CN105985261B - 乙腈精制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种乙腈精制方法，所述方法包括以下步骤：a)粗乙腈原料在第一分离塔中蒸馏；在所述第一分离塔提馏段下部侧线得到精制后的气相乙腈物流，在所述第一分离塔塔顶得到含HCN和噁唑的轻组分气相物流；b)所述含HCN和噁唑的轻组分气相物流经冷凝器冷凝后，凝液回流至所述第一分离塔塔顶，含HCN和噁唑的不凝气排出系统；其中，所述不凝气出料温度大于45℃、且小于60℃，可用于工业乙腈的分离装置中。

Description

乙腈精制方法

技术领域

本发明涉及一种乙腈精制方法。

背景技术

丙烯氨氧化制丙烯腈的生产过程中，同时副产氢氰酸和乙腈，其中醛、酮、噁唑、丙腈等杂质和少量的氢氰酸在丙烯腈萃取解吸过程中被萃取到乙腈水溶液，经乙腈解吸或汽提到粗乙腈中。通常我们采用由脱氰塔、化学处理、减压共沸、加压共沸蒸馏的组合工艺，对乙腈进行连续回收，可有效地脱除乙腈中水和氢氰酸、丙烯腈、丙烯醛、丙腈、丙酮、丙烯醇等杂质，但杂质噁唑由于会在系统中循环累积，最终会影响乙腈的产品质量。文献US4308108公开了一种提纯粗乙腈的工艺，采用水萃取脱除噁唑的方法，从萃取精馏塔的上部脱除噁唑和水、乙腈的混合物，从萃取精馏塔的下部得到乙腈。用此方法脱除噁唑造成了乙腈的较大损失。文献US5426208公开了另一种提纯乙腈的工艺，已脱除水份的乙腈经过臭氧的处理，使噁唑等杂质形成氧化物，再经过一个填充了分子筛的塔器除去氧化物和过量臭氧，从而获得高纯度乙腈。用此方法得到的乙腈纯度很高，能符合UV分光光度计、电解分析研究、DNA化学和高性能液相色谱仪的使用要求。但必须在除去水份和大部分杂质的基础上，再增加臭氧处理和分子筛吸附二个步骤，产品成本较高。

文献CN1328994A公开了一种高纯乙腈精制方法，从含有乙腈、水、HCN、噁唑和重有机物的粗乙腈中连续回收高纯乙腈，依次包括以下步骤：a)粗乙腈经第一分离塔分离，HCN和轻组份由塔顶排出，部分水和重有机物由塔釜排出，在第一分离塔精馏段上部侧线液相抽出噁唑；b)脱除了轻组份和绝大部分噁唑的含水乙腈从第一分离塔提馏段下部侧线气相抽出后经化学处理釜加碱化学处理；c)经加碱化学处理脱除游离HCN后的含水乙腈进入减压的第二分离塔，在塔釜脱除重有机物和水；d)从第二分离塔顶蒸出脱除了大部分水的乙腈进入加压的第三分离塔，塔顶蒸出含噁唑和水份的乙腈物料返回第一分离塔进料，在提馏段下部气相抽出得高纯乙腈。其中，第一分离塔塔顶物流经冷凝器冷凝后，冷凝液回流至第一分离塔塔顶，不凝气排出系统，不凝气出料温度(即塔顶出料温度)为29～45℃。该方法通过在第一分离塔的精馏段上部增加一个液相抽出口，使累积的噁唑被顺利排出系统。但是，由于该股侧线抽出物料流量小，且为了保证最终乙腈的高回收率，此股物料一般不可连续抽出，抽出管道极易出现堵塞现象，造成经常性不可用或停车检修，装置不能长周期稳定连续运行。

发明内容

本发明旨在提供一种乙腈精制方法。该方法在有效脱除噁唑，获得高纯度乙腈、乙腈损失小的同时，避免了脱噁唑管道的堵塞，使装置能长期稳定运行。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案如下：一种乙腈精制方法，包括以下步骤：

a)粗乙腈原料在第一分离塔中蒸馏；在所述第一分离塔提馏段下部侧线得到精制后的气相乙腈物流，在所述第一分离塔塔顶得到含HCN和噁唑的轻组分气相物流；

b)所述含HCN和噁唑的轻组分气相物流经冷凝器冷凝后，凝液回流至所述第一分离塔塔顶，含HCN和噁唑的不凝气排出系统；

其中，所述不凝气出料温度大于45℃、且小于60℃。

上述技术方案中，优选地，以重量百分比计，所述粗乙腈原料包括20～60％乙腈，1～4％HCN，0.01～0.3％丙烯腈，34～79％水，0.1～0.7％噁唑，0.1～1％重有机物。

上述技术方案中，优选地，所述不凝气出料温度为46～58℃。更优选地，所述不凝气出料温度为48～55℃。

上述技术方案中，优选地，所述第一分离塔塔顶压力为0.1～0.13MPa，进料温度为30～70℃，提馏段侧线抽出温度为76～100℃，塔釜温度为105～120℃。

上述技术方案中，优选地，所述第一分离塔提馏段侧线抽出气相乙腈的位置为提馏段高度从上往下40～80％，更优选为50～70％。

上述技术方案中，优选地，所述第一分离塔提馏段下部侧线抽出的气相乙腈物流经化学处理釜加碱化学处理后，进入减压的第二分离塔，在塔釜脱除重有机物和水；从第二分离塔塔顶蒸出的脱除了大部分水的乙腈进入加压的第三分离塔，在所述第三分离塔塔顶蒸出含噁唑和水的乙腈物流返回第一分离塔进料，或者返回化学处理釜进料，或者返回第二分离塔进料；在所述第三分离塔提馏段下部气相抽出得高纯乙腈。

上述技术方案中，优选地，所述第二分离塔塔顶压力为50～350毫米汞柱，进料温度为30～50℃，塔顶温度为12～55℃，塔釜温度为50～72℃。

上述技术方案中，优选地，所述第三分离塔塔顶压力为0.1～0.4MPa，进料温度为30～85℃，塔顶温度为75～122℃，提馏段侧线抽出温度为120～137℃，塔釜温度为122～138℃。

本发明方法中，由于控制第一分离塔(脱除氢氰酸塔)的塔顶不凝气出料温度大于45℃、且小于60℃，在不高于现有技术(第一分离塔的塔顶不凝气出料温度为29～45℃)的乙腈损失率的前提下，使累积的噁唑与氢氰酸和少量乙腈作为轻组份被顺利排除出系统，保证了装置稳定运行，同时后续分离塔能得到高纯度的乙腈产品，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1为现有技术。

图2为本发明乙腈精制方法流程。

图1中和图2中，1为第一分离塔(脱氢氰酸塔)，2为化学处理釜，3为第二分离塔(减压蒸馏塔)，4为第三分离塔(加压蒸馏塔)，5为原料粗乙腈，6为第一分离塔塔顶不凝轻组分物流，7为第一分离塔塔釜物流，8为第一分离塔精馏段上部侧线物流，9为第一分离塔提馏段下部侧线物流，10为化学处理釜塔釜物流，11为第二分离塔塔顶物流，12为第二分离塔塔釜物流，13为第三分离塔塔顶物流，14为第三分离塔塔釜物流，15为高纯乙腈物流。

图1中，来自丙烯腈装置乙腈解吸塔顶的粗乙腈(包括20～60％乙腈，1～4％HCN，0.01～0.3％丙烯腈，34～79％水，0.1～0.7％噁唑，0.1～1％重有机物)从脱氢氰酸塔1中部进入，塔顶得到含HCN的轻组分物流，塔精馏段侧线抽出含噁唑的物流(物流8)，塔提馏段侧线气相抽出物流9(含乙腈60～80％)，塔釜排除部分水(占原料水量的50～80重量％)和重组份(物流7)。脱氢氰酸塔1塔顶得到的含HCN的轻组分物流经冷凝后，含HCN的不凝气排出系统。不凝气出料温度为29～45℃。脱除了大部分轻组份的含水乙腈(物流9)去化学处理釜2加碱(NaOH)进行化学处理。经化学处理脱除游离氢氰酸、丙烯腈的含水乙腈(物流10)进入减压蒸馏塔3，从减压蒸馏塔3塔釜排除重组份杂质(物流12)，塔顶得到脱除大部分水(占原料水量的20～50重量％)的乙腈(物流11)。物流11进入加压蒸馏塔4，含噁唑和水的物料由加压蒸馏塔4顶部返回脱氢氰酸塔1进料。在加压蒸馏塔4的提馏段下部得到高纯度的(～99.99重量％)成品乙腈。

图2中，来自丙烯腈装置乙腈解吸塔顶的粗乙腈(如上所述)从脱氢氰酸塔1中部进入，塔顶得到含HCN和噁唑的轻组分物流，塔提馏段侧线气相抽出物流9(含乙腈60～80％)，塔釜排除部分水(占原料水量的50～80重量％)和重组份(物流7)。脱氢氰酸塔1塔顶得到的含HCN和噁唑的轻组分物流经冷凝后，含HCN和噁唑的不凝气排出系统。不凝气出料温度大于45℃、且小于60℃。脱除了轻组份的含水乙腈(物流9)去化学处理釜2加碱(NaOH)进行化学处理。经化学处理脱除游离氢氰酸、丙烯腈的含水乙腈(物流10)进入减压蒸馏塔3，从减压蒸馏塔3塔釜排除重组份杂质(物流12)，塔顶得到脱除大部分水(占原料水量的20～50重量％)的乙腈(物流11)。物流11进入加压蒸馏塔4，含噁唑和水的物料由加压蒸馏塔4顶部返回脱氢氰酸塔1，或者减压蒸馏塔3，或者化学处理釜2，在加压蒸馏塔4的提馏段下部得到高纯度的(～99.99重量％)成品乙腈。

下面通过实施例对本发明作进一步的阐述：

具体实施方式

【比较例1】

采用图1所示流程，含乙腈45％、HCN2％、丙烯腈0.1％、水51.9％、噁唑0.5％、重有机物0.5％的粗乙腈原料从塔1(脱氢氰酸塔)的中部加入，进料温度为40℃，塔顶压力为0.12MPA，不凝气出料温度为35℃，塔釜温度为115℃，提馏段侧线抽出温度为92℃，精馏段上部总精馏段塔板数的10％处(从上往下)抽出含噁唑的物流，其中含噁唑10％、水15.5％、1.3％轻组份、其它为乙腈，抽出量为进料量的0.01％，抽出温度为80℃，其中乙腈损失率9.7％。塔顶脱除含氢氰酸的轻组分，不凝气(物流6)组成为HCN98％、噁唑0.8％、水1.2％。提馏段侧线抽出浓度为70％的乙腈去化学处理，化学处理后进入塔3(减压蒸馏塔)、塔4(加压蒸馏塔)，塔3操作压力为200毫米汞柱，塔4操作压力为0.3MPa。从塔3塔釜排除水和重有机物等杂质，从塔4侧线得到成品乙腈。塔4顶部含噁唑物流返回脱氢氰酸塔1进料。粗乙腈经以上流程的精制，成品乙腈含水310ppm、氢氰酸2.8ppm、噁唑痕量。乙腈损失率为15％。塔1精馏段侧线抽出噁唑管道运行2周后关闭抽出阀，1月后欲再度开启时出现堵塞现象，装置停车清堵。

【实施例1】

采用图2所示流程，原料同【比较例1】。粗乙腈原料从塔1(脱氢氰酸塔)的中部加入，进料温度为40℃，塔顶压力为0.12MPA，不凝气出料温度为50℃，塔釜温度为115℃，提馏段侧线抽出温度为92℃。塔顶脱除含氢氰酸和噁唑的轻组分，不凝气(物流6)组成为乙腈5％、噁唑10％、HCN73％、轻组分8％、其他为水。提馏段侧线抽出浓度为70％的乙腈去化学处理，化学处理后进入塔3(减压蒸馏塔)、塔4(加压蒸馏塔)，塔3操作压力为200毫米汞柱，塔4操作压力为0.3MPa。从塔3塔釜排除水和重有机物等杂质，从塔4侧线得到成品乙腈。塔4顶部含噁唑物流返回脱氢氰酸塔1进料。粗乙腈原料经以上流程的精制，成品乙腈含水310ppm、氢氰酸2.8ppm、噁唑痕量。乙腈损失率为10％，且不存在管线堵塞问题。

【实施例2】

同【实施例1】，只是塔1的不凝气出料温度为55℃，不凝气(物流6)组成为乙腈10％、噁唑13％、HCN64％、轻组分7％、其他为水。从提馏段侧线抽出浓度为70％的乙腈再经后续化学处理，塔3、塔4脱水精制，从塔4的提馏段侧线得到的成品乙腈含水280ppm、氢氰酸2.5ppm、噁唑痕量。乙腈损失率为11％，且不存在管线堵塞问题。

【实施例3】

采用图2所示流程，含乙腈50％、HCN2.5％、丙烯腈0.2％、水46.4％、噁唑0.4％、重有机物0.5％的粗乙腈原料从塔1(脱氢氰酸塔)的中部加入，进料温度为38℃，塔顶压力为0.12MPA，不凝气出料温度为52℃，塔釜温度为115℃，提馏段侧线抽出温度为92.8℃，提馏段侧线抽出浓度为72％的乙腈。不凝气(物流6)组成为乙腈8％、噁唑11％、HCN70％、轻组分7％、其他为水。不存在管线堵塞问题。

【比较例2】

采用图2所示流程，含乙腈45％、HCN2％、丙烯腈0.1％、水51.9％、0.5噁唑％、重有机物0.5％的粗乙腈原料从塔1(脱氢氰酸塔)的中部加入，进料温度为40℃，塔顶压力为0.12MPA，塔顶不凝气出料温度为62℃，塔釜温度为115℃，提馏段侧线抽出温度为92℃。不凝气(物流6)组成为乙腈21％、噁唑15％、HCN52％、轻组分5％、其他为水。提馏段侧线抽出浓度为70％的乙腈去化学处理，化学处理后进入塔3(减压蒸馏塔)、塔4(加压蒸馏塔)，塔3操作压力为200毫米汞柱，塔4操作压力为0.3MPa。从塔3塔釜排除水和重有机物等杂质，从塔4侧线得到成品乙腈。粗乙腈经以上流程的精制，成品乙腈含水300ppm、氢氰酸2ppm、噁唑痕量。乙腈损失率为15.7％。但不存在管线堵塞问题。

Claims (8)

1.一种乙腈精制方法，包括以下步骤：

a)粗乙腈原料在第一分离塔中蒸馏；在所述第一分离塔提馏段下部侧线得到精制后的气相乙腈物流，在所述第一分离塔塔顶得到含HCN和噁唑的轻组分气相物流；

b)所述含HCN和噁唑的轻组分气相物流经冷凝器冷凝后，凝液回流至所述第一分离塔塔顶，含HCN和噁唑的不凝气排出系统；

所述第一分离塔提馏段下部侧线抽出的气相乙腈物流经化学处理釜加碱化学处理后，进入减压的第二分离塔，在塔釜脱除重有机物和水；

从第二分离塔塔顶蒸出的脱除了大部分水的乙腈进入加压的第三分离塔，在所述第三分离塔塔顶蒸出含噁唑和水的乙腈物流返回化学处理釜进料；在所述第三分离塔提馏段下部气相抽出乙腈；

其中，所述不凝气出料温度大于45℃、且小于60℃。

2.根据权利要求1所述乙腈精制方法，其特征在于以重量百分比计，所述粗乙腈原料包括20～60％乙腈，1～4％HCN，0.01～0.3％丙烯腈，34～79％水，0.1～0.7％噁唑，0.1～1％重有机物。

3.根据权利要求1所述乙腈精制方法，其特征在于所述不凝气出料温度为46～58℃。

4.根据权利要求3所述乙腈精制方法，其特征在于所述不凝气出料温度为48～55℃。

5.根据权利要求1所述乙腈精制方法，其特征在于所述第一分离塔塔顶压力为0.1～0.13MPa，进料温度为30～70℃，提馏段侧线抽出温度为76～100℃，塔釜温度为105～120℃。

6.根据权利要求1所述乙腈精制方法，其特征在于所述第一分离塔提馏段侧线抽出气相乙腈的位置为提馏段高度从上往下40～80％。

7.根据权利要求1所述乙腈精制方法，其特征在于所述第二分离塔塔顶压力为50～350毫米汞柱，进料温度为30～50℃，塔顶温度为12～55℃，塔釜温度为50～72℃。

8.根据权利要求1所述乙腈精制方法，其特征在于所述第三分离塔塔顶压力为0.1～0.4MPa，进料温度为30～85℃，塔顶温度为75～122℃，提馏段侧线抽出温度为120～137℃，塔釜温度为122～138℃。