CN107778197B - 一种丙烯腈的提纯方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种丙烯腈的提纯方法，是对丙烯腈进行脱过氧化物处理，其特征在于丙烯腈在脱过氧化物塔中，采用吸附剂组合，控制丙烯腈进料温度为22‑25℃、出料温度为20‑25℃，停留时间0.5min‑2.5min，制备出3‑羟基丙腈质量浓度小于50ppm的丙烯腈，所述吸附剂组合采用活性氧化铝球和分子筛。本发明通过选择合适的吸附剂组合，调整脱过氧化物塔中的丙烯腈的进料温度、出料温度及停留时间，可以将脱过氧化物过程中产生的3‑羟基丙腈控制在一个合理范围，从而减少3‑羟基丙腈在水合过程中对水合酶的毒副影响，使水合酶在水合过程中保持水合活性，有利于高效的制造出高品质的丙烯酰胺水溶液。

Description

一种丙烯腈的提纯方法
技术领域
本发明涉及丙烯腈的提纯方法，提纯的丙烯腈尤其适合用于生物法丙烯酰胺的生产。
背景技术
丙烯腈是合成纤维、合成橡胶和合成树脂的重要单体。由丙烯腈制得的聚丙烯腈纤维，即“腈纶”，性能极似羊毛；丙烯腈与丁二烯共聚制得的丁腈橡胶，具有良好的耐油性、耐寒性、耐磨性和电绝缘性能；丙烯腈与丁二烯、苯乙烯共聚制得ABS树脂，具有质轻、耐寒、抗冲击性能好等优点；丙烯腈水解可制得丙烯酰胺和丙烯酸及其酯类，它们是重要的有机化工原料；丙烯腈还可电解加氢偶联制得己二腈，由己二腈加氢又可制尼龙66的原料己二胺。近年来随着丙烯腈下游产品丙烯腈纤维、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、丁腈橡胶、丁腈胶乳、丙烯酰胺和己二胺等方面的发展特别是下游精细化工新产品的不断开发和应用，世界丙烯腈的需求量在不断增加。
现今全球95％以上的丙烯腈都采用Sohio法生产。该工艺以化学级丙烯和肥料级氨及空气按物质的量比1.0∶(1.15～1.25)∶(9.3～10)送入流化床催化反应器中。催化剂采用二氧化硅负载的磷钼酸铋。在生成丙烯腈的同时，还副产氢氰酸、乙腈、丙腈、丙酮、乙醛、乙酸等副产物。Sohio丙烯氨氧化法的典型工艺流程是:反应产物从反应器顶部出来后进入中和塔，用硫酸和硫酸铵溶液洗涤产物中未反应掉的氨；产物从中和塔顶出来后进入水洗塔，氮、一氧化碳、二氧化碳和未反应的烃不溶于水，作为尾气从塔顶直接排出或焚烧，丙烯腈、乙腈和氰化氢溶于水中从水洗塔底流出；水洗塔塔底物进入水萃取精馏塔，将丙烯腈、乙腈和氢氰酸加以分离，分离出来的各组分分别进入3个精馏塔加以精馏，进而得到丙烯腈产品和乙腈及氢氰酸副产品。
在丙烯腈生产中，由于丙烯腈中的过氧化物杂质会影响丙烯腈的质量，需要对丙烯腈进行脱过氧化物处理，如专利CN103446801A中就是使用氧化铝作为吸附剂来脱除过氧化物，但是，本发明在研究中发现，丙烯腈在脱过氧化物的过程中会不可避免的产生3-羟基丙腈。
而在进行丙烯腈水合反应制备丙烯酰胺时，如果丙烯腈中含有过量的3-羟基丙腈杂质，则会对腈水合酶的催化活性产生极大的不良影响，使得酶活性降低，水合反应批次减少，最终会导致丙烯酰胺中的残余丙烯腈超标。因此，需要对丙烯腈中的3-羟基丙腈的含量进行控制，以减少其对丙烯腈水合的影响。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种丙烯腈的提纯方法，将脱过氧化物过程中产生的3-羟基丙腈控制在一个合理范围，从而减少丙烯腈水合反应过程中3-羟基丙腈对水合酶的毒副影响，使水合酶在水合过程中保持水合活性。
本发明一种丙烯腈的提纯方法，是对丙烯腈进行脱过氧化物处理，其特征在于丙烯腈在脱过氧化物塔中，采用吸附剂组合，控制丙烯腈进料温度为22-25℃、出料温度为20-25℃，停留时间0.5min-2.5min，所述吸附剂组合采用活性氧化铝球和分子筛。
上所述活性氧化铝球的直径为3.0-3.5mm；活性氧化铝球的孔容为0.38-0.4cm3/g(采用BET测试法)；强度为50-80N/粒；堆密度0.75-0.95g/cm3。
上所述分子筛的堆积密度为0.68mm-0.7mm，抗压强度为70-90N；分子筛的直径为3-5mm。
活性氧化铝球和分子筛的质量比为1：0.9-1.1。
本发明的优点：
本发明通过选择合适的吸附剂组合，调整脱过氧化物塔中的丙烯腈的进料温度、出料温度及停留时间，可以将脱过氧化物过程中产生的3-羟基丙腈控制在一个合理范围(制备出3-羟基丙腈质量浓度小于50ppm的丙烯腈)，从而减少3-羟基丙腈在水合过程中对水合酶的毒副影响，使水合酶在水合过程中保持水合活性，有利于高效的制造出高品质的丙烯酰胺水溶液。
具体实施方式
以下通过实施例进一步说明本发明。以下实施例活性氧化铝球和分子筛的质量比为1:1。
实施例1
将温度为22℃的丙烯腈通过球直径为3mm，孔容为0.38cm3/g，强度为50N/粒，堆密度0.75g/cm3的活性氧化铝及堆密度为0.68mm，抗压强度70N，直径为3mm的分子筛的脱过氧化物塔，通过时间为0.5min，丙烯腈的出料温度为20℃，最终得到的丙烯腈中的3-羟基丙腈的含量为50ppm。
实施例2
将温度为25℃的丙烯腈通过球直径为3.5mm，孔容为0.38cm3/g，强度为50N/粒，堆密度0.95g/cm3的活性氧化铝及堆密度为0.68mm，抗压强度90N，直径为3mm的分子筛的脱过氧化物塔，通过时间为0.5min，丙烯腈的出料温度为20℃，最终得到的丙烯腈中的3-羟基丙腈的含量为40ppm。
实施例3
将温度为23℃的丙烯腈通过球直径为3.2mm，孔容为0.4cm3/g，强度为50N/粒，堆密度0.85g/cm3的活性氧化铝及堆密度为0.68mm，抗压强度80N，直径为3mm的分子筛的脱过氧化物塔，通过时间为0.5min，丙烯腈的出料温度为25℃，最终得到的丙烯腈中的3-羟基丙腈的含量为35ppm。
实施例4
将温度为22℃的丙烯腈通过球直径为3mm，孔容为0.38cm3/g，强度为80N/粒，堆密度0.8g/cm3的活性氧化铝及堆密度为0.68mm，抗压强度85N，直径为5mm的分子筛的脱过氧化物塔，通过时间为2.5min，丙烯腈的出料温度为23℃，最终得到的丙烯腈中的3-羟基丙腈的含量为45ppm。
实施例5
将温度为24℃的丙烯腈通过球直径为3.4mm，孔容为0.39cm3/g，强度为70N/粒，堆密度0.9g/cm3的活性氧化铝及堆密度为0.68mm，抗压强度70N，直径为4mm的分子筛的脱过氧化物塔，通过时间为2min，丙烯腈的出料温度为22℃，最终得到的丙烯腈中的3-羟基丙腈的含量为41ppm。
实施例6
将温度为23℃的丙烯腈通过球直径为3.5mm，孔容为0.38cm3/g，强度为65N/粒，堆密度0.75g/cm3的活性氧化铝及堆密度为0.68mm，抗压强度75N，直径为3mm的分子筛的脱过氧化物塔，通过时间为1.5min，丙烯腈的出料温度为24℃，最终得到的丙烯腈中的3-羟基丙腈的含量为33ppm。
实施例7
将温度为22℃的丙烯腈通过球直径为3.1mm，孔容为0.38cm3/g，强度为75N/粒，堆密度0.75g/cm3的活性氧化铝及堆密度为0.68mm，抗压强度80N，直径为3.5mm的分子筛的脱过氧化物塔，通过时间为1.2min，丙烯腈的出料温度为22℃，最终得到的丙烯腈中的3-羟基丙腈的含量为37ppm。
实施例8
将温度为24℃的丙烯腈通过球直径为3mm，孔容为0.4cm3/g，强度为55N/粒，堆密度0.8g/cm3的活性氧化铝及堆密度为0.68mm，抗压强度70N，直径为3mm的分子筛的脱过氧化物塔，通过时间为1.2min，丙烯腈的出料温度为20℃，最终得到的丙烯腈中的3-羟基丙腈的含量为32ppm。
对比例
1、将温度为15℃的丙烯腈通过球直径为4mm，孔容为0.38cm3/g，强度为60N/粒，堆密度0.75g/cm3的活性氧化铝脱过氧化物塔，通过时间为0.2min，丙烯腈的出料温度为20℃，最终得到的丙烯腈中的3-羟基丙腈的含量为100ppm。
2、将温度为17℃的丙烯腈通过球直径为4mm，孔容为0.38cm3/g，强度为60N/粒，堆密度0.75g/cm3的活性氧化铝脱过氧化物塔，通过时间为4min，丙烯腈的出料温度为20℃，最终得到的丙烯腈中的3-羟基丙腈的含量为100ppm。

Claims (5)

1.一种丙烯腈的提纯方法，是对丙烯腈进行脱过氧化物处理，其特征在于丙烯腈在脱过氧化物塔中，采用吸附剂组合，控制丙烯腈进料温度为22-25℃、出料温度为20-25℃，停留时间0.5min-2.5min，所述吸附剂组合采用活性氧化铝球和分子筛；
其中，
所述分子筛的堆积密度为0.68mm-0.7mm，抗压强度为70-90N，直径为3-5mm；
活性氧化铝球和分子筛的质量比为1：0.9-1.1。
2.根据权利要求1所述的丙烯腈的提纯方法，其特征在于所述活性氧化铝球的直径为3.0-3.5mm。
3.根据权利要求1所述的丙烯腈的提纯方法，其特征在于所述活性氧化铝球的孔容为0.38-0.4cm3/g。
4.根据权利要求1所述的丙烯腈的提纯方法，其特征在于所述活性氧化铝球的强度为50-80N/粒。
5.根据权利要求1所述的丙烯腈的提纯方法，其特征在于所述活性氧化铝球的堆密度0.75-0.95g/cm3。
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