在丙烯腈生产过程中除去废料的方法技术

在丙烯／丙烷、氨和含氧气体（例如，空气）于流化床催化剂上直接氨氧化生产丙烯腈的过程中基本上或完全除去所产生的硫酸铵的方法，其中改进包括在某一位置将有机化合物（及混合物）输入上述反应器中，在该位置，化合物与基本上所有过量的氨反应，但不影响丙烯腈产率。优选的是，有机化合物是甲醇，其在低于其结焦温度的温度下输入反应器中。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在由不饱和的或饱和的烃(优选丙烯或丙烷)、氨和氧气在含有氨氧化催化剂的流化床反应器中直接氨氧化生产丙烯腈的过程中显著除去未反应的氨和惊人地降低由未反应的氨产生的硫酸铵和废产物。具体地说，本专利技术涉及在丙烯腈生产过程中在流化床反应器的特定位置加入含氧化合物(优选甲醇)以显著降低或除去残余在流化床排出的气体物流中存在的氨的量，从而完全避免或显著降低在所生产的丙烯腈的回收和提纯过程中硫酸铵的形成。在丙烯腈生产实践中显著降低或完全除去硫酸铵的生成导致有效的环境和经济优点。目前存在许多专利建议在流化床反应器中注射入甲醇以制备氰化氢。此外，这些参考文献进一步公开了丙烯腈流化床反应器中注入甲醇以使在生产丙烯腈的同时生产氰化氢。例如，US3911089和4485079均披露了通过在含有适合于生产丙烯腈的氨氧化催化剂的流化床反应器中注入甲醇以氨氧化甲醇而生产氰化氢。此外，每一篇参考文献均披露了甲醇注入过程可与丙烯腈的制备过程同时进行。此外，日本专利申请74-87，474、79-08655和78-35232均涉及了在丙烯腈生产过程中增加或制备氰化氢的类似方法。日本专利申请74-87874还提出了其方法的第二个效果，即降低了未反应的氨的量从而降低用于中和过量的硫酸的用量。所有这些专利主要都涉及生产附加的氰化氢。本专利技术涉及在特定的位置和方向向流化床反应器中注入含氧化合物或混合物或能够与氨反应的有机物(优选甲醇)的特殊方法，以显著或完全除去在丙烯腈生产、回收和提纯过程中产生的硫酸铵而不会降低丙烯腈的生产。本专利技术的主要目的是除去或显著降低在丙烯腈生产过程中产生的硫酸铵的量。本专利技术的另一个目的是除去或显著降低在丙烯腈生产过程中存在于反应器流出物中的未反应的氨的量。本专利技术其他的目的、优点和新特征一部分将在如下描述中陈述，另一部分则对于本领域熟练技术人员来说经参看下文就显而易见了或可通过本专利技术的实践掌握。本专利技术的目的和优点可借助于在所附的权利要求书中专门提出的手段和基础组合来实现和获得。根据本文所包含的和所描述的本专利技术的用途为获得上述目的，本专利技术的方法包括在流化床反应器的较低部分输入选自丙烯和丙烷的烃、氨和含氧气体以便在流化床催化剂存在下制备丙烯腈;在某一位置输向流化床反应器中输入能够与氨反应的含氧化合物，在该处含氧化合物基本上不影响烃、氨和含氧气体制备丙烯腈的反应，但与存在于反应器中的基本上所有的未反应的氨反应以基本上显著除去在从上述反应器中排出的反应器流出物中存在的任何游离的氨;将含有丙烯腈和基本上没有任何未反应的氨的反应器流出物输入骤冷塔用不存在硫酸的水冷却反应器流出物以除去不需要的杂质和从骤冷塔中回收丙烯腈。在本专利技术方法的优选的具体实例中含氧化合物选自甲醛和甲醇或它们的混合物，最优选甲醇。在本专利技术的方法的另一个优选实例中，含氧化合物，优选甲醇，以低于其结焦温度(约680～700F)的温度下输入反应器。在本专利技术的方法的另一个优选实例中，甲醇通过一根导管注入反应器中，该管道可保持甲醇在进入反应器之前的温度低于其结焦温度。优选的是，导管带有一个绝缘喷雾器，该喷雾器含有至少一个联结至少一个侧向管的总管，所述侧向管含有至少一个喷嘴和/或aloniyed、陶瓷和涂覆的喷雾器。在本专利技术方法的进一步优选的实例中，反应器的甲醇注入点高于丙烯、氨和含氧气体(例如空气)的输入点，优选的是高于计算的膨胀反应床高度的至少70%，最优选的是超过约85%，尤其优选的是超过上述的90%。在本专利技术另一个更优选的具体实例中，甲醇以向上的方向注入反应器中。在本文所包含的和广泛描述的本专利技术的另一方面，本专利技术的方法包括将选自丙烯和丙烷的烃、氨和含氧气体输入含有流化床氨氧化催化剂的流化床反应器的较低部分，以便在所述催化剂存在下进行反应以生产丙烯腈，其改进包括，将能够与氨反应的含氧化合物以向上的方向在某一处输入流化床反应器的较上部分，在该处，含氧化合物基本上不影响烃、氨就含氧气体生产丙烯腈的反应，位与基本上所有从反应器中排出的未反应的氨反应以便从由反应器排出的反应器流出物中基本上除去氨。在本专利技术的优选的具体实例中，甲醇在反应器的较高部分的位置注入，该位置高于计算的膨胀流化催化床高度的至少70%。在本专利技术的更优选的具体实例中，甲醇在反应器的较高部分的位置注入，该位置高于计算的膨胀流化催化床高度的至少85%。在本专利技术的更优选的具体实例中，甲醇在反应器的较高部分的位置注入，该位置高于计算的膨胀流化催化床高度的至少90%。在本专利技术的另一个优选的具体实例中，甲醇经导管注入流化床反应器中，该导管能够保持甲醇的温度在进入反应器之前低于其结焦温度。在本专利技术更优选的具体实例中，用于甲醇的导管包括一个喷雾器，其包括至少一根连接至少一根具有至少一个喷嘴的侧向管的总管。在本专利技术的另一个更优选的具体实例中，通过在用于甲醇的导管的外表面周围提供一个绝热覆盖层来保持所述导管的内部低于甲醇结焦温度的温度。优选的是，在绝热层外表面设置第二根导管以便进一步保护所述绝热层的外表面。可用于本专利技术方法的典型的含氧化合物是醛、羧酸、酮、醇、酯或它们的混合物。含氧化合物的强制性要求是，具与任何在反应器中的过量氨反应以便从反应器排出的流出物中基本上除去游离氨，并且不影响生产丙烯腈的主反应。优选的含氧化合物是甲醛和甲醇，尤其优选的是甲醇。在本专利技术的更进一步优选的具体实例中，含有至少一种能够与反应器中基本上所有过量氨反应但不影响生产丙烯腈的主反应的有机化合物的混合物被输入反应器中。该混合物的例子可以是含有烯烃化合物、被取代的芳烃和/或含氧化合物的有机或含水废物流。本专利技术方法的意义在于，其提供了一种基本除去流化床反应器中氨漏出(即未反应的氨)的简单和经济的方法，并同时具有在生产丙烯腈过程中除去作为产物的硫酸铵的附带优点。在生产丙烯腈过程中除去废物流中的硫酸铵意味着废物流不含有任何或仅含有最少量的无机盐。这导致在丙烯腈生产实践中在人们不能进行深式注入的条件下的重要的经济利益。通常，从骤冷塔放出的废物流含有相当高浓度的(NH4)2SO4，这使得难以以经济和环境可接受的方式处理这些物料。从这些物流中除去铵盐或使之降至最低使得这些物料可接受不需要苛刻条件或昂贵的设备材料(例如，焚烧)的废物处理过程，或者在深式注入不可行的条件下，从而导致重要的经济和环境利益。现在我们将详细说明本专利技术的优选具体实例。本专利技术通过将含氧化合物或含有至少一个能够与氨反应的化合物的有机化合物的混合物，优选甲醇在某一位置加入流化床反应器中使在丙烯腈生产过程中产生的硫酸铵降至最少，在上述位置使反应器中的过量氨与含氧化合物基本上或全部反应，而基本上不影响丙烯腈的生产效果。基本上除去或完全除去从丙烯腈装置的骤冷塔排放的废料物流中的硫酸铵惊人地改善了与丙烯腈生产过程有关的环境效果和经济成本。在本专利技术优选的实践中，甲醇从喷雾器由某一位置注入流化床反应器的催化剂区域或其上方(即，膨胀的催化剂床高度的100%以上的高度)，在该位置甲醇有机会与基本上全部或全部的过量氨反应，但不与在催化剂床的较低部分发生的主丙烯氨氧化反应竞争。用于本专利技术的术语流化床反应器不仅包括常规的流化床反应器，而且包括能够维持催化剂流化状态的任何反应器，如转移管道反应器、立管本文档来自技高网...

【技术保护点】
在丙烯腈生产过程中避免氨漏出和硫酸铵生成的方法，其包括在流化床反应器的较低部分输入选自丙烯和丙烷的烃、氨和含氧气体以便在流化床催化剂存在下反应生产丙烯腈；将能够与氨反应的含氧化合物在低于上述含氧化合物结焦温度的温度下于某一点输入流化床反应器的较高部分，在该位置含氧化合物基本上不影响烃、氨和含氧气体生产丙烯腈的反应，但与基本上所有存在于反应器中的未反应的氨反应以基本上除去在从上述反应器排出的反应器流出物中存在的任何游离氨；将含有丙烯腈和基本上没有任何未反应的氨的反应器流出物送入骤冷塔以便用没有硫酸的水冷却反应器流出物以除去不需要的杂质和由骤冷塔回收丙烯腈。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：WG肖，KL比格勒，LR特罗特，SJ米科，VG赖林，MJ西利，DD苏雷什，MS弗里德里希，PE波特，EJ索克凯尔，小AR苏基，KP凯克勒，FJ科扬切克，
申请(专利权)人：标准石油公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]