[发明专利]一种丙烯腈急冷装置与工艺

说明书

本发明涉及一种丙烯腈急冷装置与工艺。装置包括：急冷塔，塔内由下至上依次设有一级喷淋层、升气接液盘及二级喷淋层，升气接液盘上设有通气孔，急冷塔下部设有工艺气入口，对应工艺气入口的塔内布设有整流板；一级吸收液外循环，包括连通塔釜料液与一级喷淋层的一级管线，一级管线上连接有一级循环泵及至少一分流支路上的液固分离系统，液固分离系统外排浓缩废水；二级吸收液外循环，包括连通升气接液盘与二级喷淋层的二级管线，二级管线上依序连接缓冲罐及二级循环泵。本发明通过优化塔内气体流场，提高气液传质效率，提高氨吸收效率和除尘效率，降低丙烯腈副反应损失和外排流失，提高丙烯腈急冷收率，降低急冷塔和后工序堵塞几率。

技术领域

本发明属于丙烯腈合成技术领域，具体涉及一种丙烯腈急冷装置与工艺。

背景技术

丙烯腈是三大合成材料纤维、橡胶、塑料的重要化工原料，主要用来生产聚丙烯腈纤维腈纶、ABS树脂、丙烯酰胺、己二腈、碳纤维等。丙烯腈的主流先进生产技术为丙烯流化床氨氧化工艺。

丙烯氨氧化反应所得的工艺气体，除主产品丙烯腈、副产品乙腈、氢氰酸外，还含有丙腈、丙酮、丙烯醛、乙醛、乙酸、低聚物、CO₂、CO等杂质，以及过量的NH₃、少量的破碎催化剂固体颗粒等。

高温丙烯腈工艺气体经过冷却器降温到210℃左右后，进入急冷塔急冷并洗脱其中所含氨和催化剂固体颗粒。除去未反应氨后的急冷气体去水吸收塔，用低温水将气体中全部有机物吸收下来。吸收液去丙烯睛回收精制工序分离出髙纯度丙烯睛、氢氰酸和粗乙睛，粗乙睛精制得到乙腈。

急冷工序的主要目的是降温、脱氨、脱固、以及脱除低聚物等高露点和水容性杂质。由于在水溶液中氨易与丙烯睛聚合,而且在碱性条件下丙烯睛和副产物氢氰酸也易于自聚，除氨效果直接决定丙烯腈聚合副反应的抑制，决定丙烯腈的损失率。氨的去除是采用酸碱反应原理，用酸吸收，产生氨盐。丙烯腈聚合和氢氰酸聚合产生的高沸点低聚物，因为露点高会进入液相与水混合在一起。大部分固体颗粒也被洗脱在急冷水。

但同时，丙烯腈、氢氰酸和乙腈在水中也有一定的溶解度，所以，循环吸收液中不仅有氨吸收产生的氨盐、固体催化剂颗粒、低聚物、还含有一定量的丙烯腈、氢氰酸、乙腈等产品。

为了维持急冷吸收液中保持一定浓度的氨盐、固体颗粒和低聚物，需要定量向外排出一定的吸收液。

丙烯腈等产品在急冷工序中的损失主要来自于两方面：1)聚合损失，2)吸收循环液外排损失。一般急冷技术的丙烯腈损失在5％～8％左右。已公开的丙烯腈急冷技术创新大多通过提高NH₃的吸收效果、降低聚合损失，提高丙烯腈收率；以及创新塔内件、避免堵塞，保障急冷长周期运行。

专利CN02155116.2提供一种两段式急冷塔，以解决以前技术中存在的喷淋不均匀，使局部呈较强碱性，造成丙烯腈聚合损失大、装置丙烯腈回收率低的问题。该发明通过釆用在急冷塔上段将酸或酸与上段部分外循环液相混合后直接加入到上段集液盘上，且控制外循环液Ph值为以及在急冷塔下段增加合理内构件和优化塔内气液分布的技术方案，改善急冷传质，提高吸收效率。该发明可将急冷塔的丙烯腈的回收率提高到95％以上。但该专利并没有稳流措施，无法有效解决流场不均的问题；下段的填料仍然存在容易堵，无法长周期运行的缺陷，所以该专利对丙烯腈的收率提高有限，只能达到95％以上，而且没有涉及急冷塔以及急冷气冷却器堵塞的关键固体颗粒的降低措施。

实用新型CN02288321.5提出了一种上段和下段中间有集液盘，集液盘上有升气管，上段为空塔喷淋式结构或块塔板的塔板式结构，下段为空塔喷淋结构，下段喷淋层数为层的急冷塔结构。该专利同样没有稳流措施，无法有效解决流场不均的问题；而且下段空塔结构虽然避免了下段堵塞问题，但其上层板式塔盘仍然无法避免堵塞问题，影响塔内气液流场，降低氨的吸收效率，增加丙烯腈的损耗。

发明内容