性的表示。參考圖1，在管道(Conduit)10中的反應(yīng)器流出氣體(其包括丙烯腈、HCN、乙腈、水蒸汽和雜質(zhì))可首先被傳送至驟冷塔102。該氣體可與驟冷塔102中的冷卻液接觸。包含水和雜質(zhì)的殘渣流(bottoms stream)可通過管道106被移除并且送至廢物處理。
[0015]被冷卻的反應(yīng)器流出氣體可通過線路108離開驟冷系統(tǒng)并且傳送至驟冷后冷卻器107。驟冷后冷卻器107對于將驟冷流出物冷卻至低于大約50°C有效。被冷卻的驟冷流出物通過線路109被輸送至吸收器110。沖洗水可通過線路112在頂部進入吸收器110。不可冷凝的氣體可通過線路114被從吸收器移除。含水溶液(其包含水、丙烯腈、乙腈和雜質(zhì))可作為殘渣流通過線路116被移除并且傳送至提取蒸餾塔182。
[0016]溶劑水分可通過線路184被引入至提取蒸餾塔182的頂部以執(zhí)行提取蒸餾。丙烯腈和HCN可作為塔頂蒸汽(overhead vapor)通過線路186被移除并且送至進一步提純(未示出)。包含乙腈和水的流可通過線路188被移除并且傳送至剝離器190。熱量可被加至剝離器190以通過線路192作為塔頂蒸汽移除乙腈。包含水、重有機物和其它雜質(zhì)的殘渣流可通過線路196被從提取蒸餾塔182移除。主要包含水的液體流可通過線路194被從剝離器190的下半部移除并且用作至提取蒸餾塔182的溶劑水分。
[0017]蒸發(fā)器系統(tǒng)
根據(jù)一方面，在線路196中的剝離塔殘渣(其也可被稱為工藝流)可在蒸發(fā)器系統(tǒng)中遭受蒸發(fā)。在這方面，在線路196中的提取蒸餾塔殘渣(其可進入換熱器136)包括水、聚合物、氨和丙烯腈。如本文中所使用的那樣，“重有機雜質(zhì)”指聚合物。如本文中所使用的那樣，聚合物指重有機材料和少量輕有機物的混合物。重有機材料可包括不同高沸點有機化合物的混合物(其具有高程度的腈代替物且還包含一些氧化的碳氫化合物組)。在這方面，工藝流包括大約0.5至大約1.5重量百分數(shù)的重有機雜質(zhì)，而在另一方面大約0.75至大約1.25重量百分數(shù)。
[0018]在這方面，蒸發(fā)器系統(tǒng)可包括對于提供含水冷凝物和液體殘余物有效的一個或更多個蒸發(fā)級。例如，蒸發(fā)器系統(tǒng)可包括I至大約6個蒸發(fā)級、在另一方面2至大約6個蒸發(fā)級、在另一方面2至大約5個蒸發(fā)級、在另一方面2至大約4個蒸發(fā)級而在另一方面2至大約3個蒸發(fā)級。
[0019]在圖1中所不的一方面中，蒸發(fā)器系統(tǒng)包括串聯(lián)布置的殼管式換熱器136、138和142。如本文中所使用的那樣，“蒸發(fā)級”指單換熱器。在每個換熱器中，在換熱器的管側(cè)中的液體被部分地蒸發(fā)，產(chǎn)生蒸汽狀流出物和液體流