EA004384B1 - Способ и установка для выделения органических веществ из содержащей их газовой смеси - Google Patents
Способ и установка для выделения органических веществ из содержащей их газовой смеси Download PDFInfo
- Publication number
- EA004384B1 EA004384B1 EA200100744A EA200100744A EA004384B1 EA 004384 B1 EA004384 B1 EA 004384B1 EA 200100744 A EA200100744 A EA 200100744A EA 200100744 A EA200100744 A EA 200100744A EA 004384 B1 EA004384 B1 EA 004384B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- column
- gas
- acrylonitrile
- quenching
- section
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C253/00—Preparation of carboxylic acid nitriles
- C07C253/24—Preparation of carboxylic acid nitriles by ammoxidation of hydrocarbons or substituted hydrocarbons
- C07C253/26—Preparation of carboxylic acid nitriles by ammoxidation of hydrocarbons or substituted hydrocarbons containing carbon-to-carbon multiple bonds, e.g. unsaturated aldehydes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/1418—Recovery of products
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/1487—Removing organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C253/00—Preparation of carboxylic acid nitriles
- C07C253/32—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
- C07C253/34—Separation; Purification
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
В изобретении описаны способ выделения одного или нескольких органических веществ из содержащей их газовой смеси и предназначенная для его осуществления колонна, в которой эту газовую смесь быстро охлаждают, отличающиеся тем, что быстрое охлаждение газовой смеси проводят в верхней части колонны, а в ее нижней части подвергают отгонке охлаждающую жидкость.
Description
Настоящее изобретение относится к способу выделения одного или нескольких органических веществ из содержащей их газовой смеси, которую подвергают быстрому (резкому) охлаждению, а также к установке для осуществления этого способа.
При проведении многих химических процессов получают химически активный газ, в котором содержится целевой продукт, а также другие вещества, включая не прореагировавшие исходные материалы и нежелательные побочные продукты. При получении химически активных газов выделяется значительное количество тепла, и поэтому полученные в итоге химически активные газы обычно имеют очень высокую температуру. При промышленном получении химически активных газов их обычно охлаждают в различных теплообменниках. В этом отношении необходимо обратить внимание на наличие принципиальной разницы между прямым и косвенным теплообменом. При прямом теплообмене поток газа вступает в непосредственный контакт с нагревающей или охлаждающей средой (теплоносителем или хладоносителем).
Одним из характерных примеров такого прямого охлаждения является быстрое охлаждение пиролизных газов путем распыления масла непосредственно в потоке газа. Быстрое охлаждение используется и для охлаждения горячих химически активных газов, образующихся при промышленном получении акрилонитрила или метакрилонитрила в процессе фирмы Сохайо (8оЫо). Процесс фирмы Сохайо предусматривает проведение реакции взаимодействия пропилена или изобутена, кислорода и аммиака в одну стадию в псевдоожиженном слое с использованием висмут-молибденового катализатора. Процесс синтеза сопровождается выделением большого количества тепла, и поэтому выходящие из акрилонитриловых или метакрилонитриловых реакторов химически активные газы имеют очень большую температуру. При быстром охлаждении горячий химически активный газ вступает в непосредственное взаимодействие с жидким хладоносителем, обычно водой. При этом из химически активного газа при его быстром охлаждении в предназначенной для этого колонне вымывается небольшое количество органических газов.
В настоящее время известно достаточно много конструкций различных аппаратов, предназначенных для быстрого охлаждения газа. В таких аппаратах охлаждаемый химически активный газ и охлаждающая жидкость либо движутся параллельно друг другу, либо в противотоке навстречу друг другу.
Выделение акрилонитрила или метакрилонитрила из химически активных газов и прежде всего увеличение их выхода является при их промышленном получении исключительно важной проблемой.
В патенте И8 4720556 описан способ синтеза акрилонитрила, в соответствии с которым к полученным в процессе синтеза химически активным газам до их попадания в колонну быстрого охлаждения добавляют гидроксиламин и фенилендиамин, что позволяет избежать нежелательной полимеризации акрилонитрила при быстром охлаждении газов в колонне и повысить выход акрилонитрила.
В патенте И8 5703268 описан синтез акрилонитрила или метакрилонитрила, при котором образовавшиеся в процессе синтеза химически активные газы сначала быстро охлаждают водой и затем полученный поток охлажденного газа, в котором содержится акрилонитрил или метакрилонитрил, пропускают через абсорбционную колонну, в которой акрилонитрил или метакрилонитрил вступают в противотоке в непосредственное взаимодействие с водой и абсорбируются ею. Для выделения акрилонитрила или метакрилонитрила из их водного раствора этот раствор пропускают через первую дистилляционную колонну (рекуперационную колонну) и отбираемый из ее нижней части кубовый продукт затем пропускают через вторую дистилляционную колонну (отгонную колонну). Отличительной особенностью описанного в патенте и 8 5703268 способа является повышение пропускной способности установки за счет определенного повышения давления в двух дистилляционных колоннах.
В патенте И8 4234510 описан способ получения акрилонитрила или метакрилонитрила, при осуществлении которого химически активный газ, охлажденный сначала в колонне быстрого охлаждения, подают в колонну с охлаждающими элементами, в которых до подачи газа в абсорбционную колонну происходит конденсация определенного количества акрилонитрила или метакрилонитрила.
В патенте И8 3936360 предложен способ, в соответствии с которым кубовый продукт, полученный в последней дистилляционной колонне, перекачивают в колонну быстрого охлаждения, в которой его используют в качестве, по крайней мере, части охлаждающей жидкости.
Всем рассмотренным выше аппаратам для быстрого охлаждения горячих химически активных газов присущ один общий для них всех недостаток. В нижней части таких аппаратов для быстрого охлаждения с непрерывно прокачиваемой через них охлаждающей жидкостью обычно имеется занимающая некоторый объем зона, расположенная ниже зоны, в которой происходит перемешивание химически активного газа с охлаждающей жидкостью. Принимая во внимание фактическую производительность перекачивающего охлаждающую жидкость насоса, количество собирающейся в этой нижней зоне охлаждающей жидкости оказывается достаточно большим. В результате этого, время, в течение которого охлаждающая жидкость нахо дится в нижней зоне аппарата для быстрого охлаждения и в идущей к насосу магистрали, также оказывается слишком продолжительным, что является очень существенным недостатком известных аппаратов быстрого охлаждения, поскольку при этом растворенные в охлаждающей жидкости вещества начинают вступать в нежелательное взаимодействие друг с другом.
При синтезе акрилонитрила в процессе быстрого охлаждения химически активных газов некоторое количество содержащихся в них полученного в результате синтеза акрилонитрила и аммиака в определенном соотношении растворяется в охлаждающей жидкости. Акрилонитрил и аммиак, растворяющиеся в охлаждающей жидкости, затем вступают во взаимодействие друг с другом с образованием нежелательных побочных продуктов, например продуктов гидролиза акрилонитрила и олигомеров акрилонитрила, иногда с аммиаком, которые можно описать следующей упрощенной структурной формулой |-ΝΗ2-ΟΗ;ΟΗ;(ΟΝ)-|χ. В результате такого взаимодействия теряется до 3% от полученного до этого акрилонитрила.
В патенте И8 3876508 описан синтез акрилонитрила, при осуществлении которого полученные в результате синтеза химически активные газы пропускают через аппарат для быстрого охлаждения, в котором в качестве охлаждающей жидкости используется водный раствор неорганической (минеральной) кислоты. При этом аммиак, растворенный в охлаждающей жидкости, сразу же нейтрализуется с образованием соответствующей аммониевой соли и поэтому не вступает в сопровождающееся образованием нежелательных побочных продуктов взаимодействие с растворенным в охлаждающей жидкости акрилонитрилом. При этом, однако, охлаждающая жидкость требует определенной обработки, связанной, во-первых, с выделением из нее аммониевой соли, а во-вторых, с рекуперацией приблизительно 3% растворенного в ней акрилонитрила. Для этого охлаждающую жидкость прогоняют через дистилляционную или отгонную колонну, в которой для успешной дистилляции или отгонки, абсолютно необходимо добавлением в колонну кислоты поддерживать рН охлаждающей жидкости на уровне, не превышающем 5, предпочтительно не превышающем 3. Только таким способом удается избежать возникновения в охлаждающей жидкости нежелательных дальнейших реакций или реакций полимеризации остающегося растворенным в ней акрилонитрила. Совершенно очевидно, что такой способ требует достаточно сложной с точки зрения необходимого для его проведения оборудования технологической реализации.
Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача разработать способ, который можно было бы осуществлять на достаточно простой по конст рукции установке рекуперации и выделения органических веществ, в частности акрилонитрила или метакрилонитрила, с высоким выходом этих веществ из химически активных газов, в которых эти вещества, в частности акрилонитрил или метакрилонитрил, содержатся.
В изобретении соответственно предлагается способ выделения одного или нескольких органических веществ из содержащей их газовой смеси, которая подвергается быстрому охлаждению в колонне, отличающийся тем, что быстрое охлаждение проводят в верхней части колонны, а в нижней части колонны подвергают отгонке охлаждающую жидкость.
В предлагаемом в настоящем изобретении способе подаваемую в колонну для быстрого охлаждения газовую смесь быстро охлаждают в верхней части колонны в процессе ее непосредственного и глубокого взаимодействия с потоком охлаждающей жидкости. В результате подаваемая в колонну газовая смесь быстро охлаждается. Охлаждающую жидкость затем подвергают отгонке в нижней части колонны, воздействуя на нее инертным газом. В результате растворенные в охлаждающей жидкости органические вещества выделяются (отгоняются) из нее и уносятся в потоке инертного газа.
Предлагаемый в изобретении способ относится предпочтительно к выделению органических веществ из газовой смеси, полученной при синтезе акрилонитрила или метакрилонитрила.
В изобретении предлагается также колонна для осуществления предлагаемого в изобретении способа, в которой происходит быстрое охлаждение газовой смеси и отгонка из охлаждающей жидкости растворенных в ней компонентов и которая отличается наличием а) верхней секции быстрого охлаждения и нижней секции отгонки, б) подводящего устройства, предназначенного для подачи в колонну потока химически активного газа под секцией быстрого охлаждения и над этой секцией подводящей магистрали, предназначенной для подачи в колонну охлаждающей жидкости, в) расположенного над секцией быстрого охлаждения распределителя жидкости, через который в колонну подается охлаждающая жидкость, г) магистрали для подачи отгоняющего газа, расположенной ниже секции отгонки либо над нижней частью колонны, либо в пределах высоты нижней части колонны, д) магистрали с перекачивающим насосом, соединяющей нижнюю часть колонны с распределителем жидкости, е) необязательно отводящей магистрали, по которой из нижней части колонны выводится часть собирающейся в ней охлаждающей жидкости, ж) подводящей магистрали, по которой в нижнюю часть колонны по высоте подается свежая охлаждающая жидкость, и з) отводящей магистрали, по которой из верхней части колонны отводится поток обработанного в ней газа.
На прилагаемом чертеже в качестве примера показан вариант выполнения предлагаемой в изобретении установки, на которой осуществляется предлагаемый в изобретении способ.
Предлагаемая в настоящем изобретении установка представляет собой по существу колонну (1).
а) Колонна состоит из верхней секции (2) быстрого охлаждения и нижней секции (3) отгонки.
б) Поток охлаждаемого газа подается в колонну по подводящей магистрали (4) под секцией (2) быстрого охлаждения. Над подводящей магистралью (4), по которой в колонну подается поток газа, расположена подводящая магистраль (5), по которой в колонну подается охлаждающая жидкость. В выполненной таким образом предлагаемой в изобретении колонне секция быстрого охлаждения представляет собой ту часть колонны, которая расположена между подводящей магистралью (4), по которой в колонну подается поток химически активного газа, и расположенной над ней подводящей магистралью (5), по которой в колонну подается охлаждающая жидкость.
в) Охлаждающая жидкость подается в противотоке в поток охлаждаемого газа через распределитель (6) жидкости. В секции быстрого охлаждения колонны над распределителем (6) жидкости целесообразно разместить осадитель (7) капель. Наличие такого осадителя обеспечивает возможность осаждения капель охлаждающей жидкости, уносимых потоком газа. В зависимости от свойств газа и охлаждающей жидкости в качестве осадителя капель можно использовать отражающий осадитель, сепарирующую диафрагму или набор тонких пластинок либо осадитель с проволочной сеткой любого типа (например стальной ватой). Еще один осадитель капель можно установить вне колонны в отводящей газ магистрали, хотя в принципе от использования осадителя капель можно отказаться или же использовать осадитель, установленный вне колонны в отводящей газ магистрали. Поступающая в колонну охлаждающая жидкость равномерно распределяется по всему поперечному сечению колонны распределителем (6), выполненным предпочтительно в виде одного или нескольких распылительных сопел. Капли жидкости опускаются вниз в потоке поднимающегося вверх газа и, нагреваясь до температуры кипения, частично испаряются. Испарение капель охлаждающей жидкости сопровождается отбором соответствующего количества тепла от газа и его охлаждением. Одновременно с этим охлаждающая жидкость обогащается в определенной степени содержащимися в потоке газа компонентами. Содержащая компоненты газа охлаждающая жидкость сливается в секцию (3) отгонки. При необходимости в секции быстрого охлаждения можно разместить ситчатые тарелки или насадки.
г) Ниже секции отгонки расположена подводящая магистраль (8), по которой в колонну поступает отгоняющий газ. Отгоняющий (десорбирующий) газ можно подавать в колонну над ее нижней частью (9), как показано на фигуре, или непосредственно в жидкую фазу, собирающуюся на дне колонны. Отгоняющий газ поднимается вверх через секцию отгонки навстречу стекающей вниз охлаждающей жидкости. Проходящий через охлаждающую жидкость поток отгоняющего газа отбирает из нее растворенные в ней компоненты химически активного газа и выводится из колонны вместе с охлажденным химически активным газом. В зависимости от свойств охлаждающей жидкости в секции отгонки можно использовать неупорядоченную или упорядоченную насадку или разделяющие тарелки любого типа. Охлаждающая жидкость собирается в нижней части (9) колонны, которая используется в качестве емкости, из которой она откачивается насосом.
д) Нижняя часть колонны соединена магистралью (11), в которой установлен насос, с распределителем (6) охлаждающей жидкости. По этой магистрали основная часть охлаждающей жидкости откачивается из нижней части колонны и через распределитель жидкости вновь возвращается в колонну.
е) Для предотвращения постепенного увеличения количества остающихся в колонне полимерных компонентов и примесей небольшую часть охлаждающей жидкости можно отбирать из колонны по магистрали (12).
ж) Жидкость, отбираемая из контура охлаждения по магистрали (12), и жидкость, испаряющаяся в секции быстрого охлаждения, подаются обратно в нижнюю часть колонны в виде свежей охлаждающей жидкости по подводящей магистрали (10).
з) Верхняя часть колонны соединена с отводящей магистралью (13), по которой из колонны отбирается поток охлажденного в ней химически активного газа.
Предлагаемые в настоящем изобретении способ и установка предназначены предпочтительно для обработки химически активных газов, получаемых при синтезе акрилонитрила или метакрилонитрила.
Предлагаемый в изобретении способ и соответствующая колонна, в первую очередь, предназначены для обработки и охлаждения химически активных газов, образующихся при синтезе акрилонитрила.
Химически активные газы, образующиеся при синтезе акрилонитрила, содержат, вопервых, получаемый в качестве конечного продукта акрилонитрил и, во-вторых, непрореагировавшие исходные материалы, в частности пропилен, аммиак, кислород и азот, а также некоторое количество Ηί,’Ν. СО2, СО, ацетонитрила, акролеина, акриловой кислоты, ацетона и возможно фумаронитрил, никотинонитрил, ок004384 сазол, уксусную кислоту, воду, более высокие нитрилы, альдегиды и кетоны. В химически активном газе могут также содержаться в небольших количествах и другие неизвестные органические вещества. Типичный состав химически активного газа, получаемого при синтезе акрилонитрила, указан в приведенной ниже таблице.
об.% | Компонент |
свыше 50 | азот |
от 1 до 50 | акрилонитрил, кислород, 1О, СО2, СО |
менее 1 | аммиак, пропилен, ацетонитрил, акролеин, уксусная кислота |
следы | ацетальдегид, пропионитрил, ацетон, акриловая кислота |
Химически активные газы, образующиеся при синтезе метакрилонитрила, имеют аналогичный состав и содержат, во-первых, получаемый в качестве конечного продукта метакрилонитрил и, во-вторых, непрореагировавшие исходные материалы, т. е. изобутен, аммиак, кислород и азот, а также некоторое количество Ηί’Ν. СО2, СО, пропионитрила, метакролеина, метакриловой кислоты, воды, более высоких нитрилов, альдегидов и кетонов, а также - в зависимости от исходного сырья - изобутан и другие С4углеводороды.
Как описано в патенте И8 4720566, к химически активным газам, получаемым при синтезе акрилонитрила или метакрилонитрила, можно добавлять различные ингибиторы полимеризации, такие как гидроксиламины или фенилендиамин.
Синтез акрилонитрила или метакрилонитрила осуществляется способом, хорошо известным специалистам в данной области. Необходимую информацию по синтезу акрилонитрила можно найти, например, в ИНтапп'к Епсус1ореФа о£ 1пби51г1а1 Сйетщру, т. А1, 5-е изд., стр. 177-184, изд-во УСН-Уег1ад8де8е118сйай, ЕК.ОУешНет, 1985 или у К. ХУе155етек Н. 1. Агре, 1пби51пе11е огдапщсйе Сйет1е, 5-е изд., стр. 332-341, изд-во Уйеу-УСН, ЕК.О-Уе1пБе1т, 1998. Синтез метакрилонитрила описан у К. ХУе^егтек Н.Т Агре, I пПиЖОеПе огдашксйе Сйет1е, 5-е изд., стр. 312, изд-во Уйеу-УСН, ЕК.6-Уетйе1т, 1998, а также, например, в ОВА-1238347.
В качестве охлаждающей жидкости обычно используют воду. При этом на 1 м3 химически активного газа для его быстрого охлаждения расходуется около 0,5-8 кг, предпочтительно 0,7-5 и наиболее предпочтительно 0,8-2 кг, в частности 1-2 кг охлаждающей жидкости, из которых во время быстрого охлаждения испаряется около 10-15%. Нижний предел определяется энергетическим балансом, т.е. необходимостью перекачивать насосом обратно в колонну, по крайней мере, то количество охлаждающей жидкости, которое превращается в пар, плюс некоторое количество охлаждающей жидкости, которая собирается в нижней части колонны, а также необходимостью возврата в систему в качестве свежей охлаждающей жидкости того ее количества, которое превращается в пар во время быстрого охлаждения газа. Верхний предел определяется пропускной (по жидкости) способностью колонны или ее гидравлическими характеристиками.
Температура в верхней части состоящей из секции быстрого охлаждения и секции отгонки колонны определяется термодинамическими характеристиками системы, т. е. температурой кипения охлаждающей жидкости при рабочем давлении. Температура отгоняющего газа или температура охлаждающей жидкости в секции отгонки влияют на эффективность выделения из охлаждающей жидкости содержащихся в газовой смеси органических веществ и поэтому должна учитываться при разработке конструкции колонны.
Температура охлаждающей жидкости, которая подается в секцию быстрого охлаждения по магистрали (5), обычно составляет 70-100°С. Температура охлаждающей жидкости на входе в колонну зависит от температуры химически активного газа, давления в колонне, расхода и потерь тепла в контуре охлаждающей воды. Химически активный газ, который поступает в колонну по магистрали (4), имеет температуру 200-300°С, предпочтительно 210-280°С и наиболее предпочтительно 225-250°С.
В качестве отгоняющего газа обычно используют инертный газ, предпочтительно азот. Определенный эффект дает использование для этой цели отходящего из абсорбера газа, образовавшегося при синтезе акрилонитрила в процессе абсорбции.
Количество инертного газа, используемого для отгонки из охлаждающей жидкости растворенных в ней компонентов инертного газа, зависит от количества пропилена или изобутилена, участвующего в синтезе акрилонитрила или метакрилонитрила. Обычно на 1 моль пропилена или изобутена используют от 0,1 до 5 моль, предпочтительно от 0,5 до 3 моль, в частности от 0,75 до 1,5 моль инертного газа. В пересчете на суммарное количество химически активных газов (т.е. газообразного аммиака, пропилена и воздуха, используемых при синтезе акрилонитрила) указанные количества инертного газа соответствуют 1-60 об.%, предпочтительно 6-36 об.%, в частности 12-18 об.%.
Отгоняющий газ подается в предлагаемую в изобретении колонну из подводящей магистрали ниже секции отгонки. При этом этот газ можно подавать в колонну не только в зону, расположенную над нижней частью колонны, но и непосредственно в собирающуюся в нижней части колонны жидкость. Предпочтительно, однако, чтобы место, в котором в колонну подают отгоняющий газ, было расположено выше уровня собирающейся в нижней части колонны жидкости на расстояние, равное 1-2 диаметрам поперечного сечения колонны, и одновременно ниже первых тарелок секции отгонки на такое же расстояние. Температура отгоняющего газа обычно лежит в пределах от 0 до 100°С.
Размеры секции отгонки должны обеспечивать выделение из охлаждающей жидкости по существу всех содержащихся в ней компонентов химически активного газа.
Размер, т.е. высота, предлагаемой в изобретении колонны и отношение длины секции отгонки к длине секции быстрого охлаждения определяется из расчета необходимого количества теоретических тарелок. Диаметр колонны определяется по результатам гидравлического расчета с учетом расхода протекающей через колонну охлаждающей жидкости и проходящего через нее потока отгоняющего газа.
Количество охлаждающей жидкости, которая откачивается из нижней части колонны по отводящей магистрали (12), выбирается с тем расчетом, чтобы количество образовавшегося в результате испарения осадка, в котором содержатся в основном полимерные компоненты, побочные продукты и соли, составляло 5-50 мас.%, предпочтительно 10-35 мас.% и наиболее предпочтительно 20-25 мас.% в пересчете на вес жидкости, собирающейся в нижней части колонны.
В предлагаемой в настоящем изобретении колонне реализована синергетическая комбинация двух технологических процессов - процесса быстрого охлаждения (охлаждение потока горячего газа при его смешивании с жидкостью) и процесса отгонки (выделения из жидкости в процессе ее смешивания с потоком газа растворенных в ней компонентов). По существу такую колонну можно назвать отгоночным аппаратом с быстрым охлаждением. Отгонка компонентов газа из используемой до этого для его быстрого охлаждения охлаждающей жидкости осуществляется таким образом, что в охлаждающей жидкости, собирающейся в нижней части колонны, не содержится растворенных в ней до этого во время быстрого охлаждения летучих компонентов, в частности акрилонитрила. Тем самым по сравнению с обычными аппаратами для быстрого охлаждения газа существенно сокращается время нахождения в охлаждающей жидкости растворенных в ней компонентов газа. За счет этого можно, в частности, избежать возникновения нежелательной реакции вторичного взаимодействия акрилонитрила с аммиаком и уменьшить потери акрилонитрила до 1%, обеспечив одновременно полную идентичность между составом обработанного (охлажденного) в колонне газа и составом подаваемого в нее химически активного газа.
Пример.
1. Синтез акрилонитрила.
В экспериментальный реактор диаметром 3,4 см и длиной 100 см (рабочий объем 1,4 л) загружали 550 г катализатора, состоящего из смеси оксидов Βί/Μο и обычно используемого при получении акрилонитрила, и нагревали до температуры 400-450°С. После этого в реактор снизу подавали при нормальных условиях воздух в количестве 150 л/ч вместе с обычным пропиленом в количестве 16 л/ч и аммиаком в количестве около 20 л/ч.
2. Быстрое охлаждение и отгонка.
Выполненный в соответствии с изобретением аппарат для быстрого охлаждения и отгонки, который был установлен за экспериментальным реактором синтеза акрилонитрила, имел диаметр 3,2 см и длину 72 см. Объем заполненной насадкой секции быстрого охлаждения был равен 0,2 л, а объем заполненной насадкой секции отгонки был равен 0,185 л.
Химически активные газы, которые на выходе из верхней части реактора синтеза акрилонитрила имели температуру 250°С, подавали при этой температуре в аппарат для быстрого охлаждения и отгонки. Температура в секции быстрого охлаждения колонны составляла около 73°С, а в секции отгонки 75-76°С. Температура в нижней части секции отгонки была равна приблизительно 76°С. Количество инертного газа (азота), подаваемого в аппарат ниже секции отгонки, варьировалось в пределах от 0,1 до 5,0 моль на моль пропилена.
Claims (9)
1. Способ выделения одного или нескольких органических веществ из содержащей их газовой смеси, которую подвергают быстрому охлаждению в колонне, отличающийся тем, что быстрое охлаждение газовой смеси проводят в верхней части колонны, а в нижней части колонны подвергают отгонке охлаждающую жидкость смеси.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что быстрое охлаждение подаваемой в колонну газовой смеси проводят путем непосредственного воздействия на нее потока охлаждающей жидкости, которую затем подвергают отгонке с выделением из нее растворенных в ней компонентов газовой смеси путем непосредственного воздействия на нее инертным газом.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в колонну подают газовую смесь, полученную в процессе синтеза акрилонитрила или метакрилонитрила.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что химически активные газы, полученные при синтезе акрилонитрила, содержат акрилонитрил, пропилен, аммиак, кислород, азот, ΗΟΝ, СО2, СО, ацетонитрил, акролеин, акриловую кислоту, ацетон, фумаронитрил, никотинонитрил, окса11 зол, уксусную кислоту, воду, более высокие нитрилы, альдегиды и кетоны.
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что для быстрого охлаждения газовой смеси на один кубический метр химически активного газа используют 0,5-8 кг, предпочтительно 0,7-5 кг, наиболее предпочтительно 0,8-2 кг, в частности 1-2 кг охлаждающей жидкости.
6. Способ по любому из пп.3-5, отличающийся тем, что на один моль пропилена/изобутена, используемого при синтезе акрилонитрила или метакрилонитрила, используют 0,1-5 моль, предпочтительно 0,5-3 моль, в частности 0,75-1,5 моль инертного газа.
7. Способ по любому из пп.2-6, отличающийся тем, что в качестве инертного газа используют газ, отходящий из абсорбера, используемого при синтезе акрилонитрила.
8. Колонна для осуществления способа по любому из пп.1-7, в которой осуществляется быстрое охлаждение газовой смеси и отгонка из охлаждающей жидкости, отличающаяся наличием а) верхней секции быстрого охлаждения и нижней секции отгонки, б) подводящего устройства, предназначенного для подачи в колонну потока химически активного газа под секцией быстрого охлаждения и над этой секцией подводящей магистрали, предназначенной для подачи в колонну охлаждающей жидкости, в) расположенного над секцией быстрого охлаждения распределителя жидкости, через который в колонну подается охлаждающая жидкость, г) магистрали для подачи отгоняющего газа, расположенной ниже секции отгонки либо над нижней частью колонны, либо в пределах высоты нижней части колонны, д) магистрали с перекачивающим насосом, соединяющей нижнюю часть колонны с распределителем жидкости, е) подводящей магистрали, по которой в нижнюю часть колонны подается свежая охлаждающая жидкость, и ж) отводящей магистрали, по которой из верхней части колонны отводится поток обработанного в ней газа.
9. Колонна по п.8, отличающаяся тем, что дополнительно содержит отводящую магистраль, по которой из нижней части колонны выводится часть собирающейся в ней охлаждающей жидкости.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10037774A DE10037774A1 (de) | 2000-08-03 | 2000-08-03 | Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung organischer Substanzen aus einem diese Substanzen enthaltenden Gasgemisch |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA200100744A2 EA200100744A2 (ru) | 2002-02-28 |
EA200100744A3 EA200100744A3 (ru) | 2002-04-25 |
EA004384B1 true EA004384B1 (ru) | 2004-04-29 |
Family
ID=7651145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA200100744A EA004384B1 (ru) | 2000-08-03 | 2001-08-02 | Способ и установка для выделения органических веществ из содержащей их газовой смеси |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6541652B2 (ru) |
EP (1) | EP1179359A3 (ru) |
JP (1) | JP2002121180A (ru) |
KR (1) | KR100793657B1 (ru) |
CN (2) | CN1341471A (ru) |
BG (1) | BG65354B1 (ru) |
CA (1) | CA2354741C (ru) |
DE (1) | DE10037774A1 (ru) |
EA (1) | EA004384B1 (ru) |
GC (1) | GC0000367A (ru) |
MX (1) | MX252094B (ru) |
UA (1) | UA76404C2 (ru) |
ZA (1) | ZA200106183B (ru) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101528701B (zh) | 2006-08-08 | 2011-10-19 | 陶氏益农公司 | 急冷含氰基吡啶的气体反应产物的方法 |
US8242308B2 (en) * | 2006-09-15 | 2012-08-14 | Arkema Inc. | Process for producing acrylic acid |
CN101439256B (zh) * | 2008-11-14 | 2011-01-12 | 江苏索普(集团)有限公司 | 膜法回收羰基化生产乙酸高压尾气中co的方法及其装置 |
US7828962B2 (en) * | 2008-11-20 | 2010-11-09 | Merichem Company | Apparatus for treating a waste stream |
CN101987274B (zh) * | 2009-08-06 | 2012-07-25 | 杰智环境科技股份有限公司 | 一种利用水蒸汽加强净化有机废气的装置及方法 |
CN102274643B (zh) * | 2010-06-11 | 2016-08-31 | 山东省冶金设计院股份有限公司 | 在解吸塔中循环使用氮气的方法 |
CN103566713A (zh) * | 2012-08-02 | 2014-02-12 | 宁波科元塑胶有限公司 | 丙烯腈吸收塔 |
CN104941380A (zh) * | 2014-03-31 | 2015-09-30 | 英尼奥斯欧洲股份公司 | 用于淬冷流出物的改进的烟雾消除器操作 |
CN105985261B (zh) * | 2015-01-31 | 2018-08-17 | 中国石油化工股份有限公司 | 乙腈精制方法 |
CN104667558B (zh) * | 2015-02-27 | 2018-02-13 | 英尼奥斯欧洲股份公司 | 轻有机物汽提器塔系统和工艺 |
RU2693490C1 (ru) * | 2015-11-06 | 2019-07-03 | Юоп Ллк | Использование абсорбера с4 для отпаривания альдегидов |
CN107473565A (zh) * | 2017-09-14 | 2017-12-15 | 广州沼能环保科技有限责任公司 | 一种高含水有机废弃物的预处理系统 |
CN107754565B (zh) * | 2017-11-28 | 2019-08-13 | 宁波江北清纬环保科技有限公司 | 一种有毒气体收集装置 |
CN112439305A (zh) * | 2019-09-05 | 2021-03-05 | 中石油吉林化工工程有限公司 | 丙烯腈生产装置中的尾气净化方法 |
CN112439303B (zh) * | 2019-09-05 | 2023-02-03 | 中石油吉林化工工程有限公司 | 丙烯腈尾气冷却低温吸收系统及吸收方法 |
CN111450665A (zh) * | 2020-05-07 | 2020-07-28 | 珠海三环节能科技有限公司 | 一种具有多级循环冷却回流的丙酮水吸收装置 |
EP4000723A1 (en) * | 2020-11-20 | 2022-05-25 | Borealis AG | Device and process for preparing a feed stream for solution polymerization |
CN117504331A (zh) * | 2024-01-04 | 2024-02-06 | 新乡市巨晶化工有限责任公司 | 一种循环冷凝缓冲式丙腈蒸馏塔 |
Family Cites Families (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL243608A (ru) * | 1958-09-22 | |||
US3876508A (en) * | 1969-06-11 | 1975-04-08 | Stamicarbon | Distillation of acrylonitrile from aqueous solutions maintained at about ph3 |
US3936360A (en) * | 1971-04-07 | 1976-02-03 | The Standard Oil Company | Process for distillation and recovery of olefinic nitriles |
US4234510A (en) * | 1973-06-07 | 1980-11-18 | Standard Oil Company | Recovery of acrylonitrile or methacrylonitrile by condensation |
JPS58124753A (ja) * | 1982-01-20 | 1983-07-25 | ザ・スタンダ−ド・オイル・カンパニ− | オレフインニトリルの回収法 |
DE3375304D1 (en) * | 1982-05-28 | 1988-02-18 | Shell Int Research | Process for separating a multi-component liquid |
US4720566A (en) * | 1986-10-23 | 1988-01-19 | Betz Laboratories, Inc. | Method and composition for inhibiting acrylonitrile polymerization |
US5384404A (en) * | 1993-11-05 | 1995-01-24 | Lee; Jing M. | Process for manufacturing melamine from urea |
US5462583A (en) * | 1994-03-04 | 1995-10-31 | Advanced Extraction Technologies, Inc. | Absorption process without external solvent |
HRP960601B1 (en) * | 1995-12-20 | 2001-12-31 | Basf Ag | Process for separating medium boiling substances from a mixture of low, medium and high boiling substances |
US5703268A (en) * | 1996-04-08 | 1997-12-30 | The Standard Oil Company | Acrylonitrile recovery process |
TW382005B (en) * | 1996-04-30 | 2000-02-11 | Standard Oil Co Ohio | Process for recovery and recycle of ammonia from an acrylonitrile reactor refluent stream using an ammonium phosphate quench system |
JP4186132B2 (ja) * | 1997-06-19 | 2008-11-26 | イネオス ユーエスエー エルエルシー | リン酸アンモニウムクエンチ系を用いてアクリロニトリル反応器流出液流からアンモニアを回収し再循環させるプロセス |
JP4275754B2 (ja) * | 1997-07-08 | 2009-06-10 | イネオス ユーエスエー エルエルシー | 改善されたアクリロニトリルの回収プロセス |
ES2214864T3 (es) * | 1998-06-15 | 2004-09-16 | Solutia Inc. | Procedimiento para la recuperacion de acrilonitrilo. |
US6054603A (en) * | 1999-04-06 | 2000-04-25 | The Standard Oil Company | Acrylonitrile recovery process |
-
2000
- 2000-08-03 DE DE10037774A patent/DE10037774A1/de not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-07-24 EP EP01306341A patent/EP1179359A3/en not_active Withdrawn
- 2001-07-26 ZA ZA200106183A patent/ZA200106183B/xx unknown
- 2001-07-30 US US09/916,336 patent/US6541652B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-07-30 GC GCP20011542 patent/GC0000367A/en active
- 2001-07-31 UA UA2001075479A patent/UA76404C2/uk unknown
- 2001-08-02 CA CA002354741A patent/CA2354741C/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-02 EA EA200100744A patent/EA004384B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2001-08-03 JP JP2001237174A patent/JP2002121180A/ja active Pending
- 2001-08-03 KR KR1020010047045A patent/KR100793657B1/ko active IP Right Grant
- 2001-08-03 MX MXPA01007893 patent/MX252094B/es active IP Right Grant
- 2001-08-03 CN CN01132577A patent/CN1341471A/zh active Pending
- 2001-08-03 CN CN200910211525A patent/CN101693149A/zh active Pending
- 2001-08-03 BG BG105777A patent/BG65354B1/bg unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BG65354B1 (bg) | 2008-03-31 |
EP1179359A2 (en) | 2002-02-13 |
MXPA01007893A (es) | 2004-06-25 |
EA200100744A3 (ru) | 2002-04-25 |
JP2002121180A (ja) | 2002-04-23 |
GC0000367A (en) | 2007-03-31 |
KR100793657B1 (ko) | 2008-01-10 |
US20020087023A1 (en) | 2002-07-04 |
KR20020011936A (ko) | 2002-02-09 |
CA2354741A1 (en) | 2002-02-03 |
MX252094B (es) | 2007-12-03 |
UA76404C2 (en) | 2006-08-15 |
ZA200106183B (en) | 2003-01-27 |
EP1179359A3 (en) | 2002-06-19 |
EA200100744A2 (ru) | 2002-02-28 |
US6541652B2 (en) | 2003-04-01 |
CN1341471A (zh) | 2002-03-27 |
CA2354741C (en) | 2009-12-08 |
BG105777A (en) | 2002-04-30 |
DE10037774A1 (de) | 2002-02-14 |
CN101693149A (zh) | 2010-04-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EA004384B1 (ru) | Способ и установка для выделения органических веществ из содержащей их газовой смеси | |
CN101003479B (zh) | (甲基)丙烯酸的制备方法 | |
US7071348B2 (en) | Process for the purification of olefinically unsaturated nitriles | |
RU2736379C1 (ru) | Способ очистки, способ получения и устройство для дистилляции акрилонитрила | |
EP0053517A2 (en) | Method for recovering and utilizing waste heat | |
CN102887820A (zh) | 制备丙烯酸的方法 | |
US2826601A (en) | System for producing cyanohydrins | |
RU2210566C2 (ru) | Способ выделения олефинненасыщенных нитрилов | |
ZA200504177B (en) | Method for inhibiting polymerization during the recovery and purification of unsaturated mononitriles. | |
US5801266A (en) | Method for producing acrylonitrile | |
RU2720311C2 (ru) | РЕГУЛИРОВАНИЕ pH ЗАКАЛОЧНОЙ КОЛОННЫ | |
CN101659609A (zh) | 含水(甲基)丙烯酸的制备方法 | |
CN112587950A (zh) | 用于工艺流的蒸发系统 | |
JP2016506969A (ja) | プロペンの不均一系触媒反応による酸化のプロセスガスからのアクロレインの分離方法 | |
CN100408537C (zh) | 制备丙烯酸的方法 | |
CN214991236U (zh) | 一种循环丙烯氧化法制丙烯酸成套装置 | |
JPS6144861B2 (ru) | ||
CN113813622A (zh) | 用于工艺流的蒸发系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ KZ KG MD TJ TM |
|
PC4A | Registration of transfer of a eurasian patent by assignment | ||
MK4A | Patent expired |
Designated state(s): BY RU |