共制造丙烯腈和氰化氢的改善方法技术

本发明专利技术涉及共制造丙烯腈和氰化氢的方法，该方法包括将包含氰化氢的股流与丙烯腈反应器产物流混合以制备混合产物流，所述混合产物流具有约９∶１或更小的丙烯腈与氰化氢的比率，所述比率可被改变；并且在丙烯腈工艺的回收／纯化系统中处理混合产物流，其中通过添加酸来控制ｐＨ以防止氰化氢聚合。丙烯腈与氰化氢的比率一般介于２∶１至９∶１之间。包含氰化氢的股流有利地为来自氰化氢合成反应器的氰化氢产物流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于共制造丙烯腈与氰化氢的具有改善的控制和效率的方法。
技术介绍
丙烯腈(ACRN)是用于合成多种聚合物的重要单体并且是丙烯酸和丙烯酰胺的原 料，所述多种聚合物包括丙烯腈系纤维、合成橡胶、尼龙。制备丙烯腈的方法为人们所熟知 并且包括所谓的“Sohio法”，其中丙烯/丙烷与氨和氧(空气)在催化剂上高温反应(“氨 氧化”)。氰化氢(HCN)与乙腈(CH3CN)作为副产物制备。氰化氢是有价值的副产物，这是由于其大量用作原料或用作中间体。例如，氰化氢 用作合成包括聚酰胺的多种聚合物和化学品的原料。氰化氢为包括氰化钠和氰化钾的金属 氰化物的原料，氰化钠和氰化钾这两种化合物在金回收和钢硬化中非常重要。为了增加Sohio法中的氰化氢收率，可采用通常称作“注甲醇”的技术。注甲醇涉 及将甲醇气体添加到丙烯腈反应器中或喂入到反应器中以增加氰化氢生产。常规的Sohio 法制备的丙烯腈与氰化氢的比率为约9 1，而利用注甲醇该比率可降低至8 1。在一般 工厂中，利用注甲醇能够导致每年约1千万磅氰化氢的增加，同时每年联产约3亿6千万至 4亿磅的丙烯腈。注甲醇具有若干个缺点。由于置于该体系上的负荷的缘故，丙烯腈的总收率能够 减少多达5%。甲醇减少反应器中的丙烯含量，从而导致生产出较少的丙烯腈。甲醇反应时 在催化剂表面上释放的高热量使得催化剂失活，从而导致更频繁的催化剂置换。甲醇还能 够与氨氧化中间体反应以形成反应中间体，其会导致聚合物生成并会脏污下游设备。甲醇还与体系中的氧反应，从而消耗该试剂并生成不可取的副产物，例如氧化碳。注甲醇方法不太明显的缺点是增加了设备和能量的成本，这是由于需要将甲烷转 化成甲醇。甲醇通常通过使甲烷与高温高压蒸汽在铜催化剂上反应得到一氧化碳和氢(通 常称作“合成气”)来制备。合成气随后进行另外的高温反应以得到甲醇。希望避免将甲烷 转化成甲醇的无效的中间步骤，同时增加丙烯腈反应体系中的氰化氢生产。已添加其它醇和酮以增加丙烯腈工艺中的氰化氢生产。尽管此类方法增加氰化氢 与丙烯腈的比率，但丙烯腈的总磅数减少，并且向反应器中加入附加的醇和酮还会加速催 化剂失活。氰化氢为高度毒性且易燃的气体。在高浓度下，通过聚合与分解的放热失控反应 的危险增加，其为潜在的爆炸处境。所以，在使用和/或制备氰化氢的任何方法中，重要的 是必须安全第一。因此，当在过程中增加氰化氢浓度时，必须高度警惕以确保过程的安全操 作。丙烯腈体系中的高氰化氢浓度相对不稳定，并且会在顶塔内形成固体聚合氰化 氢，从而降低塔压。顶塔为其中氰化氢和丙烯腈得以分离的蒸馏塔。压降使塔温升高，进一 步有利于氰化氢聚合。固体聚合产物堵塞设备，例如减压系统、阀门、仪表和管道，其继而增 加与氰化氢相关联的危险。与固体聚合氰化氢及其它下游工艺设备清洁相关联的停产随丙烯腈体系中氰化氢浓度升高而增加并导致大量成本以及丙烯腈和氰化氢的产量损失。在美国专利公开 6，296，739和6，793，776中，Godbole公开了基于降低顶塔中的水层量来减少氰化氢聚合危 险的方法。Godbole的方法包括通过向顶塔内添加循环或纯净氰化氢来增加氰化氢与丙烯 腈的回流比以降低聚合物生成的可能性等等。常见措施为降低塔压，从而降低塔温。仍然存在对共生产丙烯腈和氰化氢的需要，其中丙烯腈与氰化氢的比率小于常规 Sohio法中所提供的。还期望能够改变该比率。另外还期望避免对丙烯腈工艺的任何负面 效应，例如催化剂失活，以及对下游回收和纯化操作的负面效应。还期望将甲烷有效转化为 氰化氢，或者至少避免制备甲醇的设备及能量成本。还期望保持氧消耗的效率以及最小化 不可取的副产物的生成。另外还期望利用现有的丙烯腈回收和纯化设备。另外关键的是氰 化氢浓度的任何增加以不危及安全的方式进行。本专利技术满足了这些需要。
技术实现思路
本专利技术为用于共制造丙烯腈和氰化氢的方法，所述方法包括(a)在含有水的吸收 塔内将包括氰化氢的股流与丙烯腈反应器产物流混合以制备混合产物流，所述混合产物流 具有约9 1或更小的丙烯腈与氰化氢的比率；和(b)在回收塔、含有水层和有机层的滗析 器和顶塔内按顺序处理所述混合产物流，其中通过添加酸将吸收塔和回收塔内的PH控制 在7. O或更小，并且将滗析器和顶塔内的pH控制在小于4. 5。丙烯腈与氰化氢在混合产物 流中的比率一般介于2 1和9 1之间，并且可介于2 1和5 1之间。包含氰化氢 的股流能够有利地作为来自氰化氢合成反应器的氰化氢产物流被提供。因此，本文提供了用于氰化氢和丙烯腈回收和纯化的方法，由该方法回收到相对 于常规的Sohio丙烯腈方法更大量的氰化氢。丙烯腈与氰化氢的相对比率在该方法中能够 通过控制包括氰化氢的股流的进料速率进行控制。根据本专利技术，丙烯腈工艺与氰化氢工艺基本上能够平行操作并且来自单独工艺的 产物流组合在单个回收/纯化操作中。令人吃惊的是，在该方法中较高的氰化氢浓度下，基 本上防止了氰化氢聚合并且该方法以安全的方式操作。此外，令人吃惊的是，在该方法中添 加的氰化氢能够与丙烯腈产物流简单混合用于回收和纯化，而无需单独的纯化系统。附图简述附图说明图1为本专利技术方法的流程图。专利技术详述本文提供了由单独的反应器系统来共制造氰化氢和丙烯腈并在单个回收/纯化 系统中混合的方法。所述方法包括将诸如氰化氢反应器产物流的包括氰化氢的股流与丙烯 腈反应器产物流混合以制备混合产物流，并且将所述混合产物流引入到用于丙烯腈和氰化 氢回收和纯化的系统中，其中所述混合产物流中丙烯腈与氰化氢的比率为9 1或更小，优 选介于2 1和9 1之间。丙烯腈反应器产物流丙烯腈在本专利技术中例如并优选地通过Sohio法制备。在该方法中，丙烯、丙烷或它 们的组合与氨和氧在催化剂上高温反应。氰化氢与乙腈为制备的副产物。可利用任何氧气 来源。通常，氧气来源为空气。有用的催化剂为人们所已知并且一般基于钼酸铋。反应在介于约260°C和600°C之间，优选310°C至510°C，更优选400°C至510°C的4温度下进行。压力通常为5至30psig(34至207kPa)。接触时间一般在0. 1至50秒的范围 内。丙烯腈产物流(反应器流出物)为包括未反应的反应物、丙烯腈、氰化氢、乙腈和 水的气体流。丙烯腈产物流通过水喂送到其中的骤冷器以降低该股流温度并除去任何未反 应氨。未反应的氨能够作为反应物反向循环到工艺中。作为另外一种选择，硫酸可与水一 起添加以制备硫酸铵，其作为含水股流被除去。应当理解，其它丙烯腈制造方法也是可能的，本专利技术并不局限于上述Sohio法。包含氰化氢的股流包含氰化氢的股流能够得自任何氰化氢来源。方便的是，氰化氢股流作为来自氰 化氢合成反应器的氰化氢产物流被提供。氰化氢能够作为独立式过程由天然气(甲烷)、氨和氧在丝网形式的钼、钼-铑、或 钼-铱合金催化剂上于大气压和大于1000°c的温度下以安德卢梭法制备。作为另外一种 选择，氰化氢能够由甲烷和氨在约1300°c下经过内衬或涂覆有钼的多孔陶瓷管以Degussa BMA法制备。这些方法的详细描述提供在例如由Kirk-Othmer编辑的Encyclopedia of ChemicalTechnology (第四版，第7卷，第753至782页)本文档来自技高网...

【技术保护点】
共制造丙烯腈和氰化氢的方法，所述方法包括（ａ）在含有水的吸收塔内将包含氰化氢的股流与丙烯腈反应器产物流混合以制备混合产物流，所述混合产物流具有约９∶１或更小的丙烯腈与氰化氢的比率；和（ｂ）在回收塔、具有水层和有机层的滗析器、和顶塔内按顺序处理所述混合产物流，其中通过添加酸将吸收塔和回收塔内的ｐＨ控制在７．０或更小，并且将滗析器和顶塔内的ｐＨ控制在小于４．５。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：BE巴沙姆，RT斯蒂梅克，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]