CN1014888B - 丙烯腈和乙腈回收的新方法 - Google Patents

Abstract

本发明叙述了丙烯氨氧化制丙烯腈过程中所获得的水溶液中回收丙烯腈和乙膊的一种新方法，该水溶液中含有丙烯腈、氢氰酸、乙腈和羰基化合物等，采用的是复合萃取解吸——普通精馏与萃取精馏相结合的技术。塔顶注入回流液，溶剂水从塔顶以下几块塔板处送入。塔顶得到的粗丙烯腈中，乙腈含量小于100PPM。乙腈自侧线以液态引出，其中氢氰酸含量为20-100PPM。采用本发明可使乙腈的提纯流程得以简化，并显著降低蒸馏的能耗。

Description

本发明属于从含丙烯腈、氢氰酸、乙腈和羰基化合物的水吸收液中回收丙烯腈和乙腈的方法。

生产和回收丙烯腈和乙腈的工艺是众所周知的。国外在丙烯腈分离精制方面曾有报道。例如美国专利4，377，444，介绍了丙烯腈和乙腈分离的两种典型流程，一种是由萃取解吸塔和乙腈解吸塔组成的“流程1”（见图1）;另一种是以气相侧线抽出乙腈的方式，把萃取解吸塔和乙腈解吸塔合为一体的“流程2”（见图2）。

现将两种流程分别简述如下：

按图1所示，来自吸收塔底部的含丙烯腈、氢氰酸、乙腈和羰基化合物等的水吸收液送入萃取解吸塔（1），溶剂水从塔顶加入，进行萃取蒸馏，塔顶蒸出几乎不含乙腈的粗丙烯腈和氢氰酸，经冷凝在油水分离槽（2），进行液-液分离，形成有机相和水相。水相送回萃取解吸塔（1）作进料，有机相（粗丙烯腈）送丙烯腈精制系统作进一步处理。不含丙烯腈的釜液送乙腈解吸塔（3），从塔顶蒸出含一定量氢氰酸的粗乙腈，冷凝后部分回流返回塔顶，其余部分出料。含重质组份的塔釜物料从乙腈解吸塔（3）的底部塔板全部排入中间贮槽（4），从中间贮槽（4）送出循环吸收水和溶剂水，余下的送入再沸器（5），在再沸器中部分汽化，被增浓的重质组份残液由塔釜排出送污水处理。

图2与图1所示的丙烯腈回收流程基本相似。来自吸收塔含丙烯腈、氢氰酸、乙腈和羰基化合物等的水吸收液，从萃取解吸塔（1）的中部偏上位置送入，从塔顶加入溶剂水，进行萃取蒸馏。塔顶蒸出几乎不含乙腈的粗丙烯腈、氢氰酸，经冷凝后，在油水分离槽（2），进行液-分离，形成有机相和水相，水相返回萃取解吸塔（1）作进料，有机相（粗丙烯腈）送丙烯腈精制系统作进一步处理。流程2的特点是从萃取解吸塔（1）中部偏下的位置，气相侧线抽出含一定量氢氰酸的乙腈，直接送入乙腈汽提塔（3），使乙腈、氢氰酸和羰基化合物在塔（3）的上段得以提浓，从塔顶蒸出的粗乙腈，经冷凝后，部分回流返回汽提塔（3）塔顶，其余部分送乙腈回收精制系统作进一步处理。来自汽提塔（3）的塔底液流在抽出位置相同的塔板上，返回萃取解吸塔（1）。萃取解吸塔（1）的下流液体从底部塔板处（第一块板）全部排出，送入中间贮槽（4），从中间贮槽（4）把相当于吸收水和溶剂水所需的总水量循环返回吸收塔和萃取解吸塔塔顶，余下部分，送至再沸器（5），在再沸器（5）中部分汽化，被增浓的重质组份残液由塔釜排出送污水处理。

上述两种典型的流程，存在着如下缺点：

如“流程1”，萃取解吸塔塔釜的出料中，一部 分的氢氰酸和乙腈一起放出，导致粗乙腈中含有500PPM的氢氰酸，这不仅影响了乙腈解吸塔塔顶乙腈的提浓和进一步的回收，而且易于造成聚合堵塞，影响设备的运转周期。此外，由于萃取解吸塔塔釜排出的含大量水的稀乙腈液流，解吸乙腈时，需耗费大量的热能。

如“流程2”，由于采用气相侧线抽出乙腈工艺，在一定程度上降低了乙腈解吸部分的能耗。但汽提塔塔顶蒸出的粗乙腈中，仍然含有5%的氢氰酸（以乙腈计），也影响了乙腈进一步回收和提浓。

本发明的目的在于提出一种在一定位置加水萃取蒸馏的方法，可改变原萃取解吸工艺中氢氰酸的分配规律，并配以在提馏段乙腈增浓区，液相侧线抽出乙腈工艺，能有效地降低乙腈中氢氰酸的含量，从而可以省去乙腈精制中脱氢氰酸塔的目的，并降低乙腈解吸的能耗，使乙腈回收过程的流程得以简化。

具体地说，在原萃取解吸塔精馏段上加上一段普通精馏段的复合塔，称为“复合萃取解吸塔”。就是从精馏段中部偏上位置加入溶剂水，相当于把普通精馏与萃取解吸结合起来的“复合”工艺，利用两者的加和作用，改变了原萃取解吸工艺中氢氰酸的分配规律，从复合萃取解吸塔塔顶蒸出乙腈含量小于100PPM、大部分氢氰酸和部分水的粗丙烯腈。并配以在塔的中部偏下位置，液相侧线抽出乙腈液流，其中乙腈含量为吸收液乙腈含量的2-4倍，氢氰酸含量为20-100PPM，经乙腈解吸，从乙腈解吸塔塔顶蒸出乙腈含量为60-84%的粗乙腈，其中氢氰酸的含量小于0.8%。

本发明的新流程（流程3）如图三所示：

来自吸收塔的含丙烯腈、氢氰酸、乙腈和羰基化合物等的水吸收液，从具有65-125块塔板，最佳为90-110块塔板的复合萃取解吸塔（1）的中部偏上位置送入。溶剂水从距塔顶第4-16块塔板，最佳为6-12块塔板上加入，把复合萃取解吸塔分成普通粗馏段和萃取精馏段进行复合萃取解吸，从塔顶蒸出乙腈含量小于100PPM、大部分氢氰酸和部分水的粗丙烯腈，冷凝后，在油水分离槽（2）进行液-液分离，形成有机相和水相，含饱和量丙烯腈的水相返回复合萃取解吸塔（1）作进料，有机相（粗丙烯腈）部分回流返回塔顶，其余部分送粗制系统处理。同时，在复合萃取解吸塔塔釜上第20-40块塔板，最佳为第25-35块塔块的侧线口抽出乙腈液流，其中乙腈含量为吸收液乙腈含量的2-4倍，氢氰酸含量为20-100PPM，将其直接送乙腈解吸塔（3），回收提浓乙腈。复合萃取解吸塔塔釜含重质组分的物料从底部塔板全部排入中间贮槽（4），从中间贮槽（4）送出循环所需的吸收水和部分溶剂水，余下部分送入再沸器（5），在再沸器中部分汽化，被增浓的重质组份残液由塔釜排出送污水处理。

乙腈解吸塔（3）是一个普通精馏塔，来自复合萃取解吸塔（1）的侧线乙腈液流，从塔的中部偏上位置送入，从塔顶蒸出乙腈含量为60-84%的粗乙腈，浓度最佳为80%，其中氢氰酸的含量小于0.8%，冷凝后，部分回流返回塔顶，其余部分送乙腈回收精制系统处理。塔釜物料全部作溶剂水与中间贮槽（4）送出的部分溶剂水合并，从距塔顶第4-16块塔板上送入复合萃取解吸塔（1）。

复合萃取解吸塔和乙腈解吸塔可以采用筛板塔、填料塔或浮阀塔。

本发明所提供的丙烯腈和乙腈回收的新方法，其操作条件如下：

复合萃取解吸塔（1）的压力为常压，顶温65-67℃，釜温100-102℃，液相侧线抽出口温度为90-92℃;乙腈解吸塔（3）的压力为常压，顶温为75-77℃，釜温100-102℃。

总之，本发明的丙烯腈和乙腈回收的新方法，能经济有效地回收吸收塔来的含丙烯腈。氢氰酸、乙腈和羰基化合物等的水吸收液。试验表明，复合萃取解吸塔利用普通精馏与萃取解吸对分离氢氰酸的加和作用，不会对丙烯腈和乙腈的分离产生明显的影响，但却能改变氢氰酸的分配规律。在不改变原萃取解吸塔工艺的溶剂水量、回流比等条件下，仅增加4-16块塔板的普通粗馏段，塔顶蒸出的粗丙烯腈中乙腈仍可达到小于100PPM的要求。若采用流程1或2萃取解吸工艺，乙腈中的氢氰酸的含量高达500PPM，而采用复合萃取解吸塔与液相侧线抽出乙腈工艺，氢氰酸含量可降至20-100PPM。使乙腈回收中简化了氢氰酸的分离，延长了冷凝器运转周期，减少设备投资费用，又能提高乙腈浓度，降低乙腈解吸所需的能耗。

（实例一）

含丙烯腈3.4%、氢氰酸0.4%、乙腈0.2%、其它杂质0.1%和大量水的丙烯腈水吸收液，以12000ml/hr的流量送入内径为57mm装填有85块塔板的复合萃取解吸塔，溶剂水以6000ml/hr的流量，从距塔顶第5块塔板上加入，其操作条件为常压，顶温为67℃，釜温为101℃下进行复合萃取解吸。并在距塔釜第20块塔板上以4000ml/hr的流量，液相侧线抽出口温度为91℃时，将液相侧线抽出乙腈，直接送往乙腈解吸塔回收乙腈，其操作条件为常压，顶温为76℃，釜温为101℃。

试验结果，从复合萃取解吸塔塔顶蒸出的粗丙烯腈中，乙腈含量小于100PPM，丙烯腈含量75%，氢氰酸含量11%。釜液中丙烯腈、乙腈含量都小于20PPM。液相侧线抽出口乙腈含量0.6%，氢氰酸含量60PPM。

从乙腈解吸塔塔顶蒸出的粗乙腈中，乙腈含量80%，氢氰酸含量0.7%。

（实例二）

含丙烯腈3.4%、氢氰酸0.4%、乙腈0.2%、其它杂质0.1%和大量水的丙烯腈水吸收液，以12000ml/hr的流量送入内径为57mm装填有125块板的复合萃取解吸塔，溶剂水以6000ml/hr的流量，从距塔顶第15块塔板上加入，进行复合萃取解吸。在距塔釜第40块塔板上以6000ml/hr的流量，液相侧线抽出乙腈，直接送往乙腈解吸塔回收乙腈。操作条件同例1。

试验结果，从复合萃取解吸塔塔顶蒸出的粗丙烯腈中，乙腈含量小于100PPM，丙烯腈含量75%，氢氰酸含量11%，釜液中丙烯腈、乙腈含量小于20PPM，液相侧线抽出口乙腈含量0.4%，氢氰酸含量40PPM。

从乙腈解吸塔塔顶蒸出的粗乙腈中，乙腈含量80%，氢氰酸含量0.7%。

（实例三）

含丙烯腈4.7%、氢氰酸0.7%、乙腈0.2%和大量水的丙烯腈水吸收液，在相似的工艺操作条件下，对“流程1”、“流程2”、和本发明提供的“流程3”的乙腈回收部分作试验，结果列于下表。

流程1、2与流程3试验数据表：

从表中所示的数据，采用本发明提供的“流程3”丙烯腈与乙腈回收的方法，能达到乙腈精制中原脱氢氰酸塔分离技术指标的要求（乙腈含量80%，氢氰酸含量0.8%），从而可省却以往乙腈精制流程中所需的脱氢氰酸塔，不仅节省了投资，简化了工艺，而且能大幅度地降低能耗。

名称    流程1    流程2    流程3

粗乙腈组成    ACN    20    50    80

（wt%）    HCN    4    2-2.5    0.8

回收一公斤乙腈耗热量    48790    9303    5750

（Kcal/公斤ACN）

Claims (5)

1、一种从丙烯氨氧化制丙烯腈的过程中所获得的含丙烯腈、氢氰酸、乙腈和羰基化合物的水吸收液，通过顶部加水，萃取解吸塔，乙腈解吸塔回收丙烯腈和乙腈的方法，其特征在于溶剂水从距塔顶第4-16块塔板上加入，具有65-125块塔板的复合萃取解吸塔，将塔分成普通精馏段和萃取精馏段，进行复合萃取解吸，在操作压力为常压顶温67℃，釜温100℃的条件下，从塔顶蒸出乙腈含量小于100PPM、大部份氢氰酸和部分水的精丙烯腈，送精制系统处理。从塔釜液相抽出部分物料作循环吸收水和溶剂水，含重质组份的釜残液送污水系统处理。同时在复合萃取解吸塔塔釜上第20-40块塔板处，液相侧线抽出乙腈液流，其中乙腈含量为吸收液乙腈含量的2-4倍，氢氰酸含量为20-100PPM，将其送往乙腈解吸塔，在操作压力为常压，顶温76℃，釜温101℃的条件下，从塔顶蒸出乙腈含量为60-84%的精乙腈，其中氢氰酸的含量小于0.8%，将其送精制系统处理，抽出塔釜液作溶剂水循环使用，送入复合萃取解吸塔。

2、按照权利要求1所述的回收丙烯腈和乙腈的方法，其特征在于溶剂水从距塔顶第6-12块塔板上加入。

3、按照权利要求1所述的回收丙烯腈和乙腈的方法，其特征在于液相侧线抽出乙腈液流在距塔釜第25-35块处。

4、按照权利要求1所述的回收丙烯腈和乙腈的方法，其特征在于复合萃取解吸塔的塔板数为90-110块。

5、按照权利要求1所述的回收丙烯腈和乙腈的方法，其特征在于乙腈解吸塔塔顶蒸出的粗乙腈，其乙腈浓度为80%（重量%）。

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