CN101260032B - 丙烯两步加氧法制丙烯酸的改进工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种丙烯两步法制丙烯酸的改进工艺，其特征在于，加大丙烯在原料配比中的数量，使丙烯进料浓度为8.0％～9.88％(mol)；洗涤塔顶进入的洗涤液为脱盐水和含丙烯酸废水混合液，此丙烯酸废水为该丙烯酸装置中丙烯酸精制单元产生的含酸废水，废水量占洗涤液总量的50％～60％(wt)；这种改进优点在于，采用高浓度丙烯进料，可以提高丙烯转化率，提高丙烯酸的收率，又能调节氧化反应物的操作点在爆炸曲线范围之外，使装置在最佳的安全区域运行，降低丙烯原料消耗，提高装置生产能力；采用脱盐水和含丙烯酸废水混合液，减少脱盐水用量，减少装置废水单元处理负荷，减少装置废水排放量，又能最大限度回收丙烯酸，从而降低丙烯酸装置的生产成本。

Description

丙烯两步加氧法制丙烯酸的改进工艺

技术领域

本发明涉及一种丙烯酸制备工艺。

技术背景

丙烯两步加氧法制丙烯酸，主要是以丙烯、空气为原料，在催化剂存在的条件下发生化学反应，第一步是丙烯氧化生成丙烯醛，第二步是丙烯醛氧化生成丙烯酸，反应方程式如下：

CH₂＝CH-CH₃+O₂→CH₂＝CH-CHO+H₂O

CH₂＝CH-CHO+1/2O₂→CH₂＝CH-COOH

该过程为放热的强氧化反应，反应温度较高，采用循环尾气法时，现有装置的丙烯进料浓度小于或等于8％(mol)，丙烯消耗量大，转化率低；同时在采用循环尾气法的工艺装置中，由于洗涤塔顶尾气直接循环至反应器，因此氧化催化剂对塔顶部尾气组成有较高的要求，现有装置洗涤塔顶均采用脱盐水直接吸收丙烯酸气来保证吸收效果，以满足催化剂要求，因此在生产装置要消耗大量脱盐水，从而增加了生产成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种丙烯两步加氧法制丙烯酸的改进工艺。

丙烯两步加氧法制丙烯酸的改进工艺，丙烯两步加氧法制丙烯酸的丙烯氧化单元中新鲜空气、蒸汽、循环尾气进预混合器M-1001，再与丙烯一起进入混合器M-1002，进行充分混合，作为第一反应器R-1001的进料，在催化剂存在条件下，在第一反应器R-1001内，丙烯与空气中的氧气进行化学反应，生成丙烯醛和少量丙烯酸，反应放出的热量，由热熔盐介质带出，用来产生蒸汽；第一反应器R-1001出口气体与补充新鲜空气在混合器M-1003内混合，进入第二反应器R-1002，继续进行化学反应，使丙烯醛氧化，生成丙烯酸；第二反应器R-1002出口气体经反应物冷却器E-1001冷却，冷却后的丙烯酸气进入洗涤塔T-1001底部，进行洗涤吸收，制得粗丙烯酸溶液，粗丙烯酸由洗涤塔T-1001底部流出，进入下一单元，进行精制。洗涤塔T-1001顶部放出尾气，一部分送入催化焚烧单元，另一部分经脱水器V-1007，进行脱水处理，脱水后的尾气经循环气压缩机K-1002压缩，压缩后的循环尾气进入预混合器M-1001，继续参与氧化反应，本发明的特征在于：

A.加大丙烯在原料配比中的数量，使丙烯进料浓度为8.0％～9.88％(mol)；

B.洗涤塔T-1001塔顶进入的洗涤液为脱盐水和含丙烯酸废水混合液，此丙烯酸废水为该丙烯酸装置中丙烯酸精制单元产生的含酸废水，废水量占洗涤液总量的50％～60％(wt)。

本改进工艺的优点：

1.在氧化反应器进料配比组成中，采用8.0％～9.88％(mol)高浓度丙烯进料。高浓度丙烯进料，可提高丙烯转化率和丙烯酸的收率，其转化率最高可达97.10％，收率最高为87.11％；采用高浓度丙烯及低水配比进料，不增加设备，又能保证氧化反应物的操作点在爆炸曲线范围之外，使装置在最佳的安全区域运行，降低丙烯原料消耗、降低丙烯酸精制单元的蒸汽消耗，从而大大降低丙烯酸生产成本。

2.洗涤塔T-1001塔顶用洗涤液，采用脱盐水和含丙烯酸废水的混合液，与现有装置采用纯脱盐水作洗涤液对比，节约了脱盐水用量，减轻了废水单元处理负荷，减少装置废水排放量，又最大限度回收丙烯酸，提高丙烯酸收率，从而降低生产成本。

附图说明

附图1为本发明简要工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实例对本发明作出进一步地详细描述。

丙烯两步加氧法制丙烯酸的丙烯氧化单元中新鲜空气、蒸汽、循环尾气进预混合器M-1001，再与丙烯一起进入混合器M-1002，进行充分混合，作为第一反应器R-1001的进料，在催化剂存在条件下，在第一反应器R-1001内，丙烯与空气中的氧气进行化学反应，生成丙烯醛和少量丙烯酸，反应放出的热量，由热熔盐介质带出，用来产生蒸汽；第一反应器R-1001出口气体与补充新鲜空气在混合器M-1003内混合，进入第二反应器R-1002，继续进行化学反应，使丙烯醛氧化，生成丙烯酸；第二反应器R-1002出口气体经反应物冷却器E-1001冷却，冷却后的丙烯酸气进入洗涤塔T-1001底部，进行洗涤吸收，制得粗丙烯酸溶液，粗丙烯酸由洗涤塔T-1001底部流出，进入下一单元，进行精制。洗涤塔T-1001顶部放出尾气，一部分送入催化焚烧单元，另一部分经脱水器V-1007，进行脱水处理，脱水后的尾气经循环气压缩机K-1002压缩，压缩后的循环尾气进入预混合器M-1001，继续参与氧化反应，本发明的特征在于：

A.加大丙烯在原料配比中的数量，使丙烯进料浓度为8.0％～9.88％(mol)；

B.洗涤塔T-1001塔顶进入的洗涤液为脱盐水和含丙烯酸废水混合液，此丙烯酸废水为该丙烯酸装置中丙烯酸精制单元产生的含酸废水，废水量占洗涤液总量的50％～60％(wt)。

1、特征A实施例

目前国内运行的丙烯酸装置中，采用“循环尾气”法制丙烯酸装置中，在催化剂条件的要求和约束下，其丙烯进料浓度均小于或等于8％(mol)，造成了高物耗，使装置的成本较高。经过试验和在实际装置运行数据得知，在两步加氧、循环尾气直接返回的氧化工艺路线方案中采用高浓度丙烯、低水配比进料，可提高丙烯转化率和丙烯酸的收率，具体反应温度数据见表1-1

表1-1第一氧化反应器反应温度

表1-2第二氧化反应器反应温度

和表1-2，不同浓度丙烯进料工艺数据对比见表1-3。

表1-3不同浓度丙烯进料数据对比表

以年产量4万吨丙烯酸装置为例，采用两步加氧、循环尾气直接返回的工艺技术生产丙烯酸，丙烯的进料浓度为8.0％(mol)，年消耗丙烯2.8万吨；通过技术优化，将丙烯的进料浓度提高到9.88％(mol)，总收率由原来的85.0％提高到87.11％，丙烯年消耗为2.75万吨，年节省精制丙烯酸蒸汽用量2138吨。按每吨丙烯1万元计算，每吨蒸汽83元计，年节约成本约500万元。因此，通过提高丙烯进料浓度可带来显著的经济效益，见表1-4。

表1-4不同浓度丙烯进料装置经济效益对比表

从表1-4中对比数据可以看出，当采用高浓度丙烯进料的氧化工艺技术时，可大幅降低成本，为用户带来显著的经济效益。

2、特征B实施例

以8万吨/年丙烯酸装置为例，丙烯酸氧化单元洗涤塔顶洗涤液分别采用脱盐水和脱盐水与含丙烯酸废水混合液进行吸收，各项对比指标见表1-5。表1-5给出的数据是含丙烯酸废水量占洗涤液总量的55％时的情况，当含丙烯酸废水量占洗涤液总量的50％或60％的情况时变化不大，数据基本相近。

表1-5采用不同种类洗涤液各项工艺指标对比表

从表1-5中可以看出，采用脱盐水与含酸废水作为洗涤液，每年可节约成本220万元，给用户带来可观的经济效益。

Claims (1)

1.丙烯两步加氧法制丙烯酸的改进工艺，丙烯两步加氧法制丙烯酸的丙烯氧化单元中新鲜空气、蒸汽、循环尾气进预混合器M-1001，再与丙烯一起进入混合器M-1002，进行充分混合，作为第一反应器R-1001的进料，在催化剂存在的条件下，在第一反应器R-1001内，丙烯与空气中的氧气进行化学反应，生成丙烯醛和少量丙烯酸，反应放出的热量，由热熔盐介质带出，用来产生蒸汽；第一反应器R-1001出口气体与补充新鲜空气在混合器M-1003内混合，进入第二反应器R-1002，继续进行化学反应，使丙烯醛氧化，生成丙烯酸；第二反应器R-1002出口气体经反应物冷却器E-1001冷却，冷却后的丙烯酸气进入洗涤塔T-1001底部，进行洗涤吸收，制得粗丙烯酸溶液，粗丙烯酸由洗涤塔T-1001底部流出，进入下一个单元，进行精制；洗涤塔T-1001顶部放出尾气，一部分送入催化焚烧单元，另一部分经脱水器V-1007，进行脱水处理，脱水后的尾气经循环气压缩机K-1002压缩，压缩后的循环尾气进入预混合器M-1001，继续参与氧化反应，本发明的特征在于：

A.加大丙烯在原料配比中的数量，使丙烯进料摩尔百分比为8.0％～9.88％；

B.洗涤塔T-1001塔顶进入的洗涤液为脱盐水和含丙烯酸废水混合液，此丙烯酸废水为该丙烯酸装置中丙烯酸精制单元产生的含酸废水，废水量占洗涤液总重量的50％～60％。

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