回收塔控制制造技术

一种萃取蒸馏方法，其包括向至少一个蒸馏塔提供包括丙烯腈和乙腈的混合物；将包括丙烯腈和乙腈的所述混合物与含水溶剂接触以提供丙烯腈-水共沸物；和将丙烯腈-水共沸物与乙腈分离以提供塔顶流和侧流。所述方法包括使用添加到蒸馏塔的含水溶剂流以及蒸馏塔的温度来控制塔顶流杂质和侧流杂质。

Recovery tower control

A method for the extraction and distillation, including providing a mixture including acrylonitrile and acetonitrile to at least one distillation tower; will include the mixture of acrylonitrile and acetonitrile and aqueous solvent contact to provide acrylonitrile - water azeotrope; and acrylonitrile - water and acetonitrile azeotrope separation to provide overhead stream and side stream. The method includes controlling the overhead flow impurities and side stream impurities by using an aqueous solvent stream added to the distillation column and the temperature of the distillation column.

【技术实现步骤摘要】
回收塔控制提供了从丙烯腈和乙腈的混合物分离丙烯腈的方法。更具体地，所述方法包括将混合物与含水溶剂接触以提供丙烯腈-水共沸物并将丙烯腈-水共沸物与乙腈分离。背景用于丙烯腈的回收和净化系统为已知的，参见例如美国专利号4,234,510；3,936,360；3,885,928；3,433,822；和3,399,120。通常，丙烯、氨和空气在具有氨氧化催化剂的蒸气相中反应。蒸汽状的反应器流出物然后通至骤冷系统中，其中反应器流出物直接与含水骤冷液(通常为水)接触。该骤冷去除未反应的氨和重聚合物。骤冷气体然后行进至吸收塔。在吸收器中，气体直接与吸收液（也通常为水）接触。水、丙烯腈、乙腈、HCN和相关的杂质留在吸收器底部的含水溶液中。惰性气体从吸收器顶部去除。然后，含水溶液行进至回收塔。该塔通过萃取蒸馏从所述含水溶液中去除乙腈。在丙烯腈制造过程中，回收塔在从包含丙烯腈、氰化氢(HCN)、乙腈、水和其它不需要的杂质的富水中回收粗丙烯腈中起到关键作用，所述杂质在反应器中的氨氧化过程期间产生。萃取蒸馏的方法用于回收塔以分离丙烯腈和乙腈，其具有非常接近的沸点。溶剂水添加在塔的顶部以促进萃取蒸馏。乙腈和其它重杂质随着溶剂水在塔中强制下降，然而，HCN和丙烯腈-水共沸物从塔顶部回收作为粗丙烯腈。然后，粗丙烯腈在纯化区段进一步处理以回收纯的丙烯腈。塔的底部区段用于回收粗乙腈，通过汽提过程使用回收塔的再沸器中的蒸汽。塔从富水中回收粗丙烯腈的操作性能取决于多个过程参数，例如，添加的溶剂水的量，溶剂水的温度，用于再沸器的蒸汽的量，和富水的温度。所有这些变量对塔的塔顶组合物以及塔负荷具有强烈的影响。过程变量之间的关系的这种多变量性质造成了适当地控制关键变量并优化它们的问题。传统的控制方法(例如PID控制)引起变量中的显著变动并导致并非最优的塔性能。优化塔性能对节省蒸汽使用量和提高设备处理量是非常重要的。例如，使用过量的溶剂水确实减少杂质的量，例如在回收的粗丙烯腈中噁唑和乙腈的量，但是增加了塔的负荷，因此增加了蒸汽使用量。这减少了塔处理更多富水的能力，其减少了总体设备处理量。另一方面，较少的溶剂水增加了杂质的量以及在粗丙烯腈中乙腈的量。过量的这些杂质最后处于最终产品中，导致不符合丙烯腈产品规格需求。概述萃取蒸馏方法包括提供包括丙烯腈和乙腈的混合物到至少一个蒸馏塔中；将包括丙烯腈和乙腈的混合物与含水溶剂接触以提供丙烯腈-水共沸物；和将丙烯腈-水共沸物与乙腈分离以提供塔顶流和侧流。所述方法包括在塔顶流中保持约0.05重量%或更少的乙腈和在侧流中保持约0.5重量%或更少的丙烯腈。萃取蒸馏方法包括向至少一个蒸馏塔提供包括丙烯腈和乙腈的混合物；将包括丙烯腈和乙腈的所述混合物与含水溶剂接触以提供丙烯腈-水共沸物；和将丙烯腈-水共沸混合物与乙腈分离以提供塔顶流和侧流。所述方法包括使用添加到蒸馏塔的含水溶剂流以及蒸馏塔的温度来控制塔顶流杂质和侧流杂质。萃取蒸馏塔控制方法包括提供包括丙烯腈和乙腈的混合物到至少一个蒸馏塔中；将包括丙烯腈和乙腈的混合物与含水溶剂接触以提供丙烯腈-水共沸物；将丙烯腈-水共沸物与乙腈分离以提供塔顶流和侧流；和控制塔顶流中乙腈的量和侧流中丙烯腈的量，使用高级过程控制器基于模型预测控制来确定对于操作变量的同步控制行动以便优化至少一组参数，同时控制至少一组受控变量。在这方面，操作变量组包括添加到蒸馏塔的含水溶剂的量和蒸馏塔温度，和受控变量组包括塔顶中乙腈的量和侧流中丙烯腈的量。至少一组受控变量的控制包括控制添加到所述蒸馏塔的含水溶剂的量和所述蒸馏塔的温度。附图简述所述方法的以上及其他方面、若干方面的特征和优点从以下附图中将更加显而易见。图1提供了回收塔的总体视图。图2说明了回收塔的另一个视图。图3说明了包括乙腈浓缩区域的回收塔；和图4说明了回收塔温度分布。在附图的数个视图由始至终，相应的附图标记表明相应的组件。技术人员应理解，在附图中的元件为简单和清晰起见说明，和无需按比例描绘。例如，在附图中的一些元件的尺寸相对于其它元件可放大以帮助改善不同方面的理解。此外，在商业可行方面是有用或必需的通用但易于理解的元件通常不描绘以有利于这些不同方面更不受阻碍的观察。详述以下描述不应理解为限制意义，但是仅为了描述示例性的实施方案的通用原理而进行。本专利技术的范围应参考权利要求限定。回收塔任何类型的回收塔可与本专利技术方法结合使用。若干类型的回收塔配置在本文中描述为实施例。从乙腈分离丙烯腈的常规方法显示在图1中。如图1所示，进料流1从丙烯腈吸收器(未显示)发送至第一塔10。进料流1通常含有丙烯腈、氰化氢(HCN)、乙腈和水。基本无乙腈的水流2从第二塔20的底部或附近再循环至第一塔10的上部，以便促进通过萃取蒸馏乙腈与丙烯腈和HCN分离。包含来自进料1的丙烯腈、HCN和一部分水的流3从第一塔10的顶部去除。包含水和乙腈的液体流4作为进料从第一塔10的底部发送至第二塔20。蒸气流5从第二塔20发送至第一塔10以提供在第一塔10中蒸馏所需的热量。蒸汽侧流4v向上移动至第二塔20且包括乙腈。包含乙腈、水和少量丙烯腈和HCN的粗乙腈流6从第二塔20的顶部去除。剩余的水流7基本无丙烯腈、HCN和乙腈且不作为水流2再循环回到第一塔10，其在第二塔20的底部或附近排出第二塔20。用于从粗乙腈分离丙烯腈的另一个常规方法显示在图2中。如图2所示，进料流101从丙烯腈吸收器(未显示)发送至塔110。进料流101通常含有丙烯腈、氰化氢(HCN)、乙腈和水。基本无乙腈的底部流102从塔110的底部或附近再循环至塔110的顶部，以促进通过萃取蒸馏从丙烯腈和HCN中分离乙腈。底部流102中未再循环至塔110顶部的的部分作为流107排出塔110。包含来自进料流101的丙烯腈、HCN和一部分水的塔顶流103从塔110顶部去除。蒸汽侧流5v向上移动至塔110且含水和乙腈的侧流104(对应于图1中的4v)从塔110去除。回收塔的另一个实例显示在图3中。在这方面，设备300包括塔310。塔310包括顶部区段330、中部区段340和底部区段350。单一塔310的中部区段340可配置用以接收进料流301。在一个方面，塔包括顶部区段和中部区段，且中部区段与顶部区段的直径之比为约0.8-约1.2，在另一方面，约0.9-约1.1，在另一方面，约1.5-约2.5，在另一方面，约1.75-约2.25，和在另一方面，约1.8-约2。在一个方面，塔包括中部区段和底部区段，且底部区段与中部区段的直径之比为约0.8-约1.2，在另一方面，约0.9-约1.1，在另一方面，约1.5-约2.5，在另一方面，约1.75-约2.25，和在另一方面，约1.8-约2。在一个方面，塔包括顶部区段和底部区段，且底部区段与顶部区段的直径之比为约0.8-约1.2，在另一方面，约0.9-约1.1，在另一方面，约1.5-约2.5，在另一方面，约1.75-约2.25，和在另一方面，约1.8-约2。在一个方面，顶部区段、中部区段和底部区段各自为回收塔高度的约25-约40%(切线:切线(tangenttotangent))。如图3所示，包含丙烯腈、HCN和水的塔顶流303从塔310的顶部去除。塔顶流303发送至滗析器501。在这方面，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种萃取蒸馏方法，其包含：提供包括丙烯腈和乙腈的混合物到至少一个蒸馏塔；将包括丙烯腈和乙腈的所述混合物与含水溶剂接触以提供丙烯腈‑水共沸物；和将所述丙烯腈‑水共沸物与所述乙腈分离以提供塔顶流和侧流，其中在所述塔顶流中保持约0.05重量%或更少的乙腈，和在所述侧流中保持约0.5重量%或更少的丙烯腈。

【技术特征摘要】
1.一种萃取蒸馏方法，其包含：提供包括丙烯腈和乙腈的混合物到至少一个蒸馏塔；将包括丙烯腈和乙腈的所述混合物与含水溶剂接触以提供丙烯腈-水共沸物；和将所述丙烯腈-水共沸物与所述乙腈分离以提供塔顶流和侧流，其中在所述塔顶流中保持约0.05重量%或更少的乙腈，和在所述侧流中保持约0.5重量%或更少的丙烯腈。2.权利要求1的方法，其中在所述塔顶流中的乙腈重量%和在所述侧流中的丙烯腈重量%基于至蒸馏塔的含水溶剂流和蒸馏塔温度来控制。3.权利要求2的方法，其中所述蒸馏塔的温度在所述塔的中部区段处测量。4.权利要求1的方法，其中包括丙烯腈和乙腈的所述混合物在进入所述蒸馏塔之前具有约162℉(72.2℃)-约175℉(79.4℃)的温度。5.权利要求1的方法，其中所述含水溶剂在进入所述蒸馏塔之前具有约102℉(38.8℃)-约128℉(53.3℃)的温度。6.权利要求1的方法，其中所述塔顶流发送至滗析器，和所述滗析器的容量保持在滗析器日平均容量的约50%-约70%。7.权利要求1的方法，其中来自所述滗析器的有机流为包括丙烯腈和乙腈的所述混合物体积的约6-约11%。8.权利要求1的方法，其中所述蒸馏塔具有约16psid或更少的压降。9.权利要求1的方法，其中以MSCFH/加仑计的所述侧流流速与以加仑/分钟计的包括丙烯腈和乙腈的混合物的进料速率之比为约0.1-约0.3。10.权利要求1的方法，其中噁唑在所述塔顶流中保持约30ppm或更少的浓度。11.权利要求1的方法，其中HCN在所述侧流中保持约2重量%或更少的浓度。12.权利要求1的方法，其中所述含水溶剂流速与包括丙烯腈和乙腈的所述混合物的流速之比为约1:2-约1:1.6。13.权利要求1的方法，其中所述侧流流速与包括丙烯腈和乙腈的所述混合物的流速之比为约1:1.25-约1:1.7。14.权利要求1的方法，其中所述方法提供每加仑提供至所述回收塔的丙烯腈和乙腈混合物约1600btu或更小的能量用量。15.一种萃取蒸馏方法，其包含：提供包括丙烯腈和乙腈的混合物到至少一个蒸馏塔；将包括丙烯腈和乙腈的所述混合物与含水溶剂接触以提供丙烯腈-水共沸物；和将所述丙烯腈-水共沸物与所述乙腈分离以提供塔顶流和侧流，其中使用添加到所述蒸馏塔的含水溶剂流以及所述蒸馏塔的温度来控制塔顶流杂质和侧流杂质。16.权利要求15的方法，其中所述塔顶杂质选自乙腈、噁唑和它们的混合物，和所述侧流杂质选自丙烯腈、HCN和它们的混合物。17.权利要求16的方法，其中在所述塔顶流中保持约0.05重量%或更少的乙腈，和在所述侧流中保持约1重量%或更少的丙烯腈。18.权利要求15的方法，其中在所述塔顶流中的乙腈重量%和在所述侧流中的丙烯腈重量%基于至蒸馏塔的含水溶剂流和蒸馏塔温度来控制。19.权利要求18的方法，其中所述蒸馏塔的温度在所述塔的中部区段处测量。20.权利要求15的方法，其中包括丙烯腈和乙腈的所述混合物在进入所述蒸馏塔之前具有约162℉(72.2℃)-约175℉(79.4℃)的温度。21.权利要求15的方法，其中所述含水溶剂在进入所述蒸馏塔之前具有约102℉(38.8℃)-约128℉(53.3℃)的温度。22.权利要求15的方法，其中所述塔顶流发送至滗析器，和滗析器的容量保持在滗析器日平均容量的约50%-约70%。23.权利要求15的方法，其中来自所述滗析器的有机流为包括丙烯腈和乙腈的所述混合物体积的约6-约11%。24.权利要求15的方法，其中所述蒸...

【专利技术属性】
技术研发人员：MS守谢，TR麦克唐奈，JR库奇，
申请(专利权)人：英尼奥斯欧洲股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH