[发明专利]一种用于乙酸氨化合成乙腈的装置和方法

说明书

本发明公开了一种用于乙酸氨化合成乙腈的装置和方法，所述装置包括预热器、反应器、换热器、精馏塔、冷凝器以及产品接收罐，所述方法为以乙酸和液氨作为原料制备乙腈，液氨经汽化预热后进入反应器，乙酸由精馏塔中段进入精馏塔，与未反应的氨气发生反应后进入换热器管程，然后进入装有氨化催化剂的反应器，与氨气进行反应，反应后物料经由换热器壳程进入精馏塔塔底，精馏后塔顶物料经冷凝器冷凝后进入产品收集罐。本发明可连续生成乙腈，反应转化率高；同时简化了生产工艺与设备，利用乙酸中和反应中剩余的氨气，进而再次作为原料回用，不需要吸收塔，避免了氨气的浪费，无第三组分加入；反应后物料可以对原料乙酸进行预热，节约能耗，降低成本。

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种用于乙酸氨化合成乙腈的装置和方法。

背景技术

乙腈又名甲基腈，是一种无色液体，极易挥发，分子式为C₂H3N，分子量为41，有类似于醚的特殊气味，有优良的溶剂性能，能溶解多种有机、无机和气体物质。有一定毒性，与水和醇无限互溶。作为稳定的化合物，乙腈并不容易氧化或还原，不过由于碳和氮之间是以三键的形式存在，所以容易进行加成反应，如：乙腈可以和硫化氢、卤化氢、醇、酸或酸酐、羟胺等进行加成反应，另外，在酸或碱存在的条件下乙腈会发生水解反应，生成酰胺，然后再进一步的水解生成酸，乙腈还可以与格氏试剂反应，反应生成的产物再经过水解之后得到酮。乙腈在还原之后可以生成乙胺，乙腈还能够与钠、醇钠以及氨基钠进行化学反应。

现有技术中乙腈的合成工艺：

(1)丙烯腈副产法，该工艺路线的产能受到丙烯腈产量的制约，产品的杂质也较多，难以满足医药级指标的要求。

(2)甲醇与氨合成乙腈，该工艺路线收率较低，据文献报道，收率不到60％，氢气为易燃易爆的气体，因此该工艺用于生产的可能性不大。

(3)乙酰胺与氨合成乙腈，该工艺原料采购困难，而且乙酰胺的熔点较高，为78-80℃，易结晶。

(4)氰化钠与硫酸二甲酯反应合成乙腈，该工艺的原料都为剧毒物质，如果使用不当会造成严重的后果。而且不经济。

(5)乙醇氨化法合成乙腈，收率较高，不产生氢氰酸，但副产氢气。

(6)乙酸氨化法合成乙腈，收率高，不产生氢氰酸，副产为无污染的水。

综合对比以上工艺，乙酸氨化法具有较好的发展前景，但是由于反应需要，此方法中需要过量的氨气，目前大多数工艺中氨水通过吸收塔吸收，这就造成了氨气的浪费，即便经过吸收塔后再进行回用，无疑增加了工艺的复杂性。

专利CN106674043A公开了一种乙酸氨化制备高纯度乙腈的装置和方法，将反应塔中获得的粗乙腈气体经冷凝器后去除过量的氨气，得到乙腈母液，乙腈母液再经预热后进入有机物膜机组，乙腈有选择性地透过膜后进入精馏塔，经精馏分离后塔釜得到高纯度乙腈。专利CN104193651A也通过膜得到乙腈。专利CN104529819A以醋酸和液氨为原料制备乙腈，醋酸和液氨经汽化后，预热，进入混合器中混合，再进入装有脱水氨化催化剂的固定床中进行催化反应，未叙述如何处理过量的氨气。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于乙酸氨化合成乙腈的装置和方法，该方法以液氨和乙酸为原料，反应转化率高，乙酸由精馏塔进入系统，用于中和未反应的氨气，并回用，避免了氨气的再吸收，无第三组分加入。

本发明的技术方案如下：

一种用于乙酸氨化合成乙腈的装置，所述装置包括预热器、反应器、换热器、精馏塔、冷凝器以及产品接收罐，其中，预热器出口与反应器入口相连接，反应器出口与换热器壳程入口相连接，换热器壳程出口与精馏塔塔底入口相连接，精馏塔塔底出口与换热器管程入口连接，换热器管程出口与反应器入口直接相连接，精馏塔出口与冷凝器连接，冷凝器与产品接收罐相连接，所述精馏塔上设有乙酸入口。