CN103991653B - 粗制丙烯腈罐 - Google Patents

Abstract

本公开涉及粗制丙烯腈罐，并提供了一种用于维持粗制罐中的粗制丙烯腈的储存的过程。所述过程包括：将所述粗制丙烯腈传输到所述粗制罐；向所述粗制罐中的粗制丙烯腈添加酸，所添加的酸的量适合于将pH值维持成低于目标pH值；和将所述粗制罐中的粗制丙烯腈的温度维持成低于目标温度。

Description

粗制丙烯腈罐

技术领域

本公开涉及在制造丙烯腈和甲基丙烯腈时的改进的工艺。具体地，本公开涉及粗制丙烯腈罐操作。

背景技术

丙烯腈是重要的大量生产型化学品，其主要被作为单体，用于制造多种聚合物材料，例如用于纺织品和树脂（例如ABS和SAN树脂）中的丙烯酸纤维的聚合物。在世界范围内，每年生产的丙烯腈数量超过四百万公吨。制造丙烯腈或其他烯烃不饱和腈（例如甲基丙烯腈）的最常用的工艺是使用空气或其他分子氧源作为氧化剂使合适的碳氢化合物在具有氨的情况下在氨氧化反应器中发生化学反应，例如使丙烯或丙烷发生化学反应以用于制造丙烯腈，或者使异丁烯发生化学反应以用于制造甲基丙烯腈。这种氧化反应（也称为氨氧化反应）通常使用流态化催化剂床中的固体颗粒状混杂催化剂来催化氨氧化反应并且以可接受的转换率和产量提供所期望的丙烯腈或甲基丙烯腈。除了产生烯烃不饱和腈之外，这种氨氧化反应通常还产生其他产品，例如乙腈、氰化氢（HCN）和其他副产品。用于碳氢化合物原料到丙烯腈的催化氨氧化反应的工艺在例如美国专利No. 4,503,001、No. 4,767,878、No.4,863,891和No. 5,093,299中公开，这些专利通过引用并入本文中。

重要的是丙烯腈产品满足一些规范，包括某些化学杂质的最大含量以及水和聚合抑制剂的预定含量。丙烯腈产品的水和聚合成分的控制对于丙烯腈产品的稳定性而言是重要的。丙烯腈产品中的水和氢醌单甲醚（monomethyl ether hydroquinone）或氢醌甲醚（methyl ether of hydroquinone）（后文称为“MEHQ”）聚合抑制剂通常必须被维持在特定水平或范围内。MEHQ聚合抑制剂需要一定量的水以便发挥功用并且抑制丙烯腈产品的不期望的聚合。诸如美国和国际运输规范之类的规范通常要求在丙烯腈产品中运输最小量的水和抑制剂，因为在没有一定量的水和抑制剂的情况下，丙烯腈产品是非常易起化学反应的。所述规范通常也具有水和抑制剂成分的最大量，因为过多的水和抑制剂将会使得例如在被设计成使丙烯腈聚合的顾客工厂处的丙烯腈的期望的后续反应变慢或者变得困难。丙烯腈产品的规范通常规定了某些杂质的最大量，例如氰化氢、乙腈和丙酮。

偶尔可能需要将未精炼或不合格产品放置在保持罐中。在这种时候，可能需要将粗制丙烯腈罐投入使用，用作未精炼或不合格产品的保持罐。

虽然丙烯腈/甲基丙烯腈的制造已经商业化实施了多年，但仍然存在一些改进会具有显著益处的地方。来自回收柱的粗制丙烯腈通常包括丙烯腈、氰化物和水并且不是特别稳定。因此，粗制丙烯腈可能易于发生聚合反应，从而失去丙烯腈产品。提供更加有效的粗制丙烯腈罐操作的过程和设备是有用的，相比常规过程和设备，所述过程和设备减小或消除了聚合反应以及丙烯腈产品的损失。

本公开的以上和其他方面、特征和优点将从本公开的所示实施例的以下详细描述变得明显，应当联系附图来阅读所示实施例。

发明内容

相应地，本公开的一个方面在于提供一种安全、有效并且成本高效的过程和设备，其克服或减小了常规过程和设备的缺点。

提供了一种用于维持粗制罐中的粗制丙烯腈的储存的过程。所述过程包括：将所述粗制丙烯腈传输到所述粗制罐；向所述粗制罐中的粗制丙烯腈添加酸，所添加的酸的量适合于将pH值维持成低于目标pH值；和将所述粗制罐中的粗制丙烯腈的温度维持成低于目标温度。

在另一方面，一种用于制备粗制罐以接收粗制丙烯腈的过程包括：向粗制罐添加水，所添加的水的量适合于吸收漂浮顶盖下面的有机物；将所述粗制罐中的水的温度维持在大约25 ℃或更低；和将所述水酸化到pH值为4或更低。

在另一方面，一种粗制丙烯腈储存罐包括：多个传感器，其构造成探测所述粗制丙烯腈储存罐中的不同温度高度处的温度；和多个移除位置，其构造成从所述粗制丙烯腈储存罐移除粗制丙烯腈。所述罐还包括：pH传感器，其构造成探测所述粗制丙烯腈储存罐中的粗制丙烯腈的pH值；制冷器，其构造成冷却从所述粗制丙烯腈储存罐的移除位置抽取的再循环流；和返回管线，其构造成使再循环流的至少一部分返回到所述粗制丙烯腈储存罐。

本公开的以上和其他方面、特征和优点将从本公开的所示实施例的以下详细描述变得明显，应当联系附图来阅读所示实施例。

附图说明

通过参照以下描述并考虑附图可以获知本公开的示例性实施例的更加完整的理解及其优点，在附图中，相同的附图标记指代相同的特征，其中：

图1是适用于制造丙烯腈产品的根据本公开的方面的实施例的示意性流程图；

图2示出了根据本公开的方面的过程的流程图。

具体实施方式

温度和pH值的监视和控制对于粗制丙烯腈的存储而言都是重要的。在这方面，一种过程包括探测粗制罐的不同高度处的液体的多个温度。该过程包括：使从粗制罐的流出高度抽取的再循环流循环；冷却该再循环流；以及当所探测的温度处于预定温度范围之外时，使该再循环流的至少一部分返回到该罐。

相比常规系统和方法，本文描述的过程时间更少并且在丙烯腈产品被释放到最终产品储存处之前可需要更少的步骤。在执行样品分析和调整以操作参数来生产合格的丙烯腈产品时可以减少实验室和工厂的劳动。所提供的其他益处在于：可以相对于常规系统和方法所需的倾入罐（rundown tank）的数量和/或容积减小倾入罐的数量和/或容积。所提供的另一益处在于：可以更快地探测到化学杂质不合格的丙烯腈产品，从而允许执行校正操作并且将再次经过系统的（一个或多个）部分的丙烯腈产品的量减少到如常规系统和方法所需的。

下面，关于附图进一步描述了该过程和用于执行该过程的设备。

如图1所示，设备10包括罐12。罐12可构造成经由管线16接收粗制丙烯腈产品。粗制丙烯腈流14可被从回收柱或其他容器（未示出）传输到罐12。粗制丙烯腈产品流14可经由管线16传输并且在位置18进入罐12。温度传感器20、22、24、26和28可构造成在罐12中的液体的对应竖直高度30、32、34、36和38处测量罐12中的液体的温度。罐12中的粗制丙烯腈产品可经由管线40传输到罐12之外。顶部蒸气110可经由管线110从罐12传输到洗涤器（未示出）。

粗制丙烯腈产品可以从罐12经由管线82、84、86和/或88传输。阀92、94、96和98可分别对应于管线82、84、86和88。喷嘴102、104、106和108可分别对应于管线82、84、86和88。喷嘴102、104、106和108在罐12中的竖直高度可分别对应于罐12中的液体的竖直高度32、34、36和38。该一系列喷嘴中的喷嘴和相邻喷嘴的距离可以是相同的。因此，喷嘴102和喷嘴104之间的距离可以与喷嘴104和喷嘴106之间的距离相同，等等。在一个方面，相继喷嘴之间的距离可以是大约二（2）到大约十二（12）英尺，在另一个方面为大约五（5）到大约十二（12）英尺，在另一个方面为大约八（8）到大约十二（12）英尺，并且在另一个方面为大约十（10）英尺。虽然图1中示出喷嘴100的竖直高度低于竖直高度30，但喷嘴100的竖直高度可以与竖直高度30相同或者接近竖直高度30。

管线46可以将粗制丙烯腈产品传输到换热器或制冷器54，例如在进口56处传输到制冷器54的管侧。制冷器54可构造成经由与冷却流体58（例如，冷却水）的热传递来冷却粗制丙烯腈产品，冷却流体58在进口60处被引到制冷器54的壳侧。冷却流体58可以在出口62处排出制冷器54。

在制冷器54中被冷却之后，粗制丙烯腈产品可在出口64处排出并且作为经冷却的丙烯腈产品流78从制冷器54经由管线66传输。酸68（例如乙醇酸或乙酸及其组合）可经由管线70传输并且在接头74处添加到管线66中的粗制丙烯腈产品。酸68可以被泵72从酸源76经由管线70泵送。在一个方面，酸68可被添加到经冷却的丙烯腈产品流78以将罐12中的液体的pH值维持在预定pH值范围。经冷却的丙烯腈产品可经由管线80通过喷嘴100返回到罐12。

在一个方面，控制器11可构造成处理对应于所测量的参数（例如，温度传感器20、22、24、26和/或28测量的液体温度以及竖直高度30、32、34、36和/或38）的一个或多个信号。控制器11可构造成确定所测量的参数是否高于或低于预定参数范围。本领域技术人员将会意识到根据本公开，所测量的参数可以是在罐12的操作中有用的任何合适的参数，例如温度传感器在预定竖直高度处测量的温度。控制器11可构造成如果所测量的参数低于或高于预定参数范围则经由通信线路或无线通信（图1未示出）调节一个或多个装置的操作。例如，控制器11可构造成通过控制制冷器54的操作和阀（例如阀92、94、96和/或98）的操作来调节通过一个或多个喷嘴100、102、104、106和/或108传输的粗制丙烯腈产品的量。

在一个方面，通过再循环、冷却并且将经冷却的丙烯腈产品与罐12中的液体混合，可以将罐12中的液体的温度和/或罐12中的液体的局部区域的温度维持在预定温度范围内。在一个方面，控制器11可构造成控制经由管线40从罐12提取的液体的量、在制冷器54中冷却的粗制丙烯腈产品的量、以及经由管线66传输回到罐12的粗制丙烯腈产品（冷却之后）的量。在该方面，再循环可用于将粗制罐中的温度设置为大约25 ℃或更低。在一个相关方面，在1个到大约5个位置处测量温度，并且在另一个方面，在2个到大约4个位置处测量温度。在一个方面，该过程可用于提供大约50到大约150小时的周转率，在另一个方面大约75到大约125小时的周转率，在另一个方面大约75到大约80小时的周转率，并且在另一个方面大约100到大约105小时的周转率。

在一个方面，控制器11可构造成处理对应于罐12中的液体的pH值和/或经由管线40从罐12提取的液体的pH值的一个或多个信号。在该方面，pH计116可构造成在位置120处测量罐12中的粗制丙烯腈产品的pH值并且将对应于所测量的pH值的信号传输到控制器11或流量控制器118。控制器11或流量控制器118可构造成处理来自pH计的信息并且控制流到接头74的酸68的流量。在一个方面，控制器11或流量控制器118可构造成如果在位置120处测量的pH值处于预定pH值之外则至少调节与流到接头74的酸68的流量有关的操作参数。在一个方面，控制器11可构造成控制流量控制器118的操作。在一个方面，控制器11可包括流量控制器118。控制器11和/或流量控制器118可包括处理器。控制器11和/或流量控制器118的处理器可包括存储器，该存储器构造成接收和存储预定条件或参数。预定条件或参数可以是位置120处的液体的期望pH值或期望pH值的范围。

在一个方面，控制器11或流量控制器118可构造成以预定频率接收对应于pH计116测量的pH值的信号，例如大约每六（6）小时接收一次，并且确定所测量的pH值是否在预定pH值范围内。在一个方面，预定pH值范围可以是大约2.5-4.5，并且在另一个方面为大约3到大约4。在一个方面，如果所测量的pH值大于或接近于大约4.5，则控制器11或流量控制器118可调节对应于流量控制器118的阀119的开口，以允许在接头74处添加更多的酸68，从而允许向罐12添加更多的酸68。如果在位置120处测量的pH值为大约2.5或接近于大约2.5，则控制器11或流量控制器118可调节对应于流量控制器118的阀119的开口，以减小在接头74处添加的酸68的量，从而减小向罐12添加的酸68的量。

如图1所示，可在位置43处从罐12的底部抽取管线40中的流出物。相对于罐12的总高度，位置43的竖直高度可以为零或者大约零。在一个方面，粗制丙烯腈储存罐的长度与直径的比为大约0.5到大约1.5，在另一个方面为大约0.75到大约1.25，并且在另一个方面为大约0.9到大约1.1。

图2示出了根据本公开的方面的过程300的流程图。可以使用图1所示的设备10来执行过程300。步骤301可包括探测粗制罐的第一高度处的液体的第一温度。步骤302可包括探测粗制罐的第二高度处的液体的第二温度。步骤303可包括使从粗制罐的流出高度抽取的再循环流循环。步骤304可包括冷却该再循环流。步骤305可包括当所探测的第一温度处于预定温度范围之外时使再循环流的至少第一部分返回到第一返回高度。过程300可包括当所探测的第二温度处于预定温度范围之外时使再循环流的至少第二部分返回到第二返回高度。在一个方面，至少该第一返回高度或者该第二返回高度高于粗制罐的流出高度。

在一个方面，提供了一种过程，该过程用以制备空的粗制罐，该粗制罐用于接收粗制丙烯腈产品流，例如粗制丙烯腈产品流14。在一个方面，该过程包括向粗制罐添加水，所添加的水的量适合于吸收粗制罐的漂浮顶盖下面的有机物。有机物的吸收可用于防止粗制罐的有机物损失。

在另一个方面，启动过程可包括用按重量计算大约6％或更多的水来填充空的粗制罐以使罐的顶盖漂浮，在另一个方面大约6％到大约15％，在另一个方面大约6％到大约10％，并且在另一个方面大约6％到大约8％。该过程可包括使水循环通过制冷器（例如制冷器54）以实现罐中的液体的目标温度，例如大约25 ℃或更低，在另一个方面大约20 ℃或更低，在另一个方面大约18 ℃或更低，在另一个方面大约15 ℃或更低，在另一个方面大约10℃或更低，在另一个方面大约1 ℃到大约10 ℃，并且在另一个方面大约5 ℃到大约10 ℃。该过程可包括向循环水添加酸以实现罐中的液体的大约4或更低的pH值，并且在另一个方面大约3到大约4的pH值。在该方面，在水已经达到25 ℃或更低的温度之后，向水添加酸。在另一个方面，当粗制罐为大约25 ℃或更低并且pH值为大约4或更低时，向粗制罐添加粗制丙烯腈。

在粗制丙烯腈处于罐内的方面，该过程可包括周期性地采样液体的pH值，例如大约每六（6）小时一次，并且如果pH值大于大约4.5则添加更多的酸。该过程可包括使粗制丙烯腈产品循环通过制冷器（例如制冷器54）以维持低于大约18摄氏度的温度。

在一个方面，可提供一种过程来解决将未精炼或不合格产品放置在保持罐内的需求。在这种时候，可能需要将粗制丙烯腈罐投入使用，用作未精炼或不合格产品的保持罐。在一个方面，对罐温度和pH值进行监视以避免或减少罐中的化学反应。

在一个方面，两个单独的罐12可以串联或并联操作。

虽然已经在前面的说明书中关于本公开的某些优选实施例描述了本公开并且为了例示而阐述了许多细节，但本领域技术人员将会明白本公开可以有其他实施例并且本文所描述的某些细节能够显著变化而不偏离本公开的基本原理。应当理解，本公开的特征可以有修改、变形、变化或替代物，而不偏离本公开的精神和范围或权利要求的范围。例如，各种部件的尺寸、数量、大小和形状可以改变以适合特定的应用。因此，本文所示出和描述的特定实施例仅仅用于例示的目的。

Claims (6)

1.一种用于制备粗制罐以接收粗制丙烯腈的过程，所述过程包括：

向空的粗制罐添加水，所添加的水的量适合于吸收所述粗制罐的漂浮顶盖下面的有机物；和

将所述粗制罐中的水的温度维持在25 ℃或更低，其中，用再循环流来维持所述粗制罐中的水的温度，所述再循环流是在一个或多个移除位置处从所述粗制罐提取的水，当所述罐中的水为25 ℃或更低时向所述粗制罐添加酸，并且酸被添加到经冷却的所述再循环流中。

2.如权利要求1所述的过程，其中，所述水被添加到所述粗制罐至所述粗制罐的6到15体积百分比。

3.如权利要求1所述的过程，其中，用换热器来冷却所述再循环流。

4.如权利要求1所述的过程，其中，所述水被维持在1 ℃到10 ℃的温度。

5.如权利要求1所述的过程，其中，所述水的pH值为3到4。

6.如权利要求1所述的过程，其中，当粗制罐为25 ℃或更低并且pH值为4或更低时，向所述粗制罐添加粗制丙烯腈。