[发明专利]丙烯腈的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过氨氧化制备丙烯腈的方法，更具体地，涉及通过骤冷反应气体彻底除去氨的方法来提高产率而有效地制备丙烯腈的方法。

背景技术

通过氨氧化制备丙烯腈的方法已经在许多方面进行了改进，因此已经成功的工业化，并且这种方法在技术上已经成熟。但是人们仍在努力改进单位使用消耗和减少生产成本以提高生产效率。

已知当用氨氧化制备丙烯腈时，从各种原料中得到的反应气体含有副产物如氢氰酸，乙腈和乙醛及丙烯腈。这些副产物与丙烯腈在未反应的氨存在下反应或与另一个丙烯腈反应，结果产生高沸点化合物。高沸点化合物不仅减少目标产物丙烯腈的产率，而且阻塞在下步骤冷塔的不同部件。因此，必须立即从反应气体中分离这种副产物。特别是有利于副反应的未反应的氨必须尽快完全除去。

一般采用预冷却反应器中产生的反应气体，立即将冷却的反应气体送到骤冷塔，并用含有酸如硫酸的水洗涤和骤冷反应气体方法以盐的形式分离未反应的氨，同时除去上述其它杂质和副产物。在一个非常有效的常规生产方法中，建议使用多级骤冷塔将骤冷过程分成二步或多步，其中包括通过与足量硫酸反应中和未反应的氨以盐的形式分离大多数未反应的氨，同时冷凝部分在第一骤冷室反应气体中的蒸汽，并且冷凝第二骤冷室中的大部分残留蒸汽(U.S.专利号3,649,179)。

由于比常规方法有效收集氧和高浓度铵盐的能力，该方法成功地减少了回收和处理盐的成本。但是这种方法氨收集率还不够，因此，还存在如丙烯腈的损失和由高沸点(重的)化合物阻塞引起的麻烦等问题。

发明详述

本发明人对上述问题经过广泛深入地研究发现通过调节喷嘴二维密度和在某个范围的给水量可明显提高氨收集率，从而完成了本发明。

本发明提供了通过丙烯和/或丙烷，氨和分子氧在催化剂存在下反应制备丙烯腈的方法和在多级骤冷塔中纯化的反应气体的方法。该方法包括以下步骤：将反应气体送入多级骤冷塔的第一骤冷室，所述第一骤冷室具有以二维密度为2喷嘴/m²或多级骤冷塔截面多个喷嘴的密度安装喷嘴的水供应管，并且将每1T从喷嘴喷出的反应气体与5T水或更多的水接触。单位“T”是重量1000kg的计算单位。

用于本发明的骤冷塔包括分为二级或更多级的多级骤冷塔，并且每级含有一个如附图1所示的骤冷室。用丙烯和/或丙烷，氨和分子氧反应得到的气体首先被引入第一骤冷室(2)，以便通过与含有酸如硫酸的水接触将其冷却和洗涤。此时，未反应的氨，高沸点化合物，聚合物，分散的催化剂等均被除去。之后，其余的副产物在所述多级塔骤冷室中被除去。

在多级骤冷塔中，喷嘴(17)安装在水供应管(9)的末端。在多级塔的上部，如填充床(11)，这些骤冷室中填充瓷拉希格圈。

如喷嘴(17)，可以使用具有1-5kg/cm²G不同压力和喷角为90-100°的喷嘴，例如空圆锥型和圆桶型喷嘴。在第一骤冷室(2)中喷嘴(17)的二维密度必须为2喷嘴/m²或多级骤冷塔截面多个喷嘴。结果，每个可以喷水的喷嘴(17)区域与另一个区域可很好重叠以便获得优良的氨收集率。当二维密度少于2喷嘴/m²时，水不能完全喷在所有骤冷塔的截面，因为喷水区域不能很好重叠。因此，分散的水和反应气体不能充分的接触，不能得到好的氨收集率。喷嘴二维密度优选为2-8喷嘴/m²，更优选2-5喷嘴/m²。

水供应管(9)安装在气体入口(19)上部，以便安装在导管上的喷嘴面对骤冷室的底部。入口(19)和喷嘴的距离优选在0.5m或更大，更优选1.0m或更大，这取决于骤冷塔的直径。

下面将通过附图1，多级骤冷塔实施例描述本发明生产方法。骤冷塔直径为2.5-3.0m，高为9-10m。一般地，在生产丙烯腈中，由丙烯和/或丙烷，氨和分子氧反应得到的反应气体有如下组成：

<成分>              <体积％>

丙烯腈              6.0-7.0

氨                  0.0-1.0

丙烯和/或丙烷       0.2-0.6

丙烯腈              0.1-0.5

氢氰酸              0.8-1.6

非冷凝气体          60.0-67.0

水蒸汽              25.0-30.0

其它物质(丙烯醛，