丙烯氨氧化制丙烯腈新工藝(編輯修改稿)
2024-07-23 02:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 乙腈塔；15－脫氰塔；1230－塔底再沸器；21－成品塔；23－成品塔側(cè)線抽出冷卻器；26－吸收塔側(cè)線采出泵；27－吸收塔側(cè)線冷卻器；28－氨蒸發(fā)器；29－丙烯蒸發(fā)器原料丙烯經(jīng)蒸發(fā)器（29）蒸發(fā)，氨經(jīng)蒸發(fā)器（28）蒸發(fā)后，進(jìn)行過熱、混合，從流化床底部經(jīng)氣體分布板進(jìn)入反應(yīng)器（1），原料空氣經(jīng)過濾由空壓機(jī)送入反應(yīng)器（1）錐底，原料在催化劑作用下，在流化床反應(yīng)器中進(jìn)行氨氧化反應(yīng)。反應(yīng)尾氣經(jīng)過旋風(fēng)分離器（2）捕集生成氣夾帶的催化劑顆粒，然后進(jìn)入尾氣冷卻器（3）用水冷卻，再進(jìn)入急冷塔（4）。氨氧化反應(yīng)放出大量的熱，為了保持床層溫度穩(wěn)定，反應(yīng)器中設(shè)置了一定數(shù)量的U 型冷卻管，通入高壓熱水，借水的汽化潛熱移走反應(yīng)熱。經(jīng)反應(yīng)后的氣體進(jìn)入急冷塔（4），通過高密度噴淋的循環(huán)水將氣體冷卻降溫。反應(yīng)器流出物料中尚有少量未反應(yīng)的氨，這些氨必須除去。因?yàn)樵诎贝嬖谙拢瑝A性介質(zhì)中會發(fā)生一些不希望發(fā)生的反應(yīng)，如氫氰酸的聚合、丙烯醛的聚合、氫氰酸與丙烯醛加成為氰醇、氫氰酸與丙烯腈加成為丁二腈，以及氨與丙烯腈反應(yīng)生成氨基丙腈等。生成的聚合物會堵塞管道，而各種加成反應(yīng)會導(dǎo)致產(chǎn)物丙烯腈和副產(chǎn)物氫氰酸的損失。因此，冷卻的同時(shí)需向塔中加入硫酸以中和未反應(yīng)的氨。％(w)左右，中和過程也是反應(yīng)物料的冷卻過程，故急冷塔也叫氨中和塔。反應(yīng)物料經(jīng)急冷塔除去未反應(yīng)的氨并冷至40℃左右后，進(jìn)入水吸收塔（5），利用合成氣體中的丙烯腈、氫氰酸和乙腈等產(chǎn)物，與其它氣體在水中溶解度相差很大的原理，用水作吸收劑回收合成產(chǎn)物。通常合成氣體由塔釜進(jìn)入，水由塔頂加入，使它們進(jìn)行逆流接觸，以提高吸收效率。吸收產(chǎn)物后的吸收液應(yīng)不呈堿性，含有氰化物和其它有機(jī)物的吸收液由吸收塔釜泵送至回收塔（8）。其它氣體自塔頂排出，所排出的氣體中要求丙烯腈和氫氰酸含量均小于2l05。丙烯腈的水溶液含有多種副產(chǎn)物，其中包括少量的乙腈、氫氰酸和微量丙烯醛、丙腈等。在眾多雜質(zhì)中，乙腈和丙烯腈的分離最困難。因?yàn)橐译婧捅╇娣悬c(diǎn)僅相差4℃，若采用一般的精餾法，據(jù)估算精餾塔要有150 塊以上的塔板，這樣高的塔設(shè)備不宜用于工業(yè)生產(chǎn)中。目前在工業(yè)生產(chǎn)中，一般采用共沸精餾。在塔頂?shù)帽╇媾c水的共沸物，塔底則為乙腈和大量的水。利用回收塔（8）對吸收液中的丙烯腈和乙腈進(jìn)行分離，由回收塔側(cè)線氣相抽出的含乙腈和水蒸氣的混合物送至乙腈塔（14）釜，以回收副產(chǎn)品乙腈；乙腈塔頂蒸出的乙腈水混合蒸汽經(jīng)冷凝、冷卻后送至乙腈回收系統(tǒng)回收或者燒掉。乙腈塔釜液經(jīng)提純可得含少量有機(jī)物的水，這部分水再返回到回收塔（8）中作補(bǔ)充水用。從回收塔頂蒸出的丙烯腈、氫氰酸、水等混合物經(jīng)冷凝、冷卻進(jìn)入分層器（12）中。依靠密度差將上述混合物分為油相和水相，水相中含有一部分丙烯腈、氫氰酸等物質(zhì)，由泵送至脫氰塔（14）以脫除氫氰酸?；厥账猩倭恐亟M分的水送至廢水處理系統(tǒng)。含有丙烯腈、氫氰酸、水等物質(zhì)的物料進(jìn)入脫氰塔（15）中，通過再沸器加熱，使輕組分氫氰酸從塔頂蒸出，經(jīng)冷凝、冷卻后送去再加工。由脫氰塔側(cè)線抽出的丙烯腈、水和少量氫氰酸混合物料在分層器（17）中分層，富水相送往急冷塔或回收塔回收氰化物，富丙烯腈相再由泵送回本塔進(jìn)一步脫水，塔釜純度較高的丙烯腈料液由泵送到成品塔（21）。由成品塔頂蒸出的蒸汽經(jīng)冷凝后進(jìn)入塔頂作回流，由成品塔釜抽出的含有重組分的丙烯腈料液送入急冷塔中回收丙烯腈，由成品塔側(cè)線液相抽出成品丙烯腈經(jīng)冷卻后送往成品中間罐。 丙烯腈生產(chǎn)中的廢水和廢氣處理丙烯腈在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的含氰廢水，這些物質(zhì)對環(huán)境的危害很大，因此必須在生產(chǎn)過程中除去這些物質(zhì)。在傳統(tǒng)工藝中，主要方法是通過富集之后送至焚燒爐焚燒的辦法，這種方法能耗大，而且容易造成二次污染。因此人們也在不斷開發(fā)新的廢物處理工藝，尤其是污水處理。初步的分析表明，廢水中通常含有丙烯腈、乙腈、氫氰酸、丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯醛、氰基吡啶、反丁烯二腈、琥珀腈、馬來酰亞胺、氨氮、硫酸鹽以及大量的合物，COD 幾千到幾十萬mgL1。高氰化物（或腈化物）含量是丙烯腈廢水的一個(gè)重要特征。含量一般為幾百到幾千mgL1?，F(xiàn)有的處理技術(shù)有：超臨界水氧化法、催化濕式氧化法、光催化氧化法、電芬頓法、微生物講解法、膜分離法、輻照法、以及組合式方法等。不過大多數(shù)方法都處于實(shí)驗(yàn)研究階段，距離工業(yè)應(yīng)用還有一段很長的路要走。
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