CN210385373U - 一种用于氨氧化反应气体中苯二甲腈分离的生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于氨氧化反应气体中苯二甲腈分离的生产装置，包括吸收喷淋塔，吸收喷淋塔的中下部进口与氨氧化反应气体相连通，吸收喷淋塔的顶端设有塔第一进口和塔第二进口，吸收喷淋塔的塔底的塔第一出口经循环泵、冷却器接入吸收喷淋塔上方的塔第三进口，塔第三进口同侧的上方设有尾气排出口，尾气排出口接入尾气捕集器的进口，尾气捕集器的顶端出口接入去尾气工段，尾气捕集器的底端出口接入精馏装置的侧进口，精馏装置的顶端进口与塔第二出口连接，蒸馏设备的底端出口接入塔第二进口。本实用新型的生产装置具有结构相对简单、捕集能力强、能耗低、分离成本低及分离效率高，且该生产装置分离出的苯二甲腈的含量和回收率均较高。

Description

一种用于氨氧化反应气体中苯二甲腈分离的生产装置

技术领域

本实用新型属于化工设备技术领域，具体涉及一种用于氨氧化反应气体中苯二甲腈分离的生产装置。

背景技术

在催化剂存在下使含有机取代基的碳环或杂环化合物与氨和含氧气体反应的方法称为氨氧化反应，一般用于通过气-固流化催化过程生产腈类化合物。其中，生产苯二甲腈的工艺一般为以二甲苯、氨气、空气为原料，在催化剂存在下，通过氨氧化反应得到苯二甲腈。由于氨氧化反应产生大量反应热，所以反应温度很高，通常反应产物以气相（一般称之为反应生成气）排出。在反应生成气中，除含有苯二甲腈外，通常还含有氨气、氢化氰、一氧化碳、二氧化碳、水蒸汽、氮气、二甲苯、甲基苯甲腈、苯甲腈等，这就需对反应生成气体进行分离，以获得高纯度的苯二甲腈。

已有很多关于苯二甲腈的分离生产装置，目前国内采用氨氧化法生产苯二甲腈产品的捕集方式主要是薄壁采集和水喷淋采集，使其氨氧化反应气体中的苯二甲腈被捕集在吸收溶剂中，再经过蒸馏分离塔两步分离，得到苯二甲腈。这种常规的苯二甲腈的分离生产装置往往只考虑到吸收喷淋塔中的有机捕集液，而忽略了捕集过程中产生的尾气，任由其排放在空气中，这样不仅污染环境，还会使最终产品的含量以及收率降低；同时，常规喷淋吸收塔的捕集装置中会加入有机溶剂进行捕集，为使氨氧化气体中苯二甲腈充分被捕集在吸收溶剂中，一般会加入大量溶剂，这会使苯二甲腈在吸收液中的浓度偏低，不仅仅会大大增加后续蒸馏分离能耗和工时，降低分离提取效率，还易产生杂质。

中国专利CN 201384868Y公开了间苯二甲腈水喷淋吸收捕集系统，包括冷凝器、喷淋塔、二级吸收塔、压滤机和干燥塔，冷凝器出口与喷淋塔进口相连，喷淋塔出口与二级吸收塔进口相连，二级吸收塔出口通过压滤泵与压滤机进口相连，压滤机出口与干燥塔进口相连，喷淋塔与二级吸收塔均为空塔，每塔塔身平均分布多层盘管，盘管上设置有雾化喷淋孔，雾化喷淋孔与塔身相连通。但是该捕集系统结构相对复杂，需要多个设备相互配合使用，且需要多级吸收塔才能够完成间苯二甲腈的捕集，同时没有对吸收捕集产生的尾气进行考虑。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于氨氧化反应气体中苯二甲腈分离的生产装置，具有结构相对简单、捕集能力强、能耗低、分离成本低及分离效率高的技术效果，且通过该生产装置分离出的苯二甲腈的含量和回收率均较高。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种用于氨氧化气体中苯二甲腈分离的生产装置，包括吸收喷淋塔，所述吸收喷淋塔的顶端设置有塔第一进口和塔第二进口，所述吸收喷淋塔的中下部进口与氨氧化反应气体相连通，所述吸收喷淋塔的塔底设有塔第一出口，所述塔第一出口经循环泵、冷却器接入吸收喷淋塔上方的塔第三进口，所述塔第三进口同侧的上方设有尾气排出口，所述尾气排出口接入尾气捕集器的进口，所述尾气捕集器的顶端出口接入去尾气工段，所述尾气捕集器的底端出口接入蒸馏设备的侧进口，所述蒸馏设备的顶端进口与吸收喷淋塔塔底的塔第二出口连接，所述蒸馏设备的底端出口接入吸收喷淋塔顶端的塔第二进口。

优选的，所述塔第一进口和塔第二进口分别与进水管路和进溶剂管路连接，其两个管路是相互独立的。

优选的，所述循环泵的流量以及所述冷却器的温度均可调节。

优选的，所述吸收喷淋塔的塔身分布多层盘管，所述盘管上设置有雾化喷淋孔。

优选的，多层盘管为3-5层，所述雾化喷淋孔数量为20-40个。

优选的，多层盘管为4层，所述雾化喷淋孔数量为30个。

相比于现有技术，本实用新型具有以下优点：

（1）设置了雾化喷淋孔，使热水和溶剂以雾化形式喷入，有利于水快速汽化，能快速带走氨氧化反应气体的热量，实现快速冷却，达到合适的捕集温度，减少捕集过程高温气体中苯二甲腈衍生杂质的产生和捕集溶剂的损失量。

（2）设置了循环泵和冷却器，一部分有机捕集液中经循环泵、冷却器，以一定流量返回捕集系统与氨氧化反应产生的高温气体重复接触，降低能耗，减少了新溶剂使用量，增加了捕集液中苯二甲腈的浓度。

（3）循环泵流量和冷却器温度均可控制，便于控制捕集体系的温度，减少捕集过程苯二甲腈衍生杂质的产生。

（4）吸收喷淋塔得到的苯二甲腈有机捕集液与尾气捕集器得到的苯二甲腈有机溶液均进入蒸馏设备，提高了精制的苯二甲腈成品的收率和含量。

（5）蒸馏设备的底端出口与吸收喷淋塔顶端的溶剂进口连接，可将蒸馏中回收得到的溶剂套用于捕集系统，减少了新溶剂使用量，降低成本，节能环保。

附图说明

图1为本实用新型的一种用于氨氧化反应气体中苯二甲腈分离生产装置。

其中，1、吸收喷淋塔；1.1、塔第一进口；1.2、塔第二进口；1.3、塔第一出口；1.4、塔第三进口；1.5、尾气排出口；1.6、塔第二出口；2、循环泵；3、冷却器；4、尾气捕集器；5、去尾气工段；6、蒸馏设备；7、盘管；8、雾化喷淋孔。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，一种用于氨氧化气体中苯二甲腈分离的生产装置，包括吸收喷淋塔1，所述吸收喷淋塔1的中下部进口与氨氧化反应气体相连通，所述吸收喷淋塔1的顶端设置有塔第一进口1.1和塔第二进口1.2，所述吸收喷淋塔1的塔底设有塔第一出口1.3，塔第一出口1.3经循环泵2、冷却器3接入吸收喷淋塔1上方的塔第三进口1.4，所述塔第三进口1.4同侧的上方设有尾气排出口1.5，所述尾气排出口1.5接入尾气捕集器4的进口，所述尾气捕集器4的顶端出口接入去尾气工段5，所述尾气捕集器4的底端出口接入蒸馏设备6的侧进口，所述蒸馏设备6的顶端进口与吸收喷淋塔1塔底的塔第二出口1.6连接，所述蒸馏设备6的底端出口接入吸收喷淋塔1的顶端的塔第二进口1.2。

所述塔第一进口1.1和塔第二进口1.2分别与进水管路和进溶剂管路连接，其两个管路是相互独立的。

所述循环泵2的流量以及所述冷却器3的温度均可调节。

所述吸收喷淋塔1的塔身分布多层盘管7，所述盘管7上设置有雾化喷淋孔8。

多层盘管7为3-5层，所述雾化喷淋孔8数量为20-40个。

多层盘管7为4层，所述雾化喷淋孔8数量为30个。

下面结合附图详细描述本实施例的工作过程：

以对二甲苯为原料，经稳定工艺的氨氧化反应产生的高温混合气体，从吸收喷淋塔1的中下部进口进入吸收喷淋塔1，从吸收喷淋塔顶端的塔第一进口1.1和塔第二进口1.2分别喷入计量的热水和对甲基苯腈，热水与对甲基苯腈经过多层盘管7上的雾化喷淋孔8以雾化形式喷入，与氨氧化反应产生的高温混合气体充分接触，快速冷却和捕集，形成含有高浓度苯二甲腈的有机捕集液。有机捕集液中的一部分从吸收喷淋塔1的塔底设有塔第一出口1.3流出，经循环泵2、冷却器3后返回吸收喷淋塔1上方的塔第三进口1.4与氨氧化高温混合气体重复接触，在维持塔釜液位稳定的情况下连续从吸收喷淋塔1塔底的塔第二出口1.6采出有机捕集液，此时塔釜温度为133℃~138℃，塔顶温度为138℃~143℃，在此条件下捕集系统运行稳定，采出的有机捕集液组分为：对苯二甲腈(37wt％~41wt％)、对甲基苯腈(58wt％~62wt％)、4-氰基苯甲酰胺(0.5wt％~0.7wt％)和其它组分(0.3wt％~0.5wt％)。

吸收喷淋塔1吸收后的反应尾气从尾气排出口1.5排出，经尾气捕集器4的降温捕集处理后，进入尾气处理工段5，尾气捕集器4的底端出口所得的含对苯二甲腈的有机溶液与吸收喷淋塔1塔底的塔第二出口1.6采出的捕集液同时进入精馏装置6，去脱轻塔脱除轻分，蒸馏设备6的底端出口得到回收溶剂对甲基苯腈，其接入吸收喷淋塔1的顶端的塔第二进口1.2套用于捕集系统。精制得到对苯二甲腈产品含量为99.92%，以氨氧化高温混合气中对苯二甲腈计，捕集精制过程回收率为99.5%。

以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于氨氧化反应气体中苯二甲腈分离的生产装置，包括吸收喷淋塔（1），其特征在于：所述吸收喷淋塔（1）的中下部进口与氨氧化反应气体相连通，所述吸收喷淋塔（1）的顶端设置有塔第一进口（1.1）和塔第二进口（1.2），所述吸收喷淋塔（1）的塔底设有塔第一出口（1.3），所述塔第一出口（1.3）经循环泵（2）、冷却器（3）接入吸收喷淋塔（1）上方的塔第三进口（1.4），所述塔第三进口（1.4）同侧的上方设有尾气排出口（1.5），所述尾气排出口（1.5）接入尾气捕集器（4）的进口，所述尾气捕集器（4）的顶端出口接入去尾气工段（5），所述尾气捕集器（4）的底端出口接入蒸馏设备（6）的侧进口，所述蒸馏设备（6）的顶端进口与吸收喷淋塔（1）塔底的塔第二出口（1.6）连接，所述蒸馏设备（6）的底端出口接入吸收喷淋塔（1）的顶端的塔第二进口（1.2）。

2.根据权利要求1所述的用于氨氧化反应气体中苯二甲腈分离的生产装置，其特征在于：所述塔第一进口（1.1）和塔第二进口（1.2）分别与进水管路和进溶剂管路连接，其两个管路是相互独立的。

3.根据权利要求1所述的用于氨氧化反应气体中苯二甲腈分离的生产装置，其特征在于：所述循环泵（2）的流量以及所述冷却器（3）的温度均可调节。

4.根据权利要求1所述的用于氨氧化反应气体中苯二甲腈分离的生产装置，其特征在于：所述吸收喷淋塔（1）的塔身分布多层盘管（7），所述盘管（7）上设置有雾化喷淋孔（8）。

5.根据权利要求4所述的用于氨氧化反应气体中苯二甲腈分离的生产装置，其特征在于：多层盘管（7）为3-5层，所述雾化喷淋孔（8）数量为20-40个。

6.根据权利要求4或5所述的用于氨氧化反应气体中苯二甲腈分离的生产装置，其特征在于：多层盘管（7）为4层，所述雾化喷淋孔（8）数量为30个。

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