CN106378207A - 一种用于己二腈生产催化剂回收工艺 - Google Patents

一种用于己二腈生产催化剂回收工艺 Download PDF

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Abstract

本发明是针对己二腈生产中催化剂的回收设计的催化剂回收工艺，适用却不仅适用于己二腈生产中催化剂的回收，利用该催化剂回收工艺实现了对己二腈生产过程中催化剂的回收操作，实现了催化剂的连续稳定高效的回收，并且在回收过程中不会对催化剂活性造成影响。

Description

一种用于己二腈生产催化剂回收工艺
技术领域
本发明属于化工生产工艺技术领域，具体涉及一种用于己二腈生产催化剂回收工艺。
背景技术
己二腈(ADN)是一种无色透明的油状液体，主要用于还原生成己二胺，己二胺与己二酸发生中和反应生成尼龙66盐，这是己二腈迄今为止最重要的工业用途。
目前我国己二腈主要依赖进口，随着近年来我国尼龙66产业的快速发展，己二腈的需求量逐渐增大，但是作为生成尼龙66盐中间体己二胺的重要原料，国内企业尚无生产能力完全依赖进口。
在己二腈生产过程中，回收反应液中的催化剂有着重大的意义，不仅降低的生产成本，同时减轻了后续分离系统的分离压力，如何有效的回收反应液中的催化剂，对己二腈生产有着重要的意义。
本专利利用连续的分离工艺结合催化剂回收槽，实现了对己二腈生产过程中催化剂的回收操作，实现了催化剂的连续稳定高效的回收，并且在回收过程中不会对催化剂活性造成影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于己二腈生产催化剂回收工艺，包括：顺次连接的催化剂回收槽、输送泵、冷却器和催化剂分离器，所述催化剂回收槽包括由上至下顺次连接的反应液溢流段、催化剂分离段和催化剂淘析段，所述催化剂溢流段上设有溢流口，所述催化剂淘析段上设有原料液进料口，其底部设有催化剂分离液出口，其内部设有淘析器，所述淘析器上设有若干淘析器进料口，所述原料液进料口与所述淘析器进料口连通；所述催化剂分离器上部侧面上设有催化剂混合物入口，其顶部设有回流口，其底部设有催化剂出口；
该回收工艺的工艺流程如下：
(1)从反应罐出来的原料液(带有催化剂的反应液)先后经过原料液进料口和所述淘析器进料口后进入淘析器内，淘析一段时间后，催化剂分离槽中会形成稳定的混合层、分离层和澄清层，位于上部的澄清层的反应液不断通过溢流口流出催化剂分离槽，位于底部的混合层中聚集了大量催化剂分离液，该催化剂分离液由催化剂分离液出口排出，并由输送泵送入冷却器；
(2)进入冷却器的催化剂分离液在冷却器中进一步得到催化剂含量更高的催化剂混合物，该催化剂混合物继而进入催化剂分离器；
(3)由催化剂混合物入口切线进入催化剂分离器内的催化剂混合物，在该催化剂分离器下部不断积聚，积聚一段时间后，催化剂分离器内形成稳定的轻相层和重相层，位于上部的轻相层的反应液不断通过回流口回流至催化剂收集槽内，位于下部的重相层即为催化剂，并通过催化剂出口流出。
在一些实施例中，所述反应液溢流段与所述催化剂分离段间的连接角度为30～60°，该两段的体积比为2～6，该两段的高度比为0.5～2。
在一些实施例中，所述溢流口处设有溢流段夹套或溢流段盘管，并优选溢流段夹套，所述溢流段夹套内的温度为20～150℃。
在一些实施例中，所述催化剂淘析段为圆锥形结构，所述原料液进料口位于其锥面上。
在一些实施例中，所述催化剂回收槽内设有搅拌器，搅拌器可以为桨式、框式和锚式，其中优选锚式搅拌器，且所述搅拌器位于所述淘析器的正上方。
在一些实施例中，所述淘析器为圆锥形结构，所述淘析器锥面上180°对开两个淘析器进料口，所述淘析器进料口垂直于淘析器锥面。
在一些实施例中，所述输送泵控制催化剂分离液在冷却系统的停留时间在1～20s范围内。
在一些实施例中，所述冷却器为一体式多级列管式冷却器，冷却器级数为N，2≤N≤10，该多级冷却器冷介质入口温度-10～32℃，冷介质的出口温度-9～40℃，冷却器入口温度为0～120℃，冷却器出口温度为-8～90℃，每一级冷却器的温差控制在1～20℃。
在一些实施例中，所述催化剂分离器内壁上设有螺纹导流槽。
在一些实施例中，所述催化剂分离器内上部设有弧形挡板，所述弧形挡板位于所述催化剂混合物入口及所述回流口之间。
在一些实施例中，所述催化剂分离器下部外围设有分离器夹套或分离器盘管，并优选分离器夹套，所述分离器夹套的温度控制在20～150℃。
本发明的优点是：利用该催化剂回收工艺实现了对己二腈生产过程中催化剂的回收操作，实现了催化剂的连续稳定高效的回收，并且在回收过程中不会对催化剂活性造成影响。
附图说明
图1为本发明己二腈反应液催化剂回收工艺流程图；
图2为本发明催化剂回收槽的内部结构示意图；
图3为本发明催化剂回收槽的催化剂淘析段的结构示意图；
图4为本发明催化剂分离器的结构示意图。
图中：A、原料液，B、反应液，C、催化剂，D、催化剂分离液，E、催化剂混合物，1、催化剂回收槽，1a、反应液溢流段，1b、催化剂分离段，1c、催化剂淘析段，11、溢流口，12、溢流段夹套，13、原料液进料口，14、催化剂分离液出口，15、搅拌器，16、淘析器，161、淘析器进料口，2、输送泵，3、冷却器，31、冷介质入口，32、冷介质的出口，33、冷却器入口，34、冷却器出口，4、催化剂分离器，41、催化剂混合物入口，42、回流口，43、催化剂出口，44、弧形挡板，45、分离器夹套。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明的具体实施方式作进一步说明，但不限定本发明的保护范围。
本发明设计的催化剂回收工艺，适用却不仅适用于己二腈生产中催化剂的回收，本发明以己二腈生产用催化剂的回收为例结合附图说明本工艺流程。
如图1所示，该己二腈反应液催化剂回收工艺涉及的工艺设备包括：顺次连接的催化剂回收槽1、输送泵2、冷却器3和催化剂分离器4；
如图2-3所示，所述催化剂回收槽包括由上至下顺次连接的反应液溢流段1a、催化剂分离段1b和催化剂淘析段1c；
所述反应液溢流段1a与所述催化剂分离段1b间的连接角度为40°，该两段的体积比为3，该两段的高度比为1.5，使催化剂分离槽内形成稳定的混合层，分离层和澄清层，所述反应液溢流段1a中部设有若干溢流口11，为防止反应液中剩余的催化剂影响溢流口液体的流动，所述溢流口11处设有溢流段夹套12，所述溢流段夹套12内的温度为20～150℃；
所述催化剂淘析段1c为圆锥形结构，其锥面上设有原料液进料口13，其底部设有催化剂分离液出口14，所述催化剂回收槽内设有搅拌器15，所述催化剂淘析段1c内设有淘析器16，所述搅拌器15位于所述淘析器16的正上方；所述淘析器16为圆锥形结构，所述淘析器16锥面上设有180°对开的两个淘析器进料口161，所述淘析器进料口161垂直于淘析器锥面，所述原料液进料口13与所述淘析器进料口161连通；该淘析器的使用有利于催化剂从反应液中分离；其结合搅拌器使用，既可防止催化剂在催化剂分离段的富集，又可增强分离段的液体扰动状态；另外，淘析器位于搅拌器的正下方，实现了对搅拌器的清洗。
所述冷却器3为一体式多级列管式冷却器，冷却器级数为N，2≤N≤10，该多级冷却器冷介质入口31温度-10～32℃，冷介质的出口32温度-9～40℃，冷却器入口33温度为0～120℃，冷却器出口34温度为-8～90℃，该多级冷却器实现了多级温度分布，每一级冷却器的温差可控制在1～20℃，有利于催化剂的进一步分离。
如图4所示，所述催化剂分离器4为倒锥形，其上部侧面上设有催化剂混合物入口41，其顶部设有回流口42，其底部设有催化剂出口43，所述催化剂分离器4内壁上设有螺纹导流槽，所述催化剂分离器内上部设有弧形挡板44，所述弧形挡板44位于所述催化剂混合物入口41及所述回流口42之间，所述催化剂分离器4下部外围设有分离器夹套45，所述分离器夹套45的温度控制在20～150℃。
该催化剂回收工艺流程如下：
(1)从反应罐出来的原料液A(反应液B+催化剂C)先后经过原料液进料口13和所述淘析器进料口161后进入淘析器16内，淘析一段时间后，催化剂分离槽1中会形成稳定的混合层、分离层和澄清层，位于上部的澄清层的反应液B不断通过溢流口11流出催化剂分离槽，位于底部的混合层中聚集了大量的催化剂分离液D，该催化剂分离液D由催化剂分离液出口14排出，并由输送泵2送入冷却器3；该输送泵2的使用实现了催化剂分离液在冷却器中的快速输送，并保证了催化剂在冷却系统中的停留时间。
(2)进入冷却器3的催化剂分离液D进一步得到催化剂浓度更高的催化剂混合物E，该催化剂混合物继而进入催化剂分离器4；
优选地，该步骤中受输送泵流量控制，催化剂分离液在冷却器中的停留时间为1～10s，以保证催化剂混合物在冷却器中的停留时间和流动状态。
(3)由催化剂混合物入口41切线进入催化剂分离器4内的催化剂混合物E，沿着螺纹导流槽进入催化剂分离器的下部，催化剂在该催化剂分离器下部不断积聚，积聚一段时间后，催化剂分离器内形成稳定的轻相层和重相层，位于上部的轻相层的反应液B不断通过回流口42回流至催化剂收集槽内，位于下部的重相层通过催化剂出口43流出；
该步骤中，流动的轻相层的温度较低，其可有效控制催化剂分离槽内的温度，以达到轻相层及重相层接触面的平衡，从而使得催化剂分离器内形成稳定的轻相层和重相层；另外，该轻相层回流到催化剂分离槽内的反应液，可用以降低催化剂分离槽内的温度，以保证原料液中轻相层和重相层的分离。
实施例1：
来自己二腈二步反应工序的原料液以500kg/h进入催化剂回收槽，以质量百分比计，其中含有2％的催化剂；冷却器出口温度控制在0℃，冷却器级数10级，冷却器内的停留时间8s，催化剂的回收率为85％。
实施例2：
来自己二腈二步反应工序的反应液液500kg/h进入催化剂回收槽，以质量百分比计，其中含有3％的催化剂；冷却器出口温度控制在2℃，冷却器级数10级，冷却器内的停留时间8s，催化剂的回收率为88％。
实施例3：
来自己二腈二步反应工序的反应液液500kg/h进入催化剂回收槽，以质量百分比计，其中含有3％的催化剂；冷却器出口温度控制在0℃，冷却器级数10级，冷却器内的停留时间5s，催化剂的回收率为82％。
实施例4：
来自己二腈二步反应工序的反应液液500kg/h进入催化剂回收槽，以质量百分比计，其中含有3％的催化剂；冷却器出口温度控制在0℃，冷却器级数10级，冷却器内的停留时间8s，催化剂的回收率为90％。
实施例5：
来自己二腈二步反应工序的反应液液500kg/h进入催化剂回收槽，以质量百分比计，其中含有3％的催化剂；冷却器出口温度控制在2℃，冷却器级数10级，冷却器内的停留时间8s，催化剂的回收率为92％。
实施例6：
来自己二腈二步反应工序的反应液液500kg/h进入催化剂回收槽，以质量百分比计，其中含有3％的催化剂；冷却器出口温度控制在2℃，冷却器级数5级，冷却器内的停留时间8s，催化剂的回收率为88％。
以上对本发明创造的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明创造的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种用于己二腈生产催化剂回收工艺，其特征在于，包括：顺次连接的催化剂回收槽、输送泵、冷却器和催化剂分离器，所述催化剂回收槽包括由上至下顺次连接的反应液溢流段、催化剂分离段和催化剂淘析段，所述催化剂溢流段上设有溢流口，所述催化剂淘析段上设有原料液进料口，其底部设有催化剂分离液出口，其内部设有淘析器，所述淘析器上设有若干淘析器进料口，所述原料液进料口与所述淘析器进料口连通；所述催化剂分离器上部侧面上设有催化剂混合物入口，其顶部设有回流口，其底部设有催化剂出口；
该回收工艺的工艺流程如下：
(1)从反应罐出来的原料液(带有催化剂的反应液)先后经过原料液进料口和所述淘析器进料口后进入淘析器内，淘析一段时间后，催化剂分离槽中会形成稳定的混合层、分离层和澄清层，位于上部的澄清层的反应液不断通过溢流口流出催化剂分离槽，位于底部的混合层中聚集了催化剂分离液，该催化剂分离液由催化剂分离液出口排出，并由输送泵送入冷却器；
(2)进入冷却器的催化剂分离液在冷却器中进一步得到催化剂含量更高的催化剂混合物，该催化剂混合物继而进入催化剂分离器；
(3)由催化剂混合物入口切线进入催化剂分离器内的催化剂混合物，在该催化剂分离器下部不断积聚，积聚一段时间后，催化剂分离器内形成稳定的轻相层和重相层，位于上部的轻相层的反应液不断通过回流口回流至催化剂收集槽内，位于下部的重相层即为催化剂，并从催化剂出口流出。
2.根据权利要求1所述的一种用于己二腈生产催化剂回收工艺，其特征在于，所述反应液溢流段与所述催化剂分离段间的连接角度为30～60°，该两段的体积比为2～6，该两段的高度比为0.5～2。
3.根据权利要求1所述的一种用于己二腈生产催化剂回收工艺，其特征在于，所述溢流口处设有溢流段夹套或溢流段盘管，并优选溢流段夹套，所述溢流段夹套内的温度为20～150℃。
4.根据权利要求1所述的一种用于己二腈生产催化剂回收工艺，其特征在于，所述催化剂淘析段为圆锥形结构，所述原料液进料口位于其锥面上。
5.根据权利要求1所述的一种用于己二腈生产催化剂回收工艺，其特征在于，所述催化剂回收槽内设有搅拌器，搅拌器可以为桨式、框式和锚式，其中优选锚式搅拌器，且所述搅拌器位于所述淘析器的正上方。
6.根据权利要求1所述的一种用于己二腈生产催化剂回收工艺，其特征在于，所述淘析器为圆锥形结构，所述淘析器锥面上180°对开两个淘析器进料口，所述淘析器进料口垂直于淘析器锥面。
7.根据权利要求1所述的一种用于己二腈生产催化剂回收工艺，其特征在于，所述冷却器为一体式多级列管式冷却器，冷却器级数为N，2≤N≤10，该多级冷却器冷介质入口温度-10～32℃，冷介质的出口温度-9～40℃，冷却器入口温度为0～120℃，冷却器出口温度为-8～90℃，每一级冷却器的温差控制在1～20℃。
8.根据权利要求1所述的一种用于己二腈生产催化剂回收工艺，其特征在于，所述催化剂分离器内壁上设有螺纹导流槽。
9.根据权利要求1所述的一种用于己二腈生产催化剂回收工艺，其特征在于，所述催化剂分离器内上部设有弧形挡板，所述弧形挡板位于所述催化剂混合物入口及所述回流口之间。
10.根据权利要求1所述的一种用于己二腈生产催化剂回收工艺，其特征在于，所述催化剂分离器下部外围设有分离器夹套或分离器盘管，并优选分离器夹套，所述分离器夹套的温度控制在20～150℃。
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