專利名稱：氣體丙烯腈和氫氰酸產(chǎn)品物流的驟冷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由烴類和含氧氣體在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┐嬖谙轮苽涫突ぎa(chǎn)品的方法，更具體地，涉及改進(jìn)的制備腈類化合物如丙烯腈和氫氰酸的方法。本發(fā)明涉及驟冷熱氣體產(chǎn)品物流和除去反應(yīng)排出物中氨的方法。該驟冷過程使不希望的副反應(yīng)停止，這些副反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生聚合的丙烯腈、丙烯醛和其它不希望的高分子量烴類。該驟冷過程還可以從熱氣體產(chǎn)品物流中除去顆粒物和某些污染物。
背景技術(shù)：
很多石油化工產(chǎn)品是由適當(dāng)?shù)臒N類在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┐嬖谙逻M(jìn)行汽相氧化反應(yīng)制備的。例如，不飽和腈類化合物是由飽和烴或烯類不飽和烴與氧在氨和適當(dāng)?shù)拇呋瘎┐嬖谙逻M(jìn)行氨氧化反應(yīng)制備的。相似地，烯烴氧化物是由低級(jí)烷烴或烯烴與氧在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┐嬖谙逻M(jìn)行氧化反應(yīng)制備的。本發(fā)明特別涉及丙烯腈的制備。然而，本發(fā)明的方法用于任何用空氣或氧作為反應(yīng)物的過程，都是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的。
制備腈類化合物的普通技術(shù)是所謂氨氧化法，在該法中烯烴如丙烯或異丁烯或烷烴與氨和氧在催化劑存在下進(jìn)行高溫氣相催化反應(yīng)。通常將空氣作為氧的來源，因其價(jià)廉易得。氨是過量的，以最大量地產(chǎn)生腈類化合物。
上述合成反應(yīng)可在任何適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)器中進(jìn)行，如固定床、流化床或輸送床反應(yīng)器。反應(yīng)溫度一般很高。反應(yīng)器排出物流為熱氣體，其中含有石油化工產(chǎn)品和通常不希望的副產(chǎn)品、一氧化碳、二氧化碳、水、空氣、未反應(yīng)的烴類和氨等。反應(yīng)設(shè)備組一般包括反應(yīng)器、石油化工產(chǎn)品回收單元如滌氣器，其中用水或其它溶劑將產(chǎn)品從反應(yīng)器排出的氣體物流中回收，進(jìn)一步純化產(chǎn)品的設(shè)備和進(jìn)一步處理洗滌后排出的氣體物流的設(shè)備。
氣相烴類氧化法制備石油化工產(chǎn)品的一個(gè)主要問題是，由于反應(yīng)在高溫下進(jìn)行，產(chǎn)品和未轉(zhuǎn)化的原料在產(chǎn)品排出物流離開反應(yīng)器后繼續(xù)反應(yīng)。產(chǎn)品發(fā)生聚合，與氣體物流中其它組分反應(yīng)并形成其它不希望的高分子量烴類。這些種類多、數(shù)量大的副反應(yīng)會(huì)消耗產(chǎn)品、產(chǎn)生必須分離和去除的廢物。這些廢物包括腈類聚合物、丙烯酸聚合物、聚合的丙烯腈、丙烯醛和許多其它不希望的高分子量烴類化合物。某些不希望的反應(yīng)在高pH值條件下更易發(fā)生。由過量氨引起的高pH值冷凝物使低于露點(diǎn)溫度的排出物流特別易于遭受破壞。由于上述反應(yīng)速度很快，因此希望盡可能快地將這些反應(yīng)終止，并且防止發(fā)生引起產(chǎn)率損失的高pH值反應(yīng)。大部分污染物在氣體驟冷過程中被除去。成功驟冷的關(guān)鍵因素是降低氣體物流溫度和除去氨。一旦氣體物流被驟冷，不希望的副反應(yīng)即停止。以下討論的驟冷過程表示降低溫度和去除氨兩重意義。
氣相烴類氧化法制備石油化工產(chǎn)品的另一問題是，由于反應(yīng)在高溫下進(jìn)行，在反應(yīng)器或與反應(yīng)器相連的設(shè)備或管線中發(fā)生著火和爆炸的危險(xiǎn)性始終存在。因此，需要不斷努力控制反應(yīng)器及相連設(shè)備中的條件，使混合物處于可燃范圍之外，至少是自燃范圍之外。
氣相烴-氧混合物的可燃性和自燃性依賴于其組成、壓力和溫度。低溫下，氣體混合物的可燃范圍相對(duì)較小，當(dāng)溫度升高后，其可燃范圍擴(kuò)大。當(dāng)水蒸汽含量由于驟冷而上升時(shí)，由于稀釋作用，可燃性也降低。當(dāng)溫度不斷上升，最后會(huì)使混合物達(dá)到自燃點(diǎn)。當(dāng)達(dá)到自燃點(diǎn)后，混合物可能著火和爆炸，從而造成設(shè)備損壞和附近人員的傷亡。
美國專利3,885,928描述了由氨氧化法制備的烴類產(chǎn)品的回收方法。該方法使用驟冷塔冷卻反應(yīng)器排出物流。該專利描述了用驟冷塔作為熱氣體物流和反向水流接觸的設(shè)備，盡管該專利也敘及了噴射水霧與熱氣體物流接觸。驟冷塔的問題是，相對(duì)于正在發(fā)生的副反應(yīng)而言，驟冷時(shí)間較長。驟冷塔一般需要約250至約700毫秒或更長的時(shí)間使氣體物流冷卻。這一相對(duì)較慢的驟冷過程部分是因?yàn)槭┘拥臍?液接觸能量輸入相對(duì)較低。
美國專利3,936,360描述了冷卻氣體的方法首先將氣體通過換熱器進(jìn)行冷卻，然后按照并流的方式向流動(dòng)的氣體物流噴射驟冷液體，接著將含有丙烯腈或甲基丙烯腈的經(jīng)過驟冷的氣體物流送入吸收設(shè)備。在吸收設(shè)備中，水和氣體物流并流接觸，基本上可完全去除其中的丙烯腈或甲基丙烯腈。然后，幾乎含有全部丙烯腈或甲基丙烯腈的水流通過一系列蒸餾塔和分離設(shè)備，以分離和純化其中的產(chǎn)品丙烯腈及其衍生物，而驟冷流體從最終產(chǎn)品蒸餾塔的塔底獲得。驟冷過程開始于連接到驟冷塔(稱為氣體洗滌塔)的管線，在該處水被噴入氣體物流。在靠近驟冷塔的頂部，氣體洗滌塔使用噴嘴引入與氣體物流接觸的水滴。該專利稱之為噴射洗滌設(shè)備，其中大量的水被循環(huán)噴射到反應(yīng)器排出物流中。該專利清楚地表示其噴射水流與氣體物流為并流。如果不進(jìn)行冷卻，洗滌用水將部分地閃蒸到氣體洗滌塔中。
其它專利描述了驟冷用水從下游的分離和純化步驟獲得的方法。例如，美國專利4,166,008描述了從第二產(chǎn)品回收蒸餾塔獲得驟冷用水的方法。美國專利3,936,360描述了從氫氰酸回收蒸餾塔塔底獲得驟冷用水的方法。氫氰酸通常與丙烯腈一同產(chǎn)生。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了對(duì)石油化工產(chǎn)品的制備方法和設(shè)備的改進(jìn)，該制備方法包括烴類和氧在適當(dāng)?shù)拇呋瘎┐嬖谙逻M(jìn)行氣相氧化反應(yīng)。本發(fā)明包括產(chǎn)品氣體物流與驟冷流體在反向噴射滌氣器中接觸，優(yōu)選方案為液體向上流動(dòng)，氣體向下流動(dòng)。該方案成功的關(guān)鍵因素是由于較大的使驟冷流體霧化的能量輸入，使驟冷流體產(chǎn)生較大的霧化程度。能量輸入由升高氣體和液體速度來調(diào)節(jié)。驟冷流體按與氣體相反的方向噴入。驟冷流體沖擊氣體，該氣體的速度足以使驟冷流體的流動(dòng)方向逆轉(zhuǎn)。這一過程產(chǎn)生了強(qiáng)烈混合區(qū)，在該區(qū)域氣體得到快速冷卻，即冷卻過程在100毫秒或更少的時(shí)間內(nèi)完成。該快速驟冷使不希望的副反應(yīng)停止，一方面是由于去除了氨等反應(yīng)物，另一方面是由于氣體得到了冷卻。驟冷流體也去除了雜質(zhì)，包括重的聚合物和催化劑細(xì)粉。驟冷流體的引入設(shè)備位于反應(yīng)區(qū)域的下游，并且優(yōu)選的位置是氨氧化反應(yīng)器出口附近。
在本發(fā)明的某些應(yīng)用中，液體物流可以向下流動(dòng)、氣體物流可以向上流動(dòng)，而在其它應(yīng)用中，流動(dòng)可以在水平面上或與垂直面成一角度的平面上進(jìn)行。只要是反向流動(dòng)并且氣體流動(dòng)速度足夠高，氣體就將夾帶液體并使其流動(dòng)方向逆轉(zhuǎn)，這一逆轉(zhuǎn)過程提供了霧化所需的湍流。然而，在丙烯腈/氫氰酸應(yīng)用中，優(yōu)選的實(shí)施方案采用了液體向上流動(dòng)、氣體向下流動(dòng)的方式。這是為了最大限度地減少液體滯留區(qū)域和接觸不充分，避免由此產(chǎn)生的腐蝕，聚合物生長，以及旁路。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，氣體驟冷流體從外部來源提供。在另一實(shí)施方案中，消耗的驟冷流體被冷凝，并從石油化工產(chǎn)品-放空氣流中分離出來用于驟冷流體。在第三個(gè)實(shí)施方案中，驟冷流體是從后續(xù)的回收和純化步驟排出的工藝物流中獲得。用于本發(fā)明的丙烯腈/氫氰酸應(yīng)用中的一個(gè)基本因素是驟冷流體含有酸，以使氨易于從氣體物流中除去。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，未汽化的驟冷流體被循環(huán)使用。在一個(gè)更優(yōu)選的實(shí)施方案中，雜質(zhì)和污染物在驟冷流體循環(huán)之前被除去。在一個(gè)最優(yōu)選的實(shí)施方案中，驟冷流體在循環(huán)過程中未被冷卻，并且所述冷卻過程基本上是絕熱的，熱氣體物流的顯熱轉(zhuǎn)化為蒸汽的潛熱。液體循環(huán)量增加使驟冷強(qiáng)度增加，驟冷所需時(shí)間減少。然而，增加循環(huán)量會(huì)增加額外的泵的費(fèi)用，因此循環(huán)量是本發(fā)明的關(guān)鍵變量之一。
附圖描述

圖1是本發(fā)明一個(gè)典型實(shí)施方案中的帶有循環(huán)泵的逆流噴射滌氣器。
發(fā)明詳述本發(fā)明的方法可用于任何由烴和氧的高溫氣相反應(yīng)生產(chǎn)的石油化工產(chǎn)品的制備中。典型的可利用本發(fā)明的石油化工產(chǎn)品的制備過程是通過低級(jí)烷烴或烯烴與氧和氨反應(yīng)制備烯類不飽和腈的過程。在一個(gè)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，所述方法用從丙烯、氨和氧的氨氧化反應(yīng)制備丙烯腈的過程中獲得的排出物流進(jìn)行。該反應(yīng)溫度為260至600℃，但優(yōu)選溫度是310至500℃，特別優(yōu)選的溫度是350至480℃。當(dāng)熱氣體產(chǎn)品物流離開或剛剛離開氨氧化反應(yīng)區(qū)域，驟冷流體被注入其中使其快速冷卻至其可燃組分的自燃點(diǎn)以下。
本發(fā)明的主題是熱氣體產(chǎn)品物流(圖1中的項(xiàng)目10)通過一個(gè)逆流噴射滌氣器，在那兒當(dāng)氣體與反向噴射的流體接觸時(shí)被驟冷。這種逆流噴射滌氣器描述在在此引入作為參考的美國專利3,803,805中，并可以用商業(yè)手段從Monsanto Enviro-Chem Systems，Inc.，St.Louis，商標(biāo)為DYNAWAVE(注冊(cè)商標(biāo))獲得。氣體從一通道(圖1中項(xiàng)目16)通過，驟冷流體噴入其中。氣體流動(dòng)速度被保持在至少是約1500英尺/分鐘的液泛速度，這是使噴入流體流向逆轉(zhuǎn)的臨界速度。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的，實(shí)際所需的速度是隨著氣體和液體的物理性質(zhì)如相密度的變化而變化的。液泛速度一詞代表這樣的速度，即在通道中氣體足以使液體懸持的速度。這一速度一般是1000-2000英尺/分鐘，但實(shí)際上該值是受許多因素影響的。由于熱氣體排出物流中存在不希望的副反應(yīng)，因此希望快速的驟冷過程。優(yōu)選的通過逆流噴射滌氣器的表觀氣速是大于約1500英尺/分鐘，更優(yōu)選的為約3000-6000英尺/分鐘，最優(yōu)選的為4000-5000英尺/分鐘。以上所有氣體速度均為表觀氣體速度，它們是由體積流速除以逆流噴射滌氣器在噴入的水形成“駐波”或“泡沫區(qū)”的位置或其附近的橫截面積決定的，在其中所述的位置或附近，大部分水的流向發(fā)生逆轉(zhuǎn)。參見圖1中的項(xiàng)目12，具體說明泡沫區(qū)。驟冷的主要部分發(fā)生在這一泡沫區(qū)域和后續(xù)的氣體與液滴的并流過程。通道可以局部地收縮，以增加泡沫區(qū)的表觀氣體速度。
驟冷流體從噴嘴(圖1中項(xiàng)目14)中以足夠高的速度噴射，以在通道橫截面的每平方英尺上提供至少約1射流馬力的能量。優(yōu)選的為2或大于2射流馬力/每平方英尺通道橫截面積，更優(yōu)選的為3或大于3射流馬力/每平方英尺通道橫截面積。驟冷流體的噴射方向與氣體流向相反。
在本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方案中，驟冷流體從一個(gè)或多個(gè)噴嘴噴出，這些噴嘴設(shè)計(jì)成能噴出液滴或分散的霧液，并設(shè)計(jì)成能使液滴或分散的霧液充滿氣體流經(jīng)的全部橫截面。這可以減少以氣體和噴射的流體的速度形式存在的能量，這些能量被用來獲得必要的湍流以實(shí)現(xiàn)快速驟冷。當(dāng)可能有小的流路存在并基本上延伸通過逆流噴射滌氣器，而使驟冷流體和氣體未能完全接觸時(shí)，這些噴嘴有利于消除旁路。優(yōu)選的噴嘴通常具有高壓降，以形成小的液滴尺寸，并使液滴具有足夠的速度噴入到氣體物流中。此外，噴嘴優(yōu)選安裝和設(shè)計(jì)成使泡沫的前緣固定，此處驟冷流體的流向發(fā)生逆轉(zhuǎn)。
驟冷流體沖擊氣體物流，該氣體物流的速度足以使驟冷流體的流向逆轉(zhuǎn)。這產(chǎn)生了一個(gè)激烈混合區(qū)域，此處氣體被快速驟冷，即驟冷在100毫秒或更小的時(shí)間內(nèi)完成。大部分的氨，大于95％，在此時(shí)從氣體物流中被除去。優(yōu)選的實(shí)施方案為去除大于98％的氨，更優(yōu)選的為99％。這種快速驟冷和除氨的過程終止了不希望的副反應(yīng)。
這種逆流噴射滌氣器提供了有效、非常快速的氣體洗滌，并具有較低的壓降。快速驟冷特別重要，然而低的壓降對(duì)于裝置操作也是必需的。來自于反應(yīng)器的氣流一般具有高的流動(dòng)速度，而反應(yīng)器中的壓力經(jīng)常接近1個(gè)大氣壓表壓。這種逆流噴射滌氣器的壓降小于約1psi，考慮到非?？焖俚捏E冷，這一壓降是較小的。
典型的反應(yīng)器排出物流的溫度約455℃，壓力約1大氣壓。這種氣體通常經(jīng)過熱交換器冷卻一下，在此氣體的潛熱產(chǎn)生在工廠中使用或向外輸出的蒸汽。然而，并不希望將氣體冷卻到約240℃以下，因?yàn)楫?dāng)氣體被冷卻到較低溫度時(shí)，會(huì)在換熱器的內(nèi)壁上冷凝成液體。此外，當(dāng)希望的氣體排出溫度降低，不希望的高分子量烴類會(huì)沉積在換熱器內(nèi)部，降低換熱效率。因此最好采用驟冷技術(shù)將氣體排出物流冷卻到大約240℃以下。
在一個(gè)稱為熱驟冷的優(yōu)選實(shí)施方案中，驟冷流體是沒有廣泛外部冷卻的循環(huán)水，當(dāng)氣體通過逆流噴射滌氣器時(shí)，溫度降至約75至約90℃。冷卻過程基本是絕熱的，熱氣體產(chǎn)品的顯熱轉(zhuǎn)化為水蒸汽的潛熱。因此，無論驟冷流體是否被循環(huán)使用，必須有穩(wěn)定供給的驟冷流體以彌補(bǔ)由于汽化而造成的損失。
在另一優(yōu)選實(shí)施方案中，氣體排出物流用換熱器從約455℃冷卻至約240℃，然后，氣體在逆流噴射滌氣器中用水驟冷。氣體通過逆流噴射滌氣器后，在這樣一個(gè)系統(tǒng)中氣體溫度將下降到約75℃至約90℃。
本發(fā)明的另一新方面是進(jìn)行本發(fā)明方法的系統(tǒng)。根據(jù)一種實(shí)施方案，該系統(tǒng)包括烴反應(yīng)器、任選的熱交換器、逆流噴射驟冷系統(tǒng)、石油化工產(chǎn)品回收單元，如洗滌或冷凝設(shè)備，以及產(chǎn)品分離純化系統(tǒng)。本發(fā)明的方法包括，將由丙烯或異丁烯進(jìn)行氨氧化反應(yīng)得到的反應(yīng)器排出物流傳輸?shù)侥媪鲊娚錅鞖馄鳎谄渲袩釟怏w排出物流與水霧接觸而被冷卻，冷卻后的反應(yīng)器排出物流從頂部排出送往吸收塔，在其中粗丙烯腈或甲基丙烯腈被吸收在水中，然后將含有丙烯腈或甲基丙烯腈的水溶液送入產(chǎn)品回收系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)分離器，或至少一個(gè)蒸餾塔，或二者兼有。驟冷流體可以由來自這些潷析器或蒸餾塔的廢水流獲得。這是一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，因?yàn)樗昧藦暮罄m(xù)工藝步驟而來的廢物流，其中含有較少的，即小于1％重量的產(chǎn)物。這可免除廢物流處理，并使產(chǎn)品回收增加。
驟冷流體由逆流噴射滌氣器從反應(yīng)區(qū)的下游引入，優(yōu)選的為氧化反應(yīng)器或任選的換熱器的出口附近。驟冷流體除去了氨，并且捕獲污染物，如聚合的產(chǎn)品和顆粒物。將這些污染物從驟冷流體中分離出來并處理掉。
驟冷流體可以是任何不干擾所需產(chǎn)品回收的、在接近于希望冷卻排出物流所達(dá)到的溫度附近的溫度下汽化的并且優(yōu)選在本發(fā)明反應(yīng)系統(tǒng)中存在的條件下不易燃或不爆炸的液體。本發(fā)明方法中典型的驟冷流體是水，包含酸以中和并除去氨的含水混合物，或來源于產(chǎn)品分離或回收單元并因此包含少量產(chǎn)品或污染物的含水混合物。從實(shí)際角度出發(fā)，優(yōu)選的驟冷流體為來源于后續(xù)的純化過程的廢水流，因?yàn)檫@種流體廉價(jià)易得。
優(yōu)選的驟冷流體應(yīng)含有酸，以使基本上全部的，即大于95％的氨從氣體中除去。優(yōu)選地驟冷流體應(yīng)含有足量的酸，以中和全部吸收的氨并仍能保持流體的pH低于約5。
驟冷流體可以被冷卻至任何所希望的溫度。然而優(yōu)選的實(shí)施方案中不對(duì)其進(jìn)行冷卻，而是使熱的驟冷流體與某些含有殘量產(chǎn)品的補(bǔ)充液混合循環(huán)使用。冷卻到90℃以下的氣體不再支持不希望的副反應(yīng)。主要的冷卻機(jī)理是氣體產(chǎn)品物流的顯熱轉(zhuǎn)化為可凝性蒸汽形式的潛熱。
驟冷流體的注入量，應(yīng)是至少足以使氣體產(chǎn)品排出物流的溫度降低至所需的水平。如果驟冷流體的注入量為最小量，以至于基本上驟冷流體全部汽化，則導(dǎo)致不希望的污染物和顆粒物的沉積，并且無法去除氨。因此本發(fā)明要求大于最小加入量的驟冷流體注入量。驟冷流體在逆流滌氣器中的注入量應(yīng)是汽化流體量的約20至約300倍，而優(yōu)選的為約80至約180倍，最優(yōu)選的為約100至約140倍。該液體可在之后用常規(guī)手段例如圖1中項(xiàng)目20所示的分離器從氣體中分離出來。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，汽化的流體的量主要依賴于氣體排出物流的溫度和壓力。
在氣體物流中加入過量的水，可能導(dǎo)致大量的需要處理或處置的廢水流，而且由于產(chǎn)品在驟冷流體中溶解而導(dǎo)致產(chǎn)品損失增加。如果驟冷流體循環(huán)使用，產(chǎn)品損失和廢流都將最小化，因此至少一部分驟冷流體應(yīng)循環(huán)使用。如圖1中項(xiàng)目24所示包括一個(gè)循環(huán)泵。當(dāng)然，為防止結(jié)垢，需要除去所夾帶的顆粒和污染物。這些物質(zhì)可以從回收的驟冷流體中分離出來，或者另一方法是將一部分回收的驟冷流體作為廢流處理。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，有兩個(gè)逆流噴射滌氣器順序連接，用以處理熱氣體產(chǎn)品排出物流。第一個(gè)逆流噴射滌氣器主要用于驟冷和去除污染物。第二個(gè)逆流噴射滌氣器可以用于進(jìn)一步冷卻氣體排出物流，也可利用反應(yīng)物或產(chǎn)品在驟冷流體中的溶解性對(duì)其進(jìn)行回收。在該第二個(gè)逆流噴射滌氣器中，對(duì)注入的驟冷流體進(jìn)行冷卻是必要的。對(duì)于第二驟冷流體，pH的控制可能更為嚴(yán)格，通過加酸，確保氨從氣流中被除去。在第一個(gè)逆流噴射滌氣器中汽化的驟冷流體大部分會(huì)在第二個(gè)逆流噴射滌氣器中冷凝。
逆流噴射滌氣器的操作壓力并不重要。然而，由于氣體排出物流的大部分熱損失是由于水的汽化造成的，并且由于離開逆流噴射滌氣器的氣體排出物流只能在給定溫度和壓力下被流體飽和，因此，較低的壓力通常導(dǎo)致較低的結(jié)局溫度。壓力一般保持在約1至15psig，而優(yōu)選的為3至7psig。
對(duì)本發(fā)明各具體實(shí)施方案的描述并非本發(fā)明所有可能性的完全排列。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，對(duì)在此所描述的具體實(shí)施方案可以進(jìn)行的任何修飾，都屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.制備腈類產(chǎn)品的方法，包括在反應(yīng)器中對(duì)含有烴、水蒸汽、氨和氧的進(jìn)料進(jìn)行氨氧化反應(yīng)產(chǎn)生腈類產(chǎn)品，由此產(chǎn)生包含腈類產(chǎn)品和未反應(yīng)的反應(yīng)物和產(chǎn)物的熱氣體排出物流，并將該物流通過逆流噴射滌氣器，其中熱氣體排出物流通過與其流動(dòng)方向逆流注入的驟冷流體接觸而被冷卻，其中氨被除去，其中氣體排出物流以足夠大的表觀速度通過該逆流噴射滌氣器傳送以使注入的驟冷流體的流向逆轉(zhuǎn)，并且其中注入驟冷流體的一部分被汽化。
2.權(quán)利要求1的方法，其中進(jìn)料還包括惰性組分如氮。
3.權(quán)利要求1的方法，其中驟冷流體進(jìn)一步從逆流噴射滌氣器下游的氣體排出物流中回收，并且其中在逆流噴射滌氣器中按與氣體物流相反的方向注入該回收的驟冷流體，使之得以循環(huán)使用。
4.權(quán)利要求1的方法，其中驟冷流體為包括大量水的物流，并且存在足量的酸以中和氣體中全部的氨，并在整個(gè)驟冷過程中保持pH低于5。
5.權(quán)利要求1的方法，其中驟冷流體包含水、硫酸、來源于產(chǎn)品分離和回收工藝單元的含有少量腈類產(chǎn)品的含水混合物或其結(jié)合。
6.權(quán)利要求2的方法，其中回收的驟冷流體在循環(huán)通過逆流噴射滌氣器之前不進(jìn)行主動(dòng)的冷卻。
7.權(quán)利要求2的方法，其中驟冷流體包含水、硫酸、來源于產(chǎn)品分離和回收單元的含有少量腈類產(chǎn)品的含水混合物或其結(jié)合，并且其中在該驟冷流體循環(huán)通過逆流噴射滌氣器之前，將其中的顆粒物和雜質(zhì)除去。
8.權(quán)利要求1的方法，其中逆流噴射滌氣器中的表觀氣體速度為約1500至約7000英尺/分鐘。
9.權(quán)利要求1的方法，其中逆流噴射滌氣器中的表觀氣體速度為約2500至約6000英尺/分鐘。
10.權(quán)利要求1的方法，其中逆流噴射滌氣器中的表觀氣體速度為約4000至約5000英尺/分鐘。
11.權(quán)利要求1的方法，其中注入逆流噴射滌氣器中的驟冷流體的量為汽化的液體量的約20至約300倍。
12.權(quán)利要求1的方法，其中注入逆流噴射滌氣器中的驟冷流體的量為汽化的液體量的約80至約180倍。
13.權(quán)利要求1的方法，其中注入逆流噴射滌氣器中的驟冷流體的量為汽化的液體量的約100至約140倍。
14.權(quán)利要求2的方法，其中注入逆流噴射滌氣器中的驟冷流體的量為汽化的液體量的約20至約300倍。
15.權(quán)利要求2的方法，其中注入逆流噴射滌氣器中的驟冷流體的量為汽化的液體量的約80至約180倍。
16.權(quán)利要求2的方法，其中注入逆流噴射滌氣器中的驟冷流體的量為汽化的液體量的約100至約140倍。
17.權(quán)利要求1的方法，其中在反應(yīng)器和逆流噴射滌氣器之間安裝的熱交換器在熱氣體排出物流通過逆流噴射滌氣器之前冷卻該氣體。
18.權(quán)利要求1的方法，其中驟冷流體通過一個(gè)或多個(gè)噴嘴注入到逆流噴射滌氣器中。
19.權(quán)利要求1的方法，其中驟冷流體在噴嘴處的速度足以在每平方英尺逆流噴射滌氣器橫截面積上提供至少1射流馬力的功率。
20.權(quán)利要求1的方法，其中逆流噴射的取向是氣體向下流動(dòng)，液體向上流動(dòng)，并且其中液體被均勻噴射分散在氣體中。
21.權(quán)利要求1的方法，其中驟冷流體在噴嘴處的速度足以在每平方英尺逆流噴射滌氣器橫截面積上提供至少3射流馬力的功率。
22.權(quán)利要求1的方法，其中進(jìn)入逆流噴射滌氣器的熱氣體排出物流在進(jìn)入泡沫區(qū)后在少于約100毫秒的時(shí)間內(nèi)被冷卻到低于約120℃。
23.權(quán)利要求1的方法，其中進(jìn)入逆流噴射滌氣器的熱氣體排出物流在進(jìn)入泡沫區(qū)后在少于約100毫秒的時(shí)間內(nèi)被冷卻到低于約100℃。
24.權(quán)利要求1的方法，其中去除的氨大于95％。
25.權(quán)利要求1的方法，其中去除的氨大于98％。
26.權(quán)利要求1的方法，其中去除的氨大于99％。
全文摘要
本發(fā)明提供了通過烴的汽相氨氧化法制備丙烯腈的方法和設(shè)備方面的改進(jìn)。本發(fā)明包括氣體產(chǎn)品物流與驟冷流體在反向噴射滌氣器中進(jìn)行接觸。驟冷流體的噴入方向與氣體流動(dòng)方向相反,而氣體的速度足以使水改變流動(dòng)方向,因此形成駐波或泡沫區(qū),在該處驟冷得以迅速完成。驟冷流體可以從很多來源獲得,但是優(yōu)選的是來源于后續(xù)回收或純化步驟排出的廢工藝物流。驟冷流體可以含有酸,這有利于從氣體物流中去除氨。未汽化的驟冷流體可以循環(huán)使用。雜質(zhì)和污染物可以在循環(huán)前從驟冷流體中去除。在最優(yōu)選的實(shí)施方案中,驟冷流體在循環(huán)過程中不被冷卻,并且所述冷卻過程基本上是絕熱的,熱氣體物流的顯熱轉(zhuǎn)化為蒸汽形式的潛熱。
文檔編號(hào)C07C255/08GK1328540SQ99813825
公開日2001年12月26日 申請(qǐng)日期1999年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月29日
發(fā)明者C·R·亨特, D·R·斯坦梅耶 申請(qǐng)人:索羅蒂亞公司