来自丙烯腈共同制备的高纯度HCN制造技术

公开一种用于共同制造ACRN与HCN的方法，所述方法具有改良的HCN选择性并且在共用产物回收区中形成的固体减少。

High purity HCN from acrylonitrile

A method for CO manufacturing ACRN and HCN is disclosed, which has improved HCN selectivity and reduced solids formed in the common product recovery area.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】来自丙烯腈共同制备的高纯度HCN
本专利技术涉及丙烯腈与氰化氢的共同制造方法。
技术介绍
丙烯腈(ACRN)是一种用于合成包括丙烯酸纤维、合成橡胶、尼龙在内的各种聚合物的重要单体，并且是丙烯酸和丙烯酰胺的起始物质。制备ACRN的方法包括Sohio方法，其中在高温下丙烯与氨和氧气(空气)在催化剂上反应(“氨氧化”)。氰化氢(HCN)和乙腈(AN)作为副产物生成。HCN是宝贵的副产物，并且用于例如作为起始物质来合成各种聚合物，包括聚酰胺，和化学品。在Sohio方法中向ACRN反应器注入甲醇可以提高HCN产量，使粗制流出物中的ACRN∶HCN重量比从10∶1降低为8∶1。美国专利第8,585,870号公开一种由具有合并的回收/纯化系统的独立反应器系统来共制造HCN与ACRN的方法。所公开的制程将HCN反应器流出物馈入至吸收塔并且ACRN反应器流出物馈入至骤冷塔。制程随后共用合并的回收/纯化系统。在一些条件下，合并的回收/纯化过程会形成能够积聚并且堵塞设备的不可溶固体。在较低ACRN∶HCN重量比(较高含量的HCN共同制备)的情况下问题会更加明显。
技术实现思路
作为研究用于整合ACRN与HCN制造制程的方法的结果，我们发现在一些条件下，合并的回收/纯化过程会形成能够积聚并且堵塞设备的不可溶固体。在较低ACRN∶HCN重量比(较高含量的HCN共同制备)的情况下问题会更加明显。公开一种用于共同制造ACRN与HCN的方法，包含：(a)使用独立反应器系统同时操作ACRN制程和HCN制程以分别共同制备含有共同制备的HCN的ACRN反应器产物流和HCN反应器产物流，其中HCN是由甲烷、氨和氧气(氧气、富集空气或空气)的反应产生或由甲烷和氨产生；(b)在共用骤冷塔中以7.0或更小的pH值使用第一酸流骤冷ACRN反应器产物流和HCN反应器产物流以产生经骤冷的合并反应器产物流，并且从骤冷塔回收第一水冲洗；(c)在单个回收/纯化系统中，将包含经骤冷的HCN反应器产物流和经骤冷的ACRN反应器产物流的经骤冷的合并反应器产物流馈入具有水的吸收塔中以产生合并产物流，其ACRN比HCN的重量比率为约12至1或更小；(d)依序在回收塔、具有水层和有机层的倾析器和头馏分塔中处理合并产物流，其中通过在吸收塔和回收塔中以pH值7.0或更小以及在倾析器和头馏分塔中以pH值小于4.5添加第二酸控制pH值；并且(e)单独地处理第一水冲洗以回收铵盐和/或氨。第一酸和第二酸可以相同或不同。第一酸是矿物酸，并且第二酸可以是矿物酸或有机酸。矿物酸可包括以下一种或多种：硫酸、磷酸以及盐酸。例如，第一酸和/或第二酸可包含磷酸。理想的是所使用的酸通过形成盐而对氨具有强化学亲和力。方法可以任选地包括将HCN反应器产物流馈入骤冷塔中并且从骤冷塔底以铵盐形式回收未反应的氨。方法可以任选地包括以高达80％氨气转化来操作HCN制程。HCN可以从HCN制程馈入至位于吸收塔上游的骤冷塔中。可使用磷酸以小于7.0的pH值用于对骤冷塔的酸馈入，用于回收铵盐。铵盐的非限制性实例可包括磷酸二铵、磷酸铵、亚磷酸铵、亚磷酸氢二铵、硫酸铵等。形成的铵盐取决于所使用的酸。在合并产物流中ACRN比HCN的重量比率是≥2至1且≤12至1。附图说明图式是本公开实施例的简化示意性表示。具体实施方式本专利技术提供用于由独立反应器系统共同制造HCN和ACRN并且在合并物料流之后在单个回收/纯化系统中对其进行精制的方法。方法包含合并包含HCN的物料流，诸如HCN反应器产物流，与ACRN反应器产物流以产生合并产物流，其中在合并产物流中ACRN比HCN的重量比率是≥2∶1且≤12∶1，例如≥2∶1且≤10∶1，来以提高的上游时间回收并且纯化ACRN和HCN。ACRN反应器产物流在所公开的方法中共同制备ACRN和HCN。ACRN可以通过在高温下在催化剂上使用丙烯或丙烷、氨和氧气(空气)的任何适合方法制备，例如Sohio方法，其中HCN和AN作为副产物产生。可使用任何氧气源。例如，氧气源可以是空气。有效催化剂是已知的并且通常是铋-钼酸盐类。反应在≥260℃并且≤600℃的温度下进行，例如≥310℃至≤510℃，例如≥400℃至≤510℃。压力通常是5至30psig(34至207kPa)。接触时间通常在0.1至50秒范围内。ACRN产物流(反应器流出物)是包含未反应的反应物、ACRN、HCN、AN和水的气体物料流。ACRN产物流穿过馈入有酸化水(pH值为7或更小)的骤冷塔以降低这一物料流的温度并且移除任何未反应的氨。若使用磷酸作为骤冷酸，未反应的氨可以被回收并且作为反应物再循环回制程中。或者，可与所述水一起添加硫酸以产生硫酸铵，以水性物料流形式除去。硫酸铵可以作为水溶液形式的肥料出售或进一步加工成可以作为肥料出售的固体。含有共同制备的HCN的物料流含有共同制备的HCN的物料流可以从任何HCN来源获得。方便地，HCN物料流以HCN产物流的形式从HCN合成反应器，例如如Pirie在《铂金属综述(PlatinumMetalsRev.)》1958，2，(1)中所描述的Andrussow方法反应器，提供。HCN可由Andrussow方法中的在铂、铂铑或呈金属网形式的铂铱合金催化剂上在大气压或高于大气压下并且在大于1000℃的温度下天然气(甲烷)、氨和氧气的反应来制备。或者，HCN可由DegussaBMA方法中的在约1300℃下穿过加衬或涂覆有铂的多孔陶瓷管甲烷和氨制备。这些方法的详细描述提供于，例如由Kirk-Othmer编著的《化学技术百科全书(EncyclopediaofChemicalTechnology)》(第四版，第7卷，第753页至第782页)中。应理解，存在HCN制备的替代方法，并且本公开不限于上文所提及的那些方法。含有共同制备的HCN的物料流也可以含有未转化的反应物，如但不限于甲烷、氨、氮气以及其它杂质，如但不限于氢气。合并产物流所公开的方法整合用于共同加工的粗制ACRN产物流和共同加工的粗制HCN产物流的制备纯化区以提供经纯化的ACRN和HCN物料流。可以改变合并产物流中每个组分的含量以使在≤12至≥1范围内的ACRN比HCN的重量比率，即在标准SohioACRN方法中制备的ACRN比HCN的典型重量比率，低至2至1。当HCN产量增加时，例如ACRN∶HCN重量比低至2∶1，例如在≥2∶1并且≤5∶1之间，共同加工设备的开工时间会由于固体，例如精细粉碎的固体，的积聚而减小。ACRN∶HCN重量比率可以通过增加或降低馈入HCN的速率来调节，如增加或降低HCN合成反应器的制备速率。合并产物流引入回收和纯化系统中。共同制备的ACRN产物流和HCN产物流在回收/纯化操作中的骤冷塔中合并。物料流随后在吸收塔中与水合并以提供包含HCN和ACRN的水性物料流，ACRN比HCN的重量比率为约12至1或更小。回收和纯化所公开的方法包含将合并产物流通过骤冷塔、吸收塔，接着将含有腈产物的吸收塔底部流出物通过腈回收和纯化区。典型腈回收和纯化区包括一系列蒸馏塔、倾析器和纯化塔，例如回收塔、倾析器和头馏分塔。正如所属领域的技术人员所知，本文中“塔”指代蒸馏塔。在头馏分塔中，粗制HCN与粗制ACRN分离并且被输送至HCN蒸馏塔用于进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于共同制造ACRN与HCN的方法，包含：(a)在独立反应器系统中同时操作ACRN制程和HCN制程以分别共同制备ACRN反应器产物流和包含HCN的HCN反应器产物流，其中所述HCN是由甲烷、氨和氧气的反应产生或由甲烷和氨产生；(b)在骤冷塔中在7.0或更小的pH值下使用第一酸流骤冷所述共同制备的ACRN反应器产物流和所述HCN反应器产物流以产生经骤冷的合并反应器产物流，并且从所述骤冷塔回收第一水冲洗物；(c)在单个回收/纯化系统中，将包含所述经骤冷的HCN反应器产物流和所述经骤冷的ACRN反应器产物流的所述经骤冷的合并反应器产物流馈入具有水的吸收塔中，以产生合并产物流，其中ACRN比HCN的重量比率为约12比1或更小；(d)依序在回收塔、具有水层和有机层的倾析器和头馏分塔中处理所述合并产物流，其中通过在所述吸收塔和所述回收塔中在7.0或更小的pH值下以及在所述倾析器和所述头馏分塔中在小于4.5的pH值下添加第二酸来控制pH值；并且(e)单独地处理所述第一水冲洗物以回收铵盐和/或氨。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.22 US 62/195,436;2015.07.24 US 62/196,3411.一种用于共同制造ACRN与HCN的方法，包含：(a)在独立反应器系统中同时操作ACRN制程和HCN制程以分别共同制备ACRN反应器产物流和包含HCN的HCN反应器产物流，其中所述HCN是由甲烷、氨和氧气的反应产生或由甲烷和氨产生；(b)在骤冷塔中在7.0或更小的pH值下使用第一酸流骤冷所述共同制备的ACRN反应器产物流和所述HCN反应器产物流以产生经骤冷的合并反应器产物流，并且从所述骤冷塔回收第一水冲洗物；(c)在单个回收/纯化系统中，将包含所述经骤冷的HCN反应器产物流和所述经骤冷的ACRN反应器产物流的所述经骤冷的合并反应器产物流馈入具有水的吸收塔中，以产生合并产物流，其中ACRN比HCN的重量比率为约12比1或更小；(d)依序在回收塔、具有水层和有机层的倾析器和头馏分塔中处理所述合并产物流，其中通过在所述吸收塔和所述回收塔中在7.0或更小的pH值下以及在所述倾析器和所述头馏分塔中在小于4.5的pH值下添加第二酸来控制pH值；并且(e)单独地处理所述第一水冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：本杰明·D·赫佐格，米林德·V·坎塔克，
申请(专利权)人：英威达纺织英国有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB