BG63535B1

BG63535B1 - Method for acrylonitrile regeneration

Info

Publication number: BG63535B1
Application number: BG101737A
Authority: BG
Inventors: Paul Wachtendorf; Jeffrey RINKER; Sanjay GOLDBOLE
Original assignee: The Standard Oil Co.
Priority date: 1997-07-03
Filing date: 1997-07-03
Publication date: 2002-04-30
Also published as: BG101737A

Abstract

The method for the acrylonitrile or methacrylonitrile regenration produced from the reactor flow in the amoxidation of propylene or isobutylene includes admission of the reactor flow across an absorption, regeneration and desorption column. The maximum pressure in the regeneration column is increased mechanically by about 0.00018 to 0.035 mPa in order to improve the hydraulic capacity of the regenration and desorption column. 8 claims

Description

Област на техникатаTechnical field

Изобретението се отнася до усъвършенстван метод за производство на акрилонитрил или метакрилонитрил. По-специално изобретението се отнася до усъвършенстване методите за регенериране, използвани при производството на акрилонитрил и метакрилонитрил.The invention relates to an advanced method of producing acrylonitrile or methacrylonitrile. In particular, the invention relates to refining the regeneration methods used in the manufacture of acrylonitrile and methacrylonitrile.

Предшестващо състояние на техникатаBACKGROUND OF THE INVENTION

Регенерацията на акрилонитрил или метакрилонитрил, получен при амоксидацията на пропилен или изобутилен при промишлени условия, се реализира чрез рязко охлаждане на излизащия от реактора поток с вода, последвано от пропускане на газовия поток, съдържащ акрилонитрил или метакрилонитрил, излизащ от охладителя през абсорбер, в който водата и газовете контактуват в противоток, за да бъде извлечен практически целия акпилонитрил или метакрилонитрил, преминаване на водния поток, съдържащ на практика целия акрилонитрил или метакрилонитрил, през серия дестилационни колони и свързани с тях декантатори за сепариране и пречистване на крайния продукт - акрилонитрил или метакрилонитрил.The regeneration of acrylonitrile or methacrylonitrile obtained by the oxidation of propylene or isobutylene under industrial conditions is accomplished by abrupt cooling of the stream exiting the reactor with water, followed by the passage of a gas stream containing acrylonitrile or methacrylonitrile exiting the cooler exiting the cooler. the water and the gases counter-contact to extract practically all acylonitrile or methacrylonitrile, crossing a water stream containing practically all acrylonitrile or methacrylonitrile, e.g. with a series of distillation columns and related decanters for the separation and purification of the final product - acrylonitrile or methacrylonitrile.

Типични системи за регенерация и пречистване, използвани при производството на акрилонитрил или метакрилонитрил, са известни от US 4 234 510 и 3 885 928.Typical regeneration and purification systems used in the manufacture of acrylonitrile or methacrylonitrile are known from US 4 234 510 and 3 885 928.

Техническа същност на изобретениетоSUMMARY OF THE INVENTION

Задача на изобретението е да се създаде усъвършенстван метод за производство на акрилонитрил или метакрилонитрил.It is an object of the invention to provide an advanced method of producing acrylonitrile or methacrylonitrile.

Друга задача на изобретението е да се създаде усъвършенстван метод за регенерация и пречистване при производството на акрилонитрил или метакрилонитрил.Another object of the invention is to provide an advanced method for the regeneration and purification of acrylonitrile or methacrylonitrile.

Друга задача на изобретението е да се създаде усъвършенстван метод за производство на акрилонитрил или метакрилонитрил, който намалява количеството отпадъчен газ и повишена дебита на полезен продукт, повишава добива и намалява количеството на органични онечиствания в получавания краен продукт.Another object of the invention is to provide an advanced method of producing acrylonitrile or methacrylonitrile, which reduces the amount of waste gas and increased flow of useful product, increases the yield and reduces the amount of organic impurities in the final product obtained.

Допълнителни цели, предимства и нови характеристики на изобретението ще бъдат представени отчасти в следващото описание, в частност ще станат очевидни за квалифицирания специалист при проучване на описанието или могат да бъдат разбрани при практическото използване на изобретението. Целите и предимствата на изобретението могат да бъдат постигнати и реализирани чрез способите и комбинациите, с подробности представени в претенциите.Additional objects, advantages and novel features of the invention will be presented in part in the following description, in particular will become apparent to the skilled person in exploring the description or may be understood in the practical use of the invention. The objects and advantages of the invention can be achieved and realized by the methods and combinations, with the details presented in the claims.

Съгласно изобретението реакционният поток, получен при амоксидацията на пропилен или изобутилен се прекарва в охладителна колона, в която горещият поток от газове се охлажда чрез контакт с воден душ. Охладеният реакционен поток след това се прекарва през абсорбционна колона, където акрилонитрилът или метакрилонитрилът се абсорбира във вода. Водният разтвор, съдържащ акрилонитрил или метакрилонитрил се прекарва през регенерационна дестилационна колона и десорбционна дестилационна колона за регенериране на акрилонитриловия или метакрилонитриловия продукт, при което хидравличният капацитет на регенерационната и десорбционната колона се повишава, като с помощта на механични средства максималното налягане в регенерационната дестгилационна колона се повишава с около 0,0007 до 0,35 mPa, например, обикновено максималното налягане в регенерационната и пречиствателната секция на инсталациите за акрилонитрил е около 0,007 до 0,035 mPa. Изобретението се отнася до механично увеличаване, например чрез включване на нагнетателен вентил максималното налягане в регенерационната колона до 0,0007-0,0024 mPa, за предпочитане 0,00180,0035 до 0,035 mPa и за предпочитане 0,007 до 0,35 mPa.According to the invention, the reaction stream obtained from the propylene or isobutylene oxidation is passed into a cooling column in which the hot gas stream is cooled by contact with a water shower. The cooled reaction stream is then passed through an absorption column where the acrylonitrile or methacrylonitrile is absorbed in water. The aqueous solution containing acrylonitrile or methacrylonitrile is passed through a regeneration distillation column and a desorption distillation column for the regeneration of the acrylonitrile or methacrylonitrile product, whereby the hydraulic capacity of the regeneration and desorption regeneration mechanisms is maximized raises by about 0.0007 to 0.35 mPa, for example, usually the maximum pressure in the regeneration and purification section of a the acrylonitrile rates are about 0.007 to 0.035 mPa. The invention relates to a mechanical augmentation, for example by including a discharge valve, the maximum pressure in the regeneration column to 0.0007-0.0024 mPa, preferably 0.00180.0035 to 0.035 mPa and preferably 0.007 to 0.35 mPa.

При едно предпочитано изпълнение на изобретението максималното налягане в регенерационната колона се поддържа между 0,035 и 0,07 mPa, за предпочитане по-високо от 0,035 до 0,07 mPa и особено за предпочитане, между 0,039 и 0,053 mPa.In a preferred embodiment of the invention, the maximum pressure in the regeneration column is maintained between 0.035 and 0.07 mPa, preferably higher than 0.035 to 0.07 mPa, and particularly preferably between 0.039 and 0.053 mPa.

При предпочитано изпълнение на изобретението, методът за производство на акрилонитрил се реализира с реакционен поток, получен при амоксидацията на пропилен, амоняк и кислород.In a preferred embodiment of the invention, the method of producing acrylonitrile is carried out with a reaction stream obtained from the oxidation of propylene, ammonia and oxygen.

При друго предпочитано изпълнение на изобретението, реакторният поток се получа2 ва при реакция между пропилея, амоняк и въздух, в присъствие на катализатор, в реактор с кипящ слой.In another preferred embodiment of the invention, the reactor stream is obtained by reaction between propylene, ammonia and air, in the presence of a catalyst, in a fluidized bed reactor.

При практическото приложение на изобретението, могат да бъдат използвани обичайните за амоксидацията катализатори за кипящ слой. Например, при практическото приложение на изобретението може да бъде използван катализаторът за кипящ слой, описан в US №№ 3 642 930 и 5 093 299.In the practical application of the invention, conventional fluidized bed catalysts can be used. For example, in the practical application of the invention, the fluid bed catalyst described in US Nos. 3 642 930 and 5 093 299 may be used.

При конвенционалните регенерационни и пречиствателни процедури при регенерацията на акрилонитрил или метакриловитрил беше установено, че струйното оводняване в регенерационните и десорбционни колони обикновено ограничава максималното количество вода, което може да циркулира през абсорберните, регенерационните и десорбционните колони. Изобретението позволява работата в регенерационните и десорбционните колони, при повишено налягане, а по такъв начин и повишаване на преработваемия дебит, който струйното оводняване позволява и по такъв начин се постига повишаване на добива от реакторната операция и се намаляват загубите от изходящи газове от абсорбера. В допълнение повишаване потока на вода от регенерационните и десорбционните колони към абсорбера пълният процес на регенерация не губи в никаква степен от ефективността си. Практическото приложение на изобретението позволява повисоки добиви на реакционен продукт при поддържане на минималните изисквания за съотношението вода:продукт най-малко 11:1. Приложението на изобретението е особено изгодно, ако се осъществява в комбинация с процедура на регенериране и пречистване, която протича при отношение на вода към продукт от 12:1 до 11:1 в абсорберната колона.In conventional regeneration and purification procedures for the regeneration of acrylonitrile or methacrylonitrile, it has been found that the jet water in the regeneration and desorption columns usually limits the maximum amount of water that can circulate through the absorber, regeneration and desorption columns. The invention allows the operation of the regeneration and desorption columns under high pressure, and thus increases the recoverable flow rate, which allows the jet drainage and thus increases the yield from the reactor operation and reduces the losses of the exhaust gases from the absorber. In addition, increasing the flow of water from the regeneration and desorption columns to the absorber does not completely detract from the complete regeneration process. The practical application of the invention allows for high yields of the reaction product while maintaining the minimum water: product ratio requirements of at least 11: 1. The use of the invention is particularly advantageous if it is carried out in combination with a regeneration and purification procedure which takes place in a ratio of water to product from 12: 1 to 11: 1 in the absorber column.

Реакторният поток, получен при амоксидация на пропилея или изобутилен, амоняк и газ, съдържащ кислород, в реактор с кипящ слой, в присъствие на флуидизиран катализатор за амоксидация, се пренася в рязко охлаждаща колона, където горещият газов поток се охлажда от воден душ. За да бъде отстранен амонякът като амониев сулфат, целият излишък от амоняк, съдържащ се в потока, се неутрализира със сярна киселина в охладителя. Охладеният газов поток, съдържащ желания продукт (акрилонитрил или метакрилонитрил и HCN) се пропуска през тръбопровод в дъ ното на абсорбционната колона, където продуктите се абсорбират във вода, постъпваща през тръбопровод, отгоре в абсорбционната колона. Неабсорбираните газове се отстраняват от абсорбера през тръба, разположена отгоре на абсорбера. От дъното на абсорбера, водният поток, съдържащ желания продукт, преминава през тръбопровод като горна порция на първа дестилационна колона (регенерационна колона), за следващо пречистване на продукта. Продуктът, регенериран от горната част на регенерационната колона постъпва във втора дестилационна колона за по-нататъшно пречистване и регенерация на продукта акрилонитрил или метакрилонитрил. Дънният поток, получен в регенерационната колона се изпраща в десорбционна дестилационна колона за регенерация на суров ацетонитрил, който е ценен съпровождащ продукт.The reactor flow resulting from the oxidation of propylene or isobutylene, ammonia and oxygen containing gas in a fluidized bed reactor in the presence of a fluidized catalyst for oxidation is transferred to a sharply cooled column where the hot gas stream is cooled by a water shower. In order to remove ammonia as ammonium sulfate, all excess ammonia contained in the stream is neutralized with sulfuric acid in the cooler. The cooled gas stream containing the desired product (acrylonitrile or methacrylonitrile and HCN) is passed through a pipeline at the bottom of the absorption column, where the products are absorbed into the water entering the pipeline from above into the absorption column. The unabsorbed gases are removed from the absorber through a tube located above the absorber. From the bottom of the absorber, the water stream containing the desired product passes through a pipeline as an upper portion of the first distillation column (regeneration column) for further purification of the product. The product recovered from the upper part of the regeneration column was fed into a second distillation column for further purification and regeneration of the product acrylonitrile or methacrylonitrile. The bottom stream obtained in the regeneration column is sent to a desorption distillation column for the regeneration of crude acetonitrile, which is a valuable by-product.

Съгласно изобретението в горната част на регенарионната колона е монтиран един автоматичен вентил за регулиране на налягането, с който се създава възможност за повишаване на максималното налягане в регенерационната колона с 0,0007 до 0,035 mPa над конструктивно предвиденото налягане. Максималното налягане в регенерационната колона е между 0,007 и 0,035 mPa, най-често - между 0,028 и 0,032 mPa. При предпочитаното приложение на изобретението максималното налягане в регенерационната колона е постоянно, като може да варира от 0,035 до 0,07 mPa, за предпочитане от 0,039 до 0,053 mPa. Подобрението съгласно изобретението е приложимо както при отделни регенерационни колони и десорбционни кули, така и при комбинирани регенерационно-десорбционни кули за регенерация на акрилонитрил или метакрилонитрил, като се отчита, че хидравликата на кулите е ограничена от струйното оводняване. Вентилът за регулиране на налягането може да бъде задействан както автоматично, така и ръчно.According to the invention, an automatic pressure control valve is mounted in the upper part of the regeneration column, which allows the maximum pressure in the regeneration column to be increased by 0.0007 to 0.035 mPa above the design pressure. The maximum pressure in the regeneration column is between 0.007 and 0.035 mPa, most often between 0.028 and 0.032 mPa. In the preferred application of the invention, the maximum pressure in the regeneration column is constant, and can range from 0.035 to 0.07 mPa, preferably from 0.039 to 0.053 mPa. The improvement according to the invention is applicable both to individual regeneration columns and desorption towers, as well as to combined regeneration-desorption towers for the regeneration of acrylonitrile or methacrylonitrile, bearing in mind that the hydraulics of the towers are limited by jet drainage. The pressure control valve can be actuated either automatically or manually.

Реакцията амоксидация се извършва в реактор с кипящ слой, въпреки че са известни и други типове реактори като тези с транспортна линия. Реакторите с кипящ слой за производство на акрилонитрил, са долбре известни. Например, подходящ с конструкцията си е реакторът, известен в US 3 230 246.The amoxidation reaction is carried out in a fluidized bed reactor, although other types of reactors are known, such as transport line ones. Fluidized bed reactors for the production of acrylonitrile are well known. For example, the reactor known in US 3 230 246 is suitable for its construction.

Условията за протичане на реакцията амоксидация са известни от US №№ 5 093The conditions for the reaction of the oxidation reaction are known from US Patent No. 5,093

299, 4 863 891, 4 767 878 и 4 503 000. За да се получи акрилонитрил или метакрилонитрил, методът на амоксидация, се прилага при взаимодействието на пропилен или изобутилен с амоняк и кислород, в присъствието на флуидизиран катализатор, при висока температура. Може да бъде използван всякакъв източник на кислород. От икономически съображения за предпочитане е използването на въздух. Молното съотношение на кислород към олефин в изходния материал, трябва да варира от 0,5 до 4:1, предпочита се от 1:1 до 3:1. Молното съотношение на амоняка към олефина в изходния материал на реакцията може да варира между 0,5:1 и 5:1. Съотношението амоняк:олефин няма горна граница, но по икономически съображения не трябва да превишава съотношението 5:1.299, 4 863 891, 4 767 878 and 4 503 000. To obtain acrylonitrile or methacrylonitrile, the amoxidation method is applied by reacting propylene or isobutylene with ammonia and oxygen in the presence of a fluidized catalyst at high temperature. Any source of oxygen can be used. For economic reasons, the use of air is preferable. The molar ratio of oxygen to olefin in the starting material should range from 0.5 to 4: 1, preferably from 1: 1 to 3: 1. The molar ratio of ammonia to olefin in the starting material of the reaction may vary between 0.5: 1 and 5: 1. The ammonia: olefin ratio has no upper limit, but for economic reasons it should not exceed the 5: 1 ratio.

Реакцията протича при температура от 260 до 600°С, като за предпочитане интервалът от 310 до 50(FC, по-специално от 350 до 480°С. Времето на взаимодействие, въпреки че не е критично, обикновено е от 0,1 до 50 s, по-специално от 1 до 15 s.The reaction is carried out at a temperature of 260 to 600 ° C, preferably in the range of 310 to 50 (FC, in particular of 350 to 480 ° C. The reaction time, although not critical, is usually 0.1 to 50 s, in particular from 1 to 15 s.

Като допълнение към катализатора, известен от US 3 642 930, други подходящи катализатори за практическото приложение на изобретението са представени в US 5 093 299.In addition to the catalyst known in US Patent No. 3,642,930, other suitable catalysts for the practical application of the invention are set forth in US Patent No. 5,093,229.

Налягането, което се поддържа в абсорбционната, регенерационната и десорбционната колони е от 0,035 до 0,049 mPa надналягане (26,7°С до 43°С), от 0,007 до 0,032 mPa надналягане (68°С до 77°С) и от 0,049 до 0,091 mPa надналягане (77°С до 99°С).The pressure maintained in the absorption, regeneration and desorption columns is from 0.035 to 0.049 mPa overpressure (26.7 ° C to 43 ° C), from 0.007 to 0.032 mPa overpressure (68 ° C to 77 ° C) and from 0.049 to 0.091 mPa overpressure (77 ° C to 99 ° C).

Подобрението съгласно изобретението в сравнение с известните решения от предшестващото състояние на техниката е в това, че при работа на регенерационните колони с промяната по механичен път на налягането, което се избира по-високо от нормално предвиденото по конструкция при практиката на амоксидационния процес при производството на акрилонитрил или метакрилонитрил. Конвенционалната практика използва максимално налягане при регенерационната колона по-малко от 0,035 mPa. Съгласно изобретението типичното максимално налягане в регенерационната колона е от 0,035 до 0,07 mPa, за предпочитане от 0,039 до 0,049 mPa.The improvement of the invention over the prior art solutions is that when operating the regeneration columns with a change in the mechanical path of pressure, which is chosen higher than the normal design predicted by the practice of the oxidation process in the production of acrylonitrile or methacrylonitrile. Conventional practice uses a maximum pressure on the regeneration column of less than 0.035 mPa. According to the invention, the typical maximum pressure in the regeneration column is from 0.035 to 0.07 mPa, preferably from 0.039 to 0.049 mPa.

Провеждането на регенерационния и пречиствателен процес води до по-висока производителност на реакторите без да се извършва каквато и да е промяна на системата за регенерация и пречистване, изискваща капитало вложения. Съгласно изобретението не само се усъвършенства производственият метод, но това се постига без да се увеличава размерът на колоните, използвани в сектора за регенерация и пречистване. Съпровождащото нарастване в скоростите на производство не води до никакво забележимо влошаване на характеристиките на абсорбционната колона при регенерацията на акрилонитрил или метакрилонитрил. Съгласно изобретението се подобрява ефективността на операцията, повишава се количеството на преработваните материали, без нови капиталовложения.Conducting the regeneration and purification process results in higher reactor performance without any change to the capital and recovery system. According to the invention, not only is the manufacturing method improved, but this is achieved without increasing the size of the columns used in the regeneration and purification sector. The accompanying increase in production rates does not lead to any noticeable deterioration in the characteristics of the absorption column in the regeneration of acrylonitrile or methacrylonitrile. According to the invention, the efficiency of the operation is improved, the amount of materials processed is increased, without new investment.

Claims

1. A method for the regeneration of acrylonitrile or methacrylonitrile obtained by the oxidation reaction of polypropylene or isobutylene, comprising passing the reaction stream through an absorption column, a regeneration column, and a desorption column, characterized in that the reaction stream, obtained at the same time, is obtained is passed to a cooling column in which the hot gas stream is cooled by contact with a water shower, the cooled reaction stream is then passed through an absorption column where acrylonitrile or the methacrylonitrile is absorbed into water, after which the aqueous solution containing acrylonitrile or methacrylonitrile is passed through a regeneration distillation column and a desorption distillation column to regenerate the acrylonitrile or methacrylonitrile product, whereby the hydraulic capacities are increased the maximum pressure in the regeneration column increases by about 0.0007 to 0.35 mPa.

A method according to claim 1, characterized in that the reaction stream is obtained from the reaction of isobutylene, ammonia and oxygen-containing gas in a fluidized bed reactor in the presence of a fluidized bed oxidation catalyst.

3. The method according to claim 1, characterized in that the reaction stream is obtained from the reaction of isobutylene, ammonia and oxygen-containing gas in a fluidized bed reactor in the presence of a fluidized bed catalyst.

A method according to claim 1, characterized in that a maximum pressure between 0.035 and 0.07 mPa is maintained in the regeneration column. 5

A method according to claim 1, characterized in that a maximum pressure between 0.039 and 0.049 mPa is maintained in the regeneration column.

Method according to claim 1, characterized in that the maximum pressure in the regeneration column is increased by 0.0018 to 0.035 mPa.

7. A method according to claim 1, characterized in that the maximum pressure in the regeneration column is increased by 0.0035 to 0.035 mPa.

A method according to claim 1, characterized in that the maximum pressure in the regeneration column is increased by 0.007 to 0.035 mPa.