CN104667558B - 轻有机物汽提器塔系统和工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及轻有机物汽提器塔系统和工艺。一种用于运行轻有机物汽提器系统的工艺包括从轻有机物汽提器塔中移除轻有机物汽提器顶部物流，以及将轻有机物汽提器顶部物流传送到骤冷塔。一方面，轻有机物汽提器顶部物流可在传送到骤冷塔之前发送到冷凝器。
Description
技术领域
提供一种用于制造丙烯腈和甲基丙烯腈的系统和工艺。更特别地，该系统和工艺包括利用轻有机物汽提器塔(stripper column)顶部物。
背景技术
用于制造丙烯腈和甲基丙烯腈的各种工艺和系统是已知的；参照例如美国专利No. 6,107,509。典型地，选自丙烷、丙烯或异丁烯、氨的烃和氧在有催化剂的情况下的直接反应所产生的丙烯腈/甲基丙烯腈的回收和纯化通过下者来实现：将包含丙烯腈/甲基丙烯腈的反应器流出物传输到第一塔(骤冷)，在那里，反应器流出物被第一含水流冷却；将包含丙烯腈/甲基丙烯腈的经冷却的流出物传输到第二塔(吸收器)中，在那里，经冷却的流出物接触第二含水流，以将丙烯腈/甲基丙烯腈吸收到第二含水流中；将包含丙烯腈/甲基丙烯腈的第二含水流从第二塔传输到第一蒸馏塔(回收塔)，以从第二含水流中分离出原始丙烯腈/甲基丙烯腈；以及将分离的原始丙烯腈/甲基丙烯腈传输到第二蒸馏塔(顶塔)，以从原始丙烯腈/甲基丙烯腈中移除至少一些杂质；以及将部分地纯化的丙烯腈/甲基丙烯腈传输到第三蒸馏塔(产物塔)，以获得产物丙烯腈/甲基丙烯腈。美国专利No. 4,234,510；No. 3,885,928；No. 3,352,764；No. 3,198,750和No. 3,044,966说明了丙烯腈和甲基丙烯腈的典型的回收和纯化工艺。
虽然丙烯腈/甲基丙烯腈的制造已经在商业上实践了多年，但仍然存在具有显著益处的改进领域。那些改进领域之一将是改进对来自轻有机物汽提器的顶部物流的利用。
发明内容
一种用于产生丙烯腈和甲基丙烯腈的工艺包括将回收塔底部物发送到多级蒸发器系统，在那里，液体的一部分蒸发和冷凝，产生蒸发器冷凝物。这个蒸发器冷凝物包含少量氨和HCN，并且发送到轻有机物汽提器(LOS)，以移除氨和HCN。包含氨和HCN的、来自LOS的顶部物通常用作通往回收塔的新鲜蒸汽。LOS顶部物的氨含量可增加回收塔中结垢的可能性。而且，这个选择需要在较高的压力下运行LOS，因为回收塔的下部部分(在此处引入LOS顶部物)处的压力高。
备选地，LOS顶部物可发送到骤冷塔。这个选择解决了回收塔结垢的可能性增加的问题，但是，这个流的热含量会提高骤冷塔温度。温度提高会不利地影响骤冷塔运行。在当前的工艺和系统中，LOS顶部物可在发送到任何其它装备之前冷凝。这允许LOS在较低的压力下运行。LOS顶部物的热含量传递到可在例如用于脱气器的其它工艺中使用的冷却剂液体，例如软化水。一方面，工艺包括将LOS顶部物发送到骤冷塔。
与LOS顶部物流接触可引起结垢。可将酸添加到一个或多个位置，诸如例如作为冷凝器管板上方的喷雾添加到冷凝器中，添加到LOS顶部物管线中，以及添加到液体冷凝物中，以便防止结垢。
一方面，一种用于运行轻有机物汽提器系统的工艺包括从轻有机物汽提器塔中移除轻有机物汽提器顶部物流；以及将轻有机物汽提器顶部物流的至少一部分传送到骤冷塔。
另一方面，一种用于运行轻有机物汽提器系统的工艺包括从轻有机物汽提器塔中移除轻有机物汽提器顶部物流；使轻有机物汽提器顶部物流的至少一部分与液体流组合，以提供组合式轻有机物汽提器顶部物流；以及将组合式轻有机物汽提器顶部物流的至少一部分传送到骤冷塔。
另一方面，一种用于运行轻有机物汽提器系统的工艺包括从轻有机物汽提器塔中移除轻有机物汽提器顶部物流；在冷凝器中使轻有机物汽提器顶部物流的一部分或全部冷凝，以提供至少部分地冷凝的轻有机物汽提器顶部物流；以及将至少部分地冷凝的轻有机物汽提器顶部物流传送到骤冷塔。
另一方面，一种用于运行轻有机物汽提器系统的工艺包括从轻有机物汽提器塔中移除轻有机物汽提器顶部物流；使轻有机物汽提器顶部物流的至少一部分与酸接触，以提供经酸化的轻有机物汽提器顶部物流；在冷凝器中使经酸化的轻有机物汽提器顶部物流的至少一部分冷凝，以提供至少部分地冷凝的轻有机物汽提器顶部物流；以及将至少部分地冷凝的轻有机物汽提器顶部物流传送到骤冷塔。
另一方面，一种轻有机物汽提器系统包括轻有机物汽提器塔；以及构造成将轻有机物汽提器顶部物流传送到骤冷塔的至少一个管线。
另一方面，一种轻有机物汽提器系统包括轻有机物汽提器塔；构造成将轻有机物汽提器顶部物流传送到骤冷塔的至少一个管线；以及构造成在轻有机物顶部物流进入骤冷塔之前将液体流传送到轻有机物顶部物流的至少一个管线。
另一方面，一种轻有机物汽提器系统包括轻有机物汽提器塔；构造成将轻有机物汽提器顶部物流的至少一部分传送到冷凝器的至少一个管线；以及构造成将冷凝物流的至少一部分从冷凝器传送到骤冷塔的至少一个管线。
另一方面，一种轻有机物汽提器系统包括轻有机物汽提器塔；构造成将轻有机物汽提器顶部物流传送到冷凝器的至少一个管线；其中，管线构造成在进入冷凝器之前接收酸；以及构造成将冷凝物流从冷凝器传送到至少骤冷塔的至少一个管线。
另一方面，一种轻有机物汽提器系统包括：轻有机物汽提器塔，其具有多个托盘，多个托盘包括底部托盘和顶部托盘，轻有机物汽提器塔构造成从馈送到顶部托盘的冷凝物中汽提选自氨和HCN的轻气体，以形成轻有机物汽提器顶部物流和轻有机物汽提器底部物流，其中，轻有机物汽提器顶部物流包括从冷凝物中汽提的轻气体；构造成将轻有机物汽提器顶部物流传送到冷凝器的至少一个管线；其中，管线构造成在进入冷凝器之前接收酸；以及构造成将冷凝物流从冷凝器传送到骤冷塔的至少一个管线。
另一方面，一种轻有机物汽提器系统包括：轻有机物汽提器塔，其具有多个托盘，多个托盘包括底部托盘和顶部托盘，轻有机物汽提器塔构造成从馈送到顶部托盘的冷凝物中汽提选自氨和HCN的轻气体，以形成轻有机物汽提器顶部物流和轻有机物汽提器底部物流，其中，轻有机物汽提器顶部物流包括从冷凝物中汽提的轻气体；构造成将轻有机物汽提器顶部物流传送到冷凝器的至少一个管线；以及构造成将冷凝物流从冷凝器传送到骤冷塔的至少一个管线，其中，传送冷凝物流的管线构造成接收酸。
另一方面，一种用于运行轻有机物汽提器系统的工艺包括从轻有机物汽提器塔中移除轻有机物汽提器顶部物流；在冷凝器中使轻有机物汽提器顶部物流的至少一部分冷凝，以提供至少部分地冷凝的轻有机物汽提器顶部物流，以及使部分地冷凝的轻有机物汽提器顶部物流的至少一部分与轻有机物汽提器顶部物流接触。
附图说明
根据以下附图，工艺的几方面的以上和其它方面、特征和优点将更加显而易见。
图1显示LOS塔系统。
图2示出包括冷凝器和酸添加的LOS塔系统。
图3示出包括冷凝器和酸添加的LOS塔系统的另一方面。
图4示出包括冷凝器和酸添加的LOS塔系统的另一方面。
对应的参照符号在图的若干视图中指示对应的构件。熟练技术人员将理解，示出图中的元件仅是为了简洁和清楚，而且不必按比例绘制它们。例如，图中的一些元件的尺寸可相对于其它元件有所扩大，以帮助促进理解各方面。而且，通常不描绘在商业可行性方面有用或必要的普通但很好理解的元件，以便不妨碍观察这些各方面。
具体实施方式
不应以限制意义来理解以下描述，以下描述而是为了描述示例性实施例的一般原理。应当参照权利要求来确定本发明的范围。
制造丙烯腈/甲基丙烯腈会产生各种冷凝物流。美国专利No. 4,334,965(通过引用而组合在本文中)是用多效蒸发器来产生蒸发器冷凝物的一个示例。LOS系统和工艺允许从制造丙烯腈/甲基丙烯腈时产生的冷凝物流中(诸如例如从蒸发器中)回收氨、HCN和其它轻气体。在这方面，工艺包括从冷凝物中汽提轻气体(包括氨和HCN)，以形成轻有机物汽提器顶部物流和底部物流。当前的系统和工艺允许较有效地利用轻有机物汽提器顶部物流。
图1提供LOS系统的一般描述。参照图1，LOS系统10可包括LOS塔12。LOS塔12可包括多个托盘。在这方面，多个托盘14中的各个托盘可构造成允许从冷凝物中汽提氨HCN和其它轻有机物。进料流20可通过管线21馈送到LOS塔12。一方面，工艺包括从LOS塔12中移除轻有机物汽提器顶部物流40。在这方面，轻有机物汽提器顶部物流40可发送到骤冷塔(未显示)。
另一方面，轻有机物汽提器底部物22可从LOS塔12中移除，并且发送来进行化学处理和处置。例如，轻有机物汽提器底部物22的一部分可发送到硫酸铵冷凝物箱(未显示)，并且/或者后续用作补给水，以使用于骤冷塔(未显示)的液体骤冷。一方面，至少一个再沸器26提供低压蒸汽来加热LOS塔12中的液体。
一方面，液体侧流44可从LOS塔12中移除。轻有机物汽提器的运行可包括使液体侧流44的一部分回到LOS塔12，以使底部物液位控制保持在预定液位范围内。工艺可包括将液体侧流44的一部分发送到一个或多个热交换器，将一部分用作泵的密封水，以及处理其余液体以进行处置。
一方面，工艺可包括对LOS塔12的一个或多个托盘提供碳酸钠46。可将蒸汽48提供给LOS塔12，以进行温度控制。
图2示出LOS系统100和工艺的一方面。在这方面，工艺包括将LOS顶部物流40发送到冷凝器110。可利用的冷凝器包括本领域中已知的那些，诸如例如壳和管式热交换器。
在LOS顶部物流40传送到骤冷塔之前，可对其添加酸。一方面，在LOS顶部物流40进入冷凝器110之前对其添加酸。一方面，工艺包括使LOS顶部物流40与由管线112供应的液体组合。一方面，在图2中显示，由管线112供应的经冷却和酸化的液体LOS顶部物流可与LOS顶部物流40组合。酸可通过酸添加管线114添加到管线112，然后与LOS顶部物流40组合，以提供经酸化的LOS顶部物流120。经酸化的LOS顶部物流120可在进入冷凝器110之前通过酸添加端口122接收额外的酸。经冷却和酸化的液体LOS顶部物流130离开冷凝器110。
另一方面，酸可添加到LOS塔12。如图2中显示的那样，经冷却和酸化的液体LOS顶部物流130的一部分可在管线132处移除，并且在酸添加端口134处与额外的酸组合。这个流可通过管线136回到LOS塔12。经冷却和酸化的液体LOS顶部物流130的一部分可直接提供给骤冷塔。在这方面，经冷却和酸化的液体LOS顶部物流130的温度为大约75℃至大约125℃，另一方面，大约80℃至大约120℃，而且另一方面，大约90℃至大约110℃。
一方面，使经酸化的轻有机物汽提器顶部物流酸化成pH值为大约5至大约7.5，另一方面，大约5至大约7，而且另一方面，大约5.5至大约6.5。工艺可包括在任何一个酸添加点114、122和134处，在全部酸添加点处，或者一个或多个酸添加点的任何组合处添加酸。一方面，酸包括有机酸、有机酸衍生物和它们的混合物。有机酸选自：醋酸、乙醇酸和它们的混合物。
图3示出LOS系统200和工艺的一方面。在这方面，工艺包括将LOS顶部物流40发送到冷凝器110。酸可在酸添加点202处添加到LOS顶部物流40，以提供经酸化的LOS顶部物流。离开冷凝器110的经冷却和酸化的液体LOS顶部物流130的一部分可在管线132处移除，并且在酸添加端口204处与额外的酸组合。这个流可与LOS顶部物流40组合，并且再循环回到冷凝器110。
图4示出LOS系统300和工艺的一方面。在这方面，工艺包括将LOS顶部物流40发送到冷凝器110。冷凝器110可包括本领域中已知的管板(未显示)。酸可在酸添加点302处添加到LOS顶部物流40，以提供经酸化的LOS顶部物流。离开冷凝器110的经冷却和酸化的液体LOS顶部物流130的一部分可在管线132处移除，并且在酸添加端口304处与额外的酸组合。经冷却和酸化的LOS顶部物流可与冷凝器110中的管板接触。
对冷凝器110提供酸和/或经酸化的流，以减少冷凝器中的结垢。一方面，将传送到冷凝器110的酸和/或经酸化的流作为喷雾提供给冷凝器110中的管板。酸和/或经酸化的流可通过喷雾喷嘴312(诸如例如全锥形喷雾喷嘴)传送到管板冷凝器110。喷雾喷嘴可在角度上设置成使得喷雾覆盖管板。例如，喷嘴可垂直于管板，并且相对于与管板垂直呈高达大约60°的角。
如图1-4中显示的那样，LOS塔12可包括多个托盘。在这方面，多个托盘可为大约25个至大约35个托盘，而且另一方面，大约30个托盘。
虽然借助于具体实施例、示例和它们的应用来描述的本文公开的发明，但本领域技术人员在不偏离在权利要求中阐述的本发明的范围的情况下可对其作出的许多修改和变型。
Claims (49)
1.一种轻有机物汽提器系统，其包括：
轻有机物汽提器塔，其具有多个托盘，所述多个托盘包括底部托盘和顶部托盘，所述轻有机物汽提器塔构造成从馈送到所述顶部托盘的冷凝物中汽提选自氨和HCN的轻气体，以形成轻有机物汽提器顶部物流和轻有机物汽提器底部物流，其中，所述轻有机物汽提器顶部物流包括从所述冷凝物中汽提的轻气体；
构造成将所述轻有机物汽提器顶部物流传送到冷凝器的至少一个管线；其中，所述管线构造成在进入所述冷凝器之前接收酸；以及
构造成将冷凝物流从所述冷凝器传送到骤冷塔的至少一个管线。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述轻有机物汽提器塔的多个托盘为25个至35个托盘。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述多个托盘为30个托盘。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷凝器包括构造成接触所述经酸化的轻有机物汽提器顶部物流的管板。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，使酸与所述管板接触。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括构造成使离开所述冷凝器的冷凝物流的一部分再循环回到所述冷凝器的管线。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统包括构造成在离开所述冷凝器的冷凝物流再次进入所述冷凝器之前对其添加酸的酸添加管线。
8.一种轻有机物汽提器系统，其包括：
轻有机物汽提器塔，其具有多个托盘，所述多个托盘包括底部托盘和顶部托盘，所述轻有机物汽提器塔构造成从馈送到所述顶部托盘的冷凝物中汽提选自氨和HCN的轻气体，以形成轻有机物汽提器顶部物流和轻有机物汽提器底部物流，其中，所述轻有机物汽提器顶部物流包括从所述冷凝物中汽提的轻气体；
构造成将所述轻有机物汽提器顶部物流传送到冷凝器的至少一个管线；以及
构造成将冷凝物流从所述冷凝器传送到骤冷塔的至少一个管线，其中，传送冷凝物流的管线构造成接收酸。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述轻有机物汽提器塔的多个托盘为25个至35个托盘。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述多个托盘为30个托盘。
11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述冷凝器包括构造成接触所述轻有机物汽提器顶部物流的管板。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，使酸与所述管板接触。
13.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统包括构造成使离开所述冷凝器的冷凝物流的一部分再循环回到所述冷凝器的管线。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述系统包括构造成在离开所述冷凝器的冷凝物流进入所述冷凝器之前对其添加酸的酸添加管线。
15.一种用于运行根据权利要求1或8所述的轻有机物汽提器系统的工艺，其包括：
从轻有机物汽提器塔中移除轻有机物汽提器顶部物流；以及
将所述轻有机物汽提器顶部物流的至少一部分传送到骤冷塔。
16.根据权利要求15所述的工艺，其特征在于，所述轻有机物汽提器顶部物流在进入所述骤冷塔之前冷却到75℃至125℃的温度。
17.根据权利要求15所述的工艺，其特征在于，在所述轻有机物汽提器顶部物流进入所述骤冷塔之前对其添加酸。
18.根据权利要求17所述的工艺，其特征在于，酸添加使所述轻有机物汽提器顶部物流的pH值为5至7.5。
19.根据权利要求18所述的工艺，其特征在于，所述酸包括有机酸、有机酸衍生物和它们的混合物，其中，所述有机酸选自：醋酸、乙醇酸和它们的混合物。
20.一种用于运行根据权利要求1或8所述的轻有机物汽提器系统的工艺，其包括：
从轻有机物汽提器塔中移除轻有机物汽提器顶部物流；
使所述轻有机物汽提器顶部物流的至少一部分与液体流组合，以提供组合式轻有机物汽提器顶部物流；以及
将所述组合式轻有机物汽提器顶部物流的至少一部分传送到骤冷塔。
21.根据权利要求20所述的工艺，其特征在于，使所述轻有机物汽提器顶部物流的至少一部分与液体流组合使组合式轻有机物汽提器顶部物流在进入所述骤冷塔之前的温度为75℃至125℃。
22.根据权利要求20所述的工艺，其特征在于，在所述轻有机物汽提器顶部物流或组合式轻有机物汽提器顶部物流进入所述骤冷塔之前对其添加酸。
23.根据权利要求22所述的工艺，其特征在于，酸添加使所述轻有机物汽提器顶部物流或组合式轻有机物汽提器顶部物流的pH值为5至7.5。
24.根据权利要求23所述的工艺，其特征在于，所述酸包括有机酸、有机酸衍生物和它们的混合物，其中，所述有机酸选自：醋酸、乙醇酸和它们的混合物。
25.一种用于运行根据权利要求1或8所述的轻有机物汽提器系统的工艺，其包括：
从轻有机物汽提器塔中移除轻有机物汽提器顶部物流；
在冷凝器中使所述轻有机物汽提器顶部物流的一部分或全部冷凝，以提供至少部分地冷凝的轻有机物汽提器顶部物流；以及
将所述至少部分地冷凝的轻有机物汽提器顶部物流传送到骤冷塔。
26.根据权利要求25所述的工艺，其特征在于，所述部分地冷凝的轻有机物汽提器顶部物流在进入所述骤冷塔之前具有75℃至125℃的温度。
27.根据权利要求25所述的工艺，其特征在于，在所述轻有机物汽提器顶部物流传送到所述骤冷塔之前对其添加酸。
28.根据权利要求27所述的工艺，其特征在于，在所述轻有机物汽提器顶部物流进入所述冷凝器之前对其添加酸。
29.根据权利要求27所述的工艺，其特征在于，使经酸化的液体轻有机物汽提器顶部物流与所述轻有机物汽提器顶部物流组合。
30.根据权利要求27所述的工艺，其特征在于，所述经酸化的轻有机物汽提器顶部物流具有5至7.5的pH值。
31.根据权利要求27所述的工艺，其特征在于，所述酸包括有机酸、有机酸衍生物和它们的混合物，其中，所述有机酸选自：醋酸、乙醇酸和它们的混合物。
32.根据权利要求25所述的工艺，其特征在于，所述至少部分地冷凝的轻有机物汽提器顶部物流的一部分再循环回到所述冷凝器。
33.根据权利要求32所述的工艺，其特征在于，在再循环回到所述冷凝器的至少部分地冷凝的轻有机物汽提器顶部物流进入所述冷凝器之前对其添加酸。
34.根据权利要求25所述的工艺，其特征在于，所述冷凝器包括管板。
35.根据权利要求34所述的工艺，其特征在于，使酸与所述管板接触。
36.根据权利要求34所述的工艺，其特征在于，使经酸化的轻有机物汽提器顶部物流与所述管板接触。
37.一种用于运行根据权利要求1或8所述的轻有机物汽提器系统的工艺，其包括：
从轻有机物汽提器塔中移除轻有机物汽提器顶部物流；
使所述轻有机物汽提器顶部物流的至少一部分与酸接触，以提供经酸化的轻有机物汽提器顶部物流；
在冷凝器中使所述经酸化的轻有机物汽提器顶部物流的至少一部分冷凝，以提供至少部分地冷凝的轻有机物汽提器顶部物流；以及
将所述至少部分地冷凝的轻有机物汽提器顶部物流传送到骤冷塔。
38.根据权利要求37所述的工艺，其特征在于，所述部分地冷凝的轻有机物汽提器顶部物流在进入所述骤冷塔之前具有75℃至125℃的温度。
39.根据权利要求37所述的工艺，其特征在于，所述经酸化的轻有机物汽提器顶部物流具有5至7.5的pH值。
40.根据权利要求37所述的工艺，其特征在于，所述酸包括有机酸、有机酸衍生物和它们的混合物，其中，所述有机酸选自：醋酸、乙醇酸和它们的混合物。
41.根据权利要求37所述的工艺，其特征在于，所述冷凝器包括管板。
42.根据权利要求41所述的工艺，其特征在于，使酸与所述管板接触。
43.根据权利要求37所述的工艺，其特征在于，所述至少部分地冷凝的轻有机物汽提器顶部物流的至少一部分再循环回到所述冷凝器。
44.根据权利要求43所述的工艺，其特征在于，在再循环回到所述冷凝器的至少部分地冷凝的轻有机物汽提器顶部物流进入所述冷凝器之前对其添加酸。
45.一种用于运行根据权利要求1或8所述的轻有机物汽提器系统的工艺，其包括：
从轻有机物汽提器塔中移除轻有机物汽提器顶部物流；
在冷凝器中使所述轻有机物汽提器顶部物流的至少一部分冷凝，以提供至少部分地冷凝的轻有机物汽提器顶部物流，以及
使所述部分地冷凝的轻有机物汽提器顶部物流的至少一部分与所述轻有机物汽提器顶部物流接触。
46.根据权利要求45所述的工艺，其特征在于，在所述轻有机物汽提器顶部物流进入所述冷凝器之前对其添加酸。
47.根据权利要求45所述的工艺，其特征在于，在所述部分地冷凝的轻有机物汽提器顶部物流离开所述冷凝器之后对其添加酸。
48.根据权利要求45所述的工艺，其特征在于，将所述部分地冷凝的轻有机物汽提器顶部物流的至少一部分发送至骤冷塔。
49.根据权利要求48所述的工艺，其特征在于，所述冷凝的轻有机物汽提器顶部物流在进入所述骤冷塔之前具有75℃至125℃的温度。
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