EA037628B1

EA037628B1 - Inlet nozzle for acid addition

Info

Publication number: EA037628B1
Application number: EA201692320A
Authority: EA
Inventors: Тимоти Роберт Макдонел; Джей Роберт Коуч; Дэвид Рудольф Вагнер; Пол Тригг Вачтендорф; Томас Джордж Траверс
Original assignee: ИНЕОС Юроп АГ
Priority date: 2014-05-26
Filing date: 2015-05-20
Publication date: 2021-04-23
Also published as: CN107961741A; CN103964560A; EA201692320A1; WO2015183646A1

Abstract

An inlet nozzle comprises an elongated cylinder. The elongated cylinder includes a polymer extending between first end and second ends of the elongated cylinder. The first end defines an inlet opening and a second end defines an outlet opening. A channel is in fluid communication with the inlet opening and the outlet opening. At least a portion of the elongated cylinder is encased in a metal. The elongated cylinder may be used in combination with a conduit that conveys a process stream. The nozzle is configured to convey acid through the outlet opening and into the conduit in the same direction as the direction of the process stream flowing through the conduit.

Description

Область техникиTechnology area

Обеспечены устройства и способы для подачи кислоты в водный поток. Более конкретно, обеспечено впускное сопло, в котором объединены полимер и металл для повышения коррозийной стойкости.Devices and methods are provided for supplying acid to an aqueous stream. More specifically, an inlet nozzle is provided in which polymer and metal are combined to enhance corrosion resistance.

Уровень техникиState of the art

Во многих промышленных способах используют подачу кислоты в водный поток. Например, акрилонитрил является важным товарным химическим продуктом, используемым главным образом в виде мономера для производства большого разнообразия полимерных материалов, таких как полимеры для акриловых волокон, используемых в тканях и в смолах, таких как ABS- и SAN-смолы. Во всем мире акрилонитрил получают в количествах, превышающих четыре миллиона метрических тонн в год. Чаще всего используемый способ производства акрилонитрила или другого олефинненасыщенного нитрила, такого как метакрилонитрил, представляет реакцию подходящего углеводорода, такого как пропилен или пропан для производства акрилонитрила или изобутилен для производства метакрилонитрила, в реакторе аммоксидирования в присутствии аммиака, используя воздух или другой источник молекулярного кислорода в качестве окислителя. Такие окислительные реакции, также называемые реакциями аммоксидирования, обычно используют твердый гетерогенный катализатор в виде частиц в псевдоожиженном слое катализатора для катализа реакции аммоксидирования и получения желаемого акрилонитрила или метакрилонитрила с приемлемой степенью конверсии и выходом. Кроме получения олефинненасыщенного нитрила, такие реакции аммоксидирования также обычно дают другие продукты, такие как ацетонитрил, цианистый водород (HCN) и другие побочные продукты. Способы каталитического аммоксидирования углеводородного сырья в акрилонитрил раскрыты, например, в патентах США №4503001; №4767878; №4863891 и №5093299, все из которых включены в настоящий документ ссылкой.Many industrial processes use acid feed into an aqueous stream. For example, acrylonitrile is an important commercial chemical used primarily as a monomer for the production of a wide variety of polymeric materials such as polymers for acrylic fibers used in fabrics and in resins such as ABS and SAN resins. Acrylonitrile is produced worldwide in quantities exceeding four million metric tons per year. The most commonly used process for the production of acrylonitrile or other olefinically unsaturated nitrile, such as methacrylonitrile, is the reaction of a suitable hydrocarbon, such as propylene or propane to produce acrylonitrile, or isobutylene to produce methacrylonitrile, in an ammoxidation reactor in the presence of ammonia using air or another source of molecular oxygen as oxidizing agent. Such oxidation reactions, also called ammoxidation reactions, typically use a solid, heterogeneous particulate catalyst in a fluidized bed catalyst to catalyze the ammoxidation reaction and produce the desired acrylonitrile or methacrylonitrile in an acceptable conversion and yield. In addition to the production of olefinically unsaturated nitrile, such ammoxidation reactions also typically produce other products such as acetonitrile, hydrogen cyanide (HCN), and other by-products. Methods for the catalytic ammoxidation of hydrocarbon feedstocks to acrylonitrile are disclosed, for example, in US Pat. Nos. 4503001; No. 4767878; No. 4863891 and No. 5093299, all of which are incorporated herein by reference.

Способы, широко используемые в промышленной практике для извлечения продуктов такого аммоксидирования углеводородов, например аммоксидирования пропилена с получением акрилонитрила, обычно включают стадии: a) приведение в контакт выходящего потока реактора аммоксидирования в закалочной башне или колонне с водной охлаждающей жидкостью для охлаждения газообразного выходящего потока; b) приведение в контакт охлажденного газообразного выходящего потока с водой в абсорбере с получением водного раствора, содержащего продукты аммоксидирования; c) подвергание водного раствора экстрактивной дистилляции водой в дистилляционной колонне и d) удаление первого головного парообразного потока, содержащего ненасыщенный нитрил и некоторое количество воды, из верхней части колонны и отвод потока жидких отходов, содержащего воду и загрязняющие вещества, из нижней части колонны. Дальнейшую очистку олефинненасыщенного нитрила, такого как акрилонитрил, можно проводить путем пропускания головного парообразного потока во вторую дистилляционную колонну для удаления, по меньшей мере, некоторых примесей из акрилонитрила и дальнейшей дистилляции частично очищенного акрилонитрила. Выходящий поток реактора аммоксидирования обычно содержит некоторое количество аммиака. Таким образом, охлаждающая жидкость, используемая в закалочной колонне, может также содержать сильную минеральную кислоту, такую как серная кислота, для реакции и при этом образования водорастворимой соли аммиака, такой как сульфат аммония. Использованную или отработанную охлаждающую жидкость, содержащую сульфат аммония и другие компоненты, обычно обрабатывают или утилизируют экологически безопасным способом.Methods widely used in industrial practice for recovering products of such ammoxidation of hydrocarbons, for example ammoxidation of propylene to produce acrylonitrile, typically include the steps of: a) contacting the effluent of the ammoxidation reactor in a quench tower or column with an aqueous quench liquid to cool the gaseous effluent; b) contacting the cooled gaseous effluent stream with water in an absorber to form an aqueous solution containing ammoxidation products; c) subjecting the aqueous solution to extractive distillation with water in a distillation column; and d) removing a first overhead vapor stream containing unsaturated nitrile and some water from the top of the column and withdrawing a liquid waste stream containing water and contaminants from the bottom of the column. Further purification of the olefinically unsaturated nitrile such as acrylonitrile can be carried out by passing the overhead vapor stream into a second distillation column to remove at least some of the impurities from the acrylonitrile and further distill the partially purified acrylonitrile. The effluent from the ammoxidation reactor usually contains some ammonia. Thus, the quench liquid used in the quench tower may also contain a strong mineral acid such as sulfuric acid to react and thereby form a water-soluble ammonia salt such as ammonium sulfate. Used or waste coolant containing ammonium sulfate and other components is usually treated or disposed of in an environmentally friendly manner.

Хотя производство акрилонитрила/метакрилонитрила осуществляли в промышленной практике в течение многих лет, все еще существуют области, в которых улучшение может принести значительную пользу. Водную охлаждающую жидкость обычно подают в закалочную колонну через патрубок для охлаждающей жидкости, содержащий сплав. Сильную кислоту обычно вводят в патрубок для охлаждающей жидкости, и она захватывается и смешивается вместе с водой, текущей по этому патрубку в закалочную колонну. Введение сильной кислоты в воду для получения охлаждающей жидкости, подаваемой в закалочную колонну, может давать локальные зоны серной кислоты, которая является очень коррозионно-активной, в частности в месте, где кислоту вводят в патрубок, или вблизи него. Область улучшения будет представлять улучшенную подачу кислоты в воду с получением охлаждающей жидкости со сниженной коррозионной активностью.Although the production of acrylonitrile / methacrylonitrile has been carried out in industrial practice for many years, there are still areas in which improvement can bring significant benefits. The aqueous quench is usually supplied to the quench tower through a quench tube containing the alloy. The strong acid is usually introduced into the coolant pipe and is captured and mixed with the water flowing through the coolant pipe into the quench tower. The introduction of a strong acid into the water to produce a quench liquid supply to the quench tower can produce localized zones of sulfuric acid, which is highly corrosive, particularly at or near the point where the acid is introduced into the nozzle. The area of improvement will represent improved acid delivery to water to produce a coolant with reduced corrosiveness.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Следовательно, аспектом настоящего раскрытия является обеспечение безопасного, эффективного и рентабельного способа и устройства, которые преодолевают или уменьшают недостатки обычных способов и устройств.Therefore, an aspect of the present disclosure is to provide a safe, efficient and cost effective method and apparatus that overcomes or reduces the disadvantages of conventional methods and apparatus.

Впускное сопло содержит продолговатый полимерный цилиндр, имеющий первый конец, определяющий впускное отверстие, и второй конец. Сопло имеет канал внутри продолговатого полимерного цилиндра, причем канал эффективен для обеспечения жидкостной связи между впускным отверстием и выпускным отверстием. Согласно одному аспекту по меньшей мере часть продолговатого полимерного цилиндра заключена в металлическую оболочку. Согласно другому аспекту металл расположен на расстоянии приблизительно от 0 до приблизительно 50 диаметров выпускного отверстия от выпускного отверстия.The inlet nozzle includes an elongated polymer cylinder having a first end defining an inlet and a second end. The nozzle has a channel within the elongated polymer cylinder, the channel being effective to provide fluid communication between the inlet and the outlet. In one aspect, at least a portion of the elongated polymer cylinder is enclosed in a metal shell. In another aspect, the metal is located at a distance of about 0 to about 50 outlet diameters from the outlet.

Согласно другому аспекту впускной патрубок содержит внутренний полимерный рукав и наружный металлический рукав. Внутренний полимерный рукав имеет первый конец, определяющий впускноеIn another aspect, the inlet includes an inner polymeric sleeve and an outer metal sleeve. The inner polymer sleeve has a first end defining an inlet

- 1 037628 отверстие, и второй конец, определяющий выпускное отверстие, а наружный рукав определяет первый конец и второй конец. Согласно одному аспекту второй конец полимерного рукава выступает за наружный металлический рукав на расстояние приблизительно от 0 до приблизительно 50 диаметров выпускного отверстия.- 1 037628 opening, and the second end defining the outlet, and the outer sleeve defines the first end and the second end. In one aspect, the second end of the resin sleeve projects beyond the outer metal sleeve a distance of about 0 to about 50 outlet diameters.

Согласно другому аспекту способ подачи кислоты в технологический поток включает подачу кислоты через впускное сопло в технологический поток. Впускное сопло содержит продолговатый полимерный цилиндр, имеющий первый конец, определяющий впускное отверстие, и второй конец. Сопло имеет канал внутри продолговатого полимерного цилиндра, причем канал эффективен для обеспечения жидкостной связи между впускным отверстием и выпускным отверстием. Согласно одному аспекту по меньшей мере часть продолговатого полимерного цилиндра заключена в металлическую оболочку. Согласно другому аспекту металл расположен на расстоянии приблизительно от 0 до приблизительно 50 диаметров выпускного отверстия от выпускного отверстия.In another aspect, a method of supplying an acid to a process stream includes supplying acid through an inlet nozzle to a process stream. The inlet nozzle includes an elongated polymer cylinder having a first end defining an inlet and a second end. The nozzle has a channel within the elongated polymer cylinder, the channel being effective to provide fluid communication between the inlet and the outlet. In one aspect, at least a portion of the elongated polymer cylinder is enclosed in a metal shell. In another aspect, the metal is located at a distance of about 0 to about 50 outlet diameters from the outlet.

Согласно другому аспекту способ подачи кислоты в технологический поток включает подачу кислоты через впускной патрубок в технологический поток. Впускной патрубок содержит внутренний полимерный рукав и наружный металлический рукав. Внутренний полимерный рукав имеет первый конец, определяющий впускное отверстие, и второй конец, определяющий выпускное отверстие, а наружный рукав определяет первый конец и второй конец. Согласно одному аспекту второй конец полимерного рукава выступает за наружный металлический рукав на расстояние приблизительно от 0 до приблизительно 50 диаметров выпускного отверстия.In another aspect, a method of supplying acid to a process stream includes supplying acid through an inlet to a process stream. The inlet pipe contains an inner polymer sleeve and an outer metal sleeve. The inner polymeric sleeve has a first end defining an inlet and a second end defining an outlet, and the outer sleeve defines a first end and a second end. In one aspect, the second end of the resin sleeve projects beyond the outer metal sleeve a distance of about 0 to about 50 outlet diameters.

Согласно другому аспекту система ввода кислоты содержит патрубок для технологического потока и впускное сопло, выступающее в патрубок для технологического потока. Впускное сопло содержит продолговатый полимерный цилиндр, имеющий первый конец, определяющий впускное отверстие, и второй конец. Сопло имеет канал внутри продолговатого полимерного цилиндра, причем канал эффективен для обеспечения жидкостной связи между впускным отверстием и выпускным отверстием. Согласно одному аспекту по меньшей мере часть продолговатого полимерного цилиндра заключена в металлическую оболочку. Согласно другому аспекту металл расположен на расстоянии приблизительно от 0 до приблизительно 50 диаметров выпускного отверстия от выпускного отверстия.In another aspect, the acid injection system includes a process stream and an inlet nozzle protruding into the process stream. The inlet nozzle includes an elongated polymer cylinder having a first end defining an inlet and a second end. The nozzle has a channel within the elongated polymer cylinder, the channel being effective to provide fluid communication between the inlet and the outlet. In one aspect, at least a portion of the elongated polymer cylinder is enclosed in a metal shell. In another aspect, the metal is located at a distance of about 0 to about 50 outlet diameters from the outlet.

Согласно другому аспекту система ввода кислоты содержит патрубок для технологического потока и впускной патрубок для кислоты, выступающий в патрубок для технологического потока. Впускной патрубок содержит внутренний полимерный рукав и наружный металлический рукав. Внутренний полимерный рукав имеет первый конец, определяющий впускное отверстие, и второй конец, определяющий выпускное отверстие, а наружный рукав определяет первый конец и второй конец. Согласно одному аспекту второй конец полимерного рукава выступает за наружный металлический рукав на расстояние приблизительно от 0 до приблизительно 50 диаметров выпускного отверстия.In another aspect, an acid injection system includes a process stream and an acid inlet protruding into the process stream. The inlet pipe contains an inner polymer sleeve and an outer metal sleeve. The inner polymeric sleeve has a first end defining an inlet and a second end defining an outlet, and the outer sleeve defines a first end and a second end. In one aspect, the second end of the resin sleeve projects beyond the outer metal sleeve a distance of about 0 to about 50 outlet diameters.

Согласно другому аспекту устройство содержит реакторную емкость, сконструированную для приема водного потока, и впускное сопло для кислоты, сконструированное для подачи кислоты в водный поток. Впускное сопло содержит продолговатый полимерный цилиндр, имеющий первый конец, определяющий впускное отверстие, и второй конец. Сопло имеет канал внутри продолговатого полимерного цилиндра, причем канал эффективен для обеспечения жидкостной связи между впускным отверстием и выпускным отверстием. Согласно одному аспекту по меньшей мере часть продолговатого полимерного цилиндра заключена в металлическую оболочку. Согласно другому аспекту металл расположен на расстоянии приблизительно от 0 до приблизительно 50 диаметров выпускного отверстия от выпускного отверстия.In another aspect, the apparatus comprises a reactor vessel configured to receive an aqueous stream and an acid inlet configured to supply acid to the aqueous stream. The inlet nozzle includes an elongated polymer cylinder having a first end defining an inlet and a second end. The nozzle has a channel within the elongated polymer cylinder, the channel being effective to provide fluid communication between the inlet and the outlet. In one aspect, at least a portion of the elongated polymer cylinder is enclosed in a metal shell. In another aspect, the metal is located at a distance of about 0 to about 50 outlet diameters from the outlet.

Согласно другому аспекту устройство содержит реакторную емкость, сконструированную для приема водного потока, и впускной патрубок, сконструированный для подачи кислоты в водный поток. Впускной патрубок содержит внутренний полимерный рукав и наружный металлический рукав. Внутренний полимерный рукав имеет первый конец, определяющий впускное отверстие, и второй конец, определяющий выпускное отверстие, а наружный рукав определяет первый конец и второй конец. Согласно одному аспекту второй конец полимерного рукава выступает за наружный металлический рукав на расстояние приблизительно от 0 до приблизительно 50 диаметров выпускного отверстия.In another aspect, the apparatus comprises a reactor vessel configured to receive an aqueous stream and an inlet configured to supply acid to the aqueous stream. The inlet pipe contains an inner polymer sleeve and an outer metal sleeve. The inner polymeric sleeve has a first end defining an inlet and a second end defining an outlet, and the outer sleeve defines a first end and a second end. In one aspect, the second end of the resin sleeve projects beyond the outer metal sleeve a distance of about 0 to about 50 outlet diameters.

Вышеуказанные и другие аспекты, признаки и преимущества настоящего раскрытия будут очевидны из следующего подробного описания их показанных вариантов осуществления, которые следует читать совместно с приложенными графическими материалами.The above and other aspects, features and advantages of the present disclosure will become apparent from the following detailed description of their illustrated embodiments, which are to be read in conjunction with the accompanying drawings.

Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings

Более полного понимания типичных вариантов осуществления настоящего раскрытия и их преимуществ можно достичь со ссылкой на следующее описание с учетом приложенных графических материалов, на которых подобные номера позиций указывают подобные признаки, и где:A more complete understanding of the typical embodiments of the present disclosure and their advantages can be achieved with reference to the following description, taking into account the accompanying drawings, in which like reference numbers indicate like signs, and where:

фиг. 1 представляет схематическую принципиальную схему аспекта согласно различным аспектам, описанным в настоящем документе применительно к производству продукционного акрилонитрила;fig. 1 is a schematic schematic diagram of an aspect according to various aspects described herein in relation to the production of commercial acrylonitrile;

фиг. 2 показывает вариант впускного сопла;fig. 2 shows a variant of the intake nozzle;

фиг. 3 показывает альтернативный вариант впускного сопла;fig. 3 shows an alternative inlet nozzle;

фиг. 4 показывает другой альтернативный вариант впускного сопла;fig. 4 shows another alternative inlet nozzle;

- 2 037628 фиг. 5 показывает вариант впускного патрубка;- 2 037628 fig. 5 shows a variant of the intake manifold;

фиг. 6 показывает более подробный вид впускного патрубка, показанного на фиг. 5;fig. 6 shows a more detailed view of the inlet shown in FIG. five;

фиг. 7 показывает блок-схему способа согласно аспектам настоящего раскрытия.fig. 7 shows a flow diagram of a method in accordance with aspects of the present disclosure.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

Концентрированная кислота, такая как серная кислота, не является особенно коррозионноактивной, и углеродистая сталь может быть подходящей для подачи серной кислоты. Водная охлаждающая жидкость является умеренно коррозионно-активной и требует другого типа стали, например нержавеющей стали 304L. Обнаружили, что смешивание концентрированной серной кислоты с водным охлаждающим потоком может давать локальную зону серной кислоты, которая является сильно коррозионноактивной, и причем ни углеродистая сталь, ни нержавеющая сталь могут не быть подходящими. Обнаружили, что, когда другой тип металла, например специальный сплав, такой как Hastelloy В, используют для сопла для ввода кислоты, все еще могут существовать проблемы с коррозией. Согласно данному аспекту полимер и металл объединяют для обеспечения впрыскивающего сопла, которое характеризуется улучшенной коррозийной стойкостью.A concentrated acid such as sulfuric acid is not particularly corrosive, and carbon steel may be suitable for supplying sulfuric acid. Water based coolant is mildly corrosive and requires a different type of steel such as 304L stainless steel. It has been found that mixing concentrated sulfuric acid with an aqueous cooling stream can produce a localized zone of sulfuric acid that is highly corrosive and neither carbon steel nor stainless steel may be suitable. It has been found that when a different type of metal, for example a special alloy such as Hastelloy B, is used for the acid injection nozzle, corrosion problems can still exist. In this aspect, polymer and metal are combined to provide an injection nozzle that has improved corrosion resistance.

Согласно аспекту устройство содержит впускное сопло. Сопло содержит продолговатый цилиндр, имеющий продольную ось. Продолговатый цилиндр содержит полимер, проходящий между первым концом и вторым концом продолговатого цилиндра. Согласно данному аспекту полимер может представлять собой полимер, выбранный из группы, состоящей из политетрафторэтилена, перфторэластомеров, поливинилхлорида, поливинилидендифторида и их смесей.In an aspect, the device includes an inlet nozzle. The nozzle contains an elongated cylinder having a longitudinal axis. The elongated cylinder contains polymer extending between the first end and the second end of the elongated cylinder. In this aspect, the polymer may be a polymer selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene, perfluoroelastomers, polyvinyl chloride, polyvinylidene difluoride, and mixtures thereof.

Второй конец продолговатого цилиндра определяет выпускное отверстие, причем выпускное отверстие расположено перпендикулярно продольной оси продолговатого цилиндра. Согласно данному аспекту выпускное отверстие может образовывать угол от приблизительно 30 до приблизительно 150° с продольной осью продолговатого цилиндра, согласно другому аспекту от приблизительно 60 до приблизительно 120° и согласно другому аспекту от приблизительно 80 до приблизительно 100° с продольной осью продолговатого цилиндра.The second end of the elongated cylinder defines an outlet, the outlet being perpendicular to the longitudinal axis of the elongated cylinder. In this aspect, the outlet may form an angle of from about 30 to about 150 ° with the longitudinal axis of the elongated cylinder, in another aspect from about 60 to about 120 °, and in another aspect from about 80 to about 100 ° with the longitudinal axis of the elongated cylinder.

Продолговатый цилиндр имеет канал, находящийся в жидкостной связи с впускным отверстием и выпускным отверстием. Согласно аспекту продолговатый цилиндр сконструирован для приема кислоты через впускное отверстие, перемещения кислоты по каналу в выпускное отверстие и подачи кислоты через выпускное отверстие. Канал может быть сферическим, но может также быть любой другой формы, которую можно образовать в полимерном блоке. Согласно данному аспекту канал имеет диаметр от приблизительно 0,5 до приблизительно 6,5 см, согласно другому аспекту от приблизительно 1 до приблизительно 5 см и согласно другому аспекту от приблизительно 1,5 до приблизительно 4 см.The elongated cylinder has a channel in fluid communication with the inlet and outlet. In an aspect, the elongated cylinder is configured to receive acid through an inlet, move the acid through a conduit to an outlet, and supply acid through an outlet. The channel can be spherical, but can also be of any other shape that can be formed in the polymer block. In this aspect, the channel has a diameter of from about 0.5 to about 6.5 cm, in another aspect from about 1 to about 5 cm, and in another aspect from about 1.5 to about 4 cm.

Согласно аспекту первая часть продолговатого цилиндра заключена в металлическую оболочку, а вторая часть продолговатого цилиндра не имеет металлической оболочки. Согласно альтернативному аспекту продолговатый цилиндр заключен в металлическую оболочку вплоть до своего выпускного отверстия. Металл может представлять собой Mo-содержащий сплав, и Mo-содержащий сплав может иметь приблизительно 2 мас.% или более Mo. Примеры Mo-содержащих сплавов, которые можно использовать, включают Hastelloy®, Inconel®, Ferralium®, Nitronic® и Carpenter® (Hastelloy является зарегистрированным торговым наименованием компании Haynes International, Inc., Inconel является зарегистрированным торговым наименованием компании INCO, Ferralium является зарегистрированным торговым наименованием компании Langley Alloys, Ltd., Nitronic является зарегистрированным торговым наименованием компании Amco, Inc., a Carpenter является зарегистрированным торговым наименованием компании Langley Alloys, LTD.).In an aspect, the first part of the elongated cylinder is enclosed in a metal shell and the second part of the elongated cylinder does not have a metal shell. In an alternative aspect, the elongated cylinder is enclosed in a metal jacket up to its outlet. The metal may be an Mo-containing alloy, and the Mo-containing alloy may have about 2 wt% or more Mo. Examples of Mo-containing alloys that can be used include Hastelloy®, Inconel®, Ferralium®, Nitronic®, and Carpenter® (Hastelloy is a registered trade name of Haynes International, Inc., Inconel is a registered trade name of INCO, Ferralium is a registered trade name company name Langley Alloys, Ltd., Nitronic is a registered trade name of Amco, Inc., and Carpenter is a registered trade name of Langley Alloys, LTD.).

Согласно аспекту впускное сопло можно использовать в комбинации с патрубком, который подает технологический поток в заранее определенном направлении, которое перпендикулярно продольной оси продолговатого цилиндра впускного сопла. Согласно аспекту выпускное отверстие сконструировано для перемещения кислоты в таком же направлении, что и заранее определенное направление технологического потока, текущего по патрубку.In an aspect, the inlet nozzle may be used in combination with a manifold that delivers process flow in a predetermined direction that is perpendicular to the longitudinal axis of the elongated cylinder of the inlet nozzle. In an aspect, the outlet is designed to move the acid in the same direction as the predetermined direction of the process stream flowing through the nozzle.

Устройство и способ настоящего раскрытия будут теперь описаны более подробно со ссылкой на фигуры.The apparatus and method of the present disclosure will now be described in more detail with reference to the figures.

Фиг. 1 представляет схематическую принципиальную схему варианта осуществления согласно аспектам настоящего раскрытия применительно к производству продукционного акрилонитрила. Устройство 100 может содержать закалочную колонну 10. Закалочная колонна 10 может быть сконструирована для приема выходящего потока 12 реактора аммоксидирования (не показан на фиг. 1) по патрубку 14. В закалочной колонне 10 горячие отходящие газы реактора охлаждают путем контакта с водным потоком или охлаждающей жидкостью 16, поступающей в закалочную колонну 10 по трубопроводам 18, 20, 22 и 24. Охлажденный отходящий газ, содержащий акрилонитрил (включая побочные продукты, такие как ацетонитрил, цианистый водород и примеси), можно затем пропускать через сепарирующую ловушку 26, а затем в абсорбционную колонну (не показана).FIG. 1 is a schematic schematic diagram of an embodiment according to aspects of the present disclosure in relation to the production of commercial acrylonitrile. The apparatus 100 may comprise a quench column 10. The quench column 10 may be designed to receive the effluent 12 of an ammoxidation reactor (not shown in FIG. 1) through a conduit 14. In the quench column 10, the hot exhaust gases from the reactor are cooled by contact with an aqueous stream or a cooling liquid. 16 entering the quench tower 10 via lines 18, 20, 22 and 24. The cooled off-gas containing acrylonitrile (including by-products such as acetonitrile, hydrogen cyanide and impurities) can then be passed through the separating trap 26 and then into the absorption column (not shown).

Как показано на фиг. 1, закалочная емкость 10 содержит первую часть 28 и вторую часть 30, причем первая часть 28 расположена ниже второй части 30. Первая часть 28 закалочной емкости 10 содержитAs shown in FIG. 1, the quenching vessel 10 comprises a first portion 28 and a second portion 30, the first portion 28 being located below the second portion 30. The first portion 28 of the quenching vessel 10 comprises

- 3 037628 впускное отверстие 32, сконструированное для приема потока газа или выходящего потока 12 реактора, причем поток газа или выходящий поток 12 реактора содержит акрилонитрил и аммиак. Вторая часть 30 закалочной емкости 10 содержит многоуровневую распылительную систему 34, которая сконструирована для приема водного потока или охлаждающей жидкости 16, причем водный поток или охлаждающая жидкость 16 содержит кислоту 36. Кислоту 36 можно подавать по трубопроводу 38 в охлаждающую жидкость 16 в точке 40. Кислота 36 может быть любой подходящей кислотой, например серной кислотой (такой как 95-98 мас.% серная кислота). Охлаждающая жидкость 16 содержит выходящий поток, выходящий из нижней части 42 закалочной емкости 10 по трубопроводу 44. Воду можно подавать по трубопроводу 46 в закалочную емкость 10 через впускное отверстие 48 или иным образом можно подавать охлаждающую жидкость 16 в любом другом месте в контуре рециркуляции жидкости, образованном потоками 17, 44 и 65. Охлаждающая жидкость 16 циркулирует по трубопроводу 44 и назад по трубопроводам 18, 20, 22 и 24 при помощи насоса 50. Продувочный поток 67 можно отводить как часть жидкого выходящего потока, выходящего по трубопроводу 44, для поддержания относительно постоянного массового расхода в контуре рециркуляции жидкости, компенсируя жидкость, подаваемую по трубопроводам 38 и 46. Продувочный поток 67 удаляет образованные продукты реакции нейтрализации (например, сульфат аммония), а также пригоден для предотвращения накопления нежелательных продуктов в контуре рециркуляции жидкости, таких как продукты коррозии. Выходящий поток, выходящий из нижней части 42 закалочной емкости 10, можно отводить по трубопроводу 44 в точке 52 перелива.3 037628 an inlet 32 configured to receive a gas stream or reactor effluent 12, the gas stream or reactor effluent 12 containing acrylonitrile and ammonia. The second part 30 of the quench vessel 10 contains a multilevel spray system 34 that is designed to receive an aqueous stream or coolant 16, the aqueous stream or coolant 16 containing acid 36. Acid 36 can be supplied through conduit 38 to coolant 16 at point 40. Acid 36 can be any suitable acid, for example sulfuric acid (such as 95-98 wt% sulfuric acid). Coolant 16 contains an effluent from the bottom 42 of quench vessel 10 via line 44. Water may be supplied via line 46 to quench vessel 10 through inlet 48, or otherwise coolant 16 may be supplied anywhere in the liquid recirculation loop. formed by streams 17, 44 and 65. Coolant 16 circulates through conduit 44 and back through conduits 18, 20, 22 and 24 by means of pump 50. Purge stream 67 may be diverted as part of the liquid effluent from conduit 44 to maintain a relatively constant mass flow in the liquid recirculation loop, compensating for the liquid supplied through lines 38 and 46. Purge stream 67 removes the formed neutralization reaction products (for example, ammonium sulfate) and is also suitable for preventing the accumulation of unwanted products in the liquid recirculation loop, such as corrosion products ... The effluent from the bottom 42 of the quench vessel 10 may be withdrawn through line 44 at overflow point 52.

Многоуровневая распылительная система 34 содержит, по меньшей мере, первую форсуночную стойку 54, соответствующую трубопроводу 18, и вторую форсуночную стойку 56, соответствующую трубопроводу 20. Как показано на фиг. 1, многоуровневая распылительная система 34 также содержит форсуночную стойку 58, соответствующую трубопроводу 22, и форсуночную стойку 56, соответствующую трубопроводу 24. Форсуночные стойки 54, 56, 58 и 60 проходят, по существу, по диаметру 62 закалочной емкости 10. Как показано, форсуночная стойка 54 расположена ниже форсуночной стойки 56 и по существу параллельно форсуночной стойке 56. Форсуночная стойка 58 расположена выше форсуночной стойки 56 и ниже форсуночной стойки 60. Форсуночная стойка 58 по существу параллельна форсуночной стойке 60.The multilevel spray system 34 comprises at least a first nozzle post 54 corresponding to conduit 18 and a second nozzle post 56 corresponding to conduit 20. As shown in FIG. 1, the multilevel spray system 34 also includes a nozzle strut 58 corresponding to conduit 22 and a nozzle strut 56 corresponding to conduit 24. The nozzle stays 54, 56, 58, and 60 extend substantially along the diameter 62 of the quench vessel 10. As shown, the nozzle strut 56 the nozzle post 54 is located below the nozzle post 56 and substantially parallel to the nozzle post 56. The nozzle post 58 is located above the nozzle post 56 and below the nozzle post 60. The nozzle post 58 is substantially parallel to the nozzle post 60.

Каждая из форсуночных стоек 54, 56, 58 и 60 может содержать ряд распылителей (не показаны на фиг. 1). Распылители могут проходить, по существу, по диаметру или хордам закалочной емкости 10, которые перпендикулярны диаметру 62 закалочной емкости 10. Каждый распылитель может содержать два или более удлинителей (не показаны на фиг. 1). Каждый удлинитель может проходить по существу перпендикулярно его соответствующему распылителю. Каждый удлинитель может содержать распылительную форсунку на конце его соответствующего удлинителя, причем каждая распылительная форсунка направлена вниз. Согласно аспекту каждая форсунка распылительной системы 34 может быть сконструирована для распыления вниз струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости 16, причем каждая струя в виде пустотелого конуса имеет центр, равноудаленный от стенок струи в виде пустотелого конуса. Согласно аспекту форсунки первой форсуночной стойки могут находиться на таком расстоянии, что часть первой струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости из первой форсунки первой форсуночной стойки перекрывается частью второй струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости из второй форсунки первой форсуночной стойки для обеспечения перехлеста закалочной жидкости, имеющего центр перехлеста.Each of the nozzle posts 54, 56, 58, and 60 may include a number of atomizers (not shown in FIG. 1). The nozzles may extend substantially along the diameter or chords of the quench vessel 10 that are perpendicular to the diameter 62 of the quench vessel 10. Each nozzle may include two or more extensions (not shown in FIG. 1). Each extension can extend substantially perpendicular to its respective atomizer. Each extension may include a spray nozzle at the end of its respective extension, with each spray nozzle pointing downward. In an aspect, each nozzle of the spray system 34 may be configured to spray downward a hollow cone jet of coolant 16, each hollow cone jet having a center equidistant from the walls of the hollow cone jet. According to an aspect, the nozzles of the first nozzle rack may be spaced such that a portion of the first hollow cone of coolant from the first nozzle of the first nozzle rack overlaps with a portion of the second hollow cone of coolant from the second nozzle of the first nozzle rack to overlap the quench liquid, having a center of overlap.

Охлажденный отходящий газ, содержащий акрилонитрил (включая побочные продукты, такие как ацетонитрил, цианистый водород и примеси), вместе с туманом может затем подниматься вверх от многоуровневой распылительной системы 34 в туманоуловитель 26. Туманоуловитель 26 сконструирован для удаления тумана из охлажденного отходящего газа. Туманоуловитель 26 расположен ниже по потоку относительно второй части 30 закалочной емкости 10. Туманоуловитель 26 может содержать систему 100 распыления воды. Система 100 распыления воды сконструирована для распыления воды на поверхность 102 туманоуловителя 26, причем объединение капель снижается, и соответственно снижаются образование загрязнения и образование полимера на поверхностях 102 туманоуловителя 26. Как показано на фиг. 1, система 100 распыления воды содержит водопровод 104, который подает воду в форсуночную стойку 106 через впускное отверстие 108.Cooled off-gas containing acrylonitrile (including by-products such as acetonitrile, hydrogen cyanide and impurities), together with the mist, can then rise upward from the multilevel spray system 34 into the mist eliminator 26. The mist eliminator 26 is designed to remove mist from the cooled off gas. The mist eliminator 26 is located downstream of the second portion 30 of the quench vessel 10. The mist eliminator 26 may comprise a water spraying system 100. The water spraying system 100 is designed to spray water onto the surface 102 of the mist eliminator 26, thereby reducing droplet pooling and thus reducing fouling and polymer formation on the surfaces 102 of the mist eliminator 26. As shown in FIG. 1, the water spray system 100 includes a plumbing line 104 that supplies water to a nozzle rack 106 through an inlet 108.

Форсуночная стойка 106 может содержать ряд распылителей (не показаны на фиг. 1). Распылители стойки 106 могут проходить, по существу, по диаметру или хордам закалочной емкости 10, которые перпендикулярны диаметру 62 закалочной емкости 10. Каждый распылитель форсуночной стойки 106 может содержать два или более удлинителей (не показаны на фиг. 1). Каждый удлинитель может проходить по существу перпендикулярно его соответствующему распылителю. Каждый удлинитель может содержать распылительную форсунку на конце его соответствующего удлинителя, причем каждая распылительная форсунка направлена вверх. Согласно аспекту каждая форсунка системы 100 распыления воды может быть сконструирована для распыления вверх струи воды в виде полного конуса, причем каждая струя в виде полного конуса имеет центр, равноудаленный от стенок струи в виде полного конуса. Согласно аспекту форсунки форсуночной стойки 106 могут находиться на таком расстоянии, что часть первой струи воды в виде полного конуса из первой форсунки форсуночной стойки 106 перекрывается ча- 4 037628 стью второй струи воды в виде полного конуса из второй форсунки форсуночной стойки 106 для обеспечения перехлеста воды с центом перехлеста.The nozzle rack 106 may include a plurality of atomizers (not shown in FIG. 1). Strut nozzles 106 may extend substantially along the diameter or chords of quench vessel 10 that are perpendicular to diameter 62 of quench vessel 10. Each nozzle rack 106 may include two or more extensions (not shown in FIG. 1). Each extension can extend substantially perpendicular to its respective atomizer. Each extension may include a spray nozzle at the end of its respective extension, each spray nozzle pointing upward. In an aspect, each nozzle of the water spray system 100 may be configured to spray upwardly a full cone water jet, with each full cone jet having a center equidistant from the walls of the full cone jet. In an aspect, the nozzles of the nozzle strut 106 may be spaced such that a portion of the first full-cone water jet from the first nozzle of the nozzle strut 106 is overlapped by the second full-conical jet of water from the second nozzle of the nozzle strut 106 to overlap the water. with a cent of overlap.

Направленную вверх струю 110 воды из форсунки форсуночной стойки 106 на поверхности 102 туманоуловителя 26 можно регулировать и/или осуществлять по времени автоматическим регулятором или таймером 112. Регулятор 112 может регулировать открытие и закрытие клапана 114 посредством канала 116 связи. Как показано на фиг. 1, туманоуловитель 26 может содержать шевронное устройство или горизонтальные шевроны 118 с поверхностями 102. Шевронное устройство или горизонтальные шевроны 118 проходят по поперечному сечению туманоуловителя 26. Форсунки 120 форсуночной стойки 106 сконфигурированы для обеспечения направленной вверх струи 110 воды, предпочтительно в виде струй в виде полного конуса, на поверхности 102, при этом предотвращая или снижая образование загрязнителей и полимера на поверхностях 102. Хотя шевронное устройство 118 показано на фиг. 1, как указано ранее, предотвращающий образование тумана или концентрирующий материал или конструкцию можно выбирать из группы, состоящей из шайб из стальной шерсти, перегородок и устройств шевронного типа.The upward jet 110 of water from the nozzle of the nozzle strut 106 on the surface 102 of the mist eliminator 26 can be controlled and / or timed by an automatic regulator or timer 112. The regulator 112 can regulate the opening and closing of valve 114 via communication channel 116. As shown in FIG. 1, the mist eliminator 26 may include a chevron device or horizontal chevrons 118 with surfaces 102. The chevron device or horizontal chevrons 118 extend across the cross section of the mist eliminator 26. The nozzles 120 of the nozzle rack 106 are configured to provide an upward jet 110 of water, preferably in full jets. cone, on surface 102 while preventing or reducing the formation of contaminants and polymer on surfaces 102. Although chevron device 118 is shown in FIG. 1, as previously indicated, the anti-fog or concentrating material or structure may be selected from the group consisting of steel wool washers, baffles and chevron-type devices.

Быстро охлажденный или охлажденный отходящий газ, содержащий акрилонитрил (включая побочные продуты, такие как ацетонитрил, цианистый водород и примеси), после прохождения через туманоуловитель 26 может выходить из закалочной емкости 10 в виде потока 13 газа. Поток 13 газа может проходить по трубопроводу 15 в абсорбционную колонну (не показана).The rapidly cooled or cooled off-gas containing acrylonitrile (including by-products such as acetonitrile, hydrogen cyanide and impurities), after passing through the mist eliminator 26, may exit the quench vessel 10 as a gas stream 13. The gas stream 13 can pass through line 15 into an absorption tower (not shown).

Согласно аспекту регулятор 11 может быть сконструирован для обработки одного или более сигналов, соответствующих измеренным параметрам, например, температуре, измеренной регулятором температуры (не показан на фиг. 1). Регулятор 11 может быть сконструирован для определения того, является ли измеренный параметр больше или меньше заранее определенного диапазона значений параметра. Специалисты в данной области техники поймут, что согласно настоящему раскрытию измеренный параметр может быть любым подходящим параметром, применимым при работе закалочной емкости, например температурой, измеренной регулятором температуры в заранее определенном месте, или уровнем жидкости, измеренным регулятором уровня (не показаны на фиг. 1) в сборнике 45 закалочной емкости 10, или регулятором расхода (не показан на фиг. 1). Регулятор 11 может быть сконструирован для регулирования работы одного или нескольких устройств посредством линий связи или беспроводного соединения (не показано на фиг. 1), если измеренный параметр меньше или больше заранее определенного диапазона значений параметра. Например, регулятор 11 может быть сконструирован для регулирования количества потока, подаваемого в закалочную емкость 10, например, таких потоков как выходящий поток реактора 12, вода (подаваемая по трубопроводу 46 в закалочную емкость 10) и/или охлаждающая жидкость 16 (включая кислоту 36, подаваемую по трубопроводу 38). Специалисты в данной области техники поймут, что согласно настоящему раскрытию регулятор 11 может быть сконструирован для регулирования работы насоса 50 и/или работы других насосов и/или клапанов, связанных с вышеуказанными потоками, для соответствия заранее определенному диапазону. Специалисты в данной области техники поймут, что регулятор 11 может быть сконструирован для регулирования работы клапана 114 или регулятора 112, который, в свою очередь, может быть сконструирован для регулирования работы клапана 114. Специалисты в данной области техники поймут, что регулятор 11 может быть сконструирован для регулирования работы другого устройства (устройств), таких как клапан 222 (показанный на фиг. 2 и дополнительно обсуждаемый ниже). Специалисты в данной области техники поймут, что регулятор 11 может быть сконструирован для регулирования работы другого устройства (устройств), таких как насос (не показан), связанный с потоком воды в форсуночную стойку 106 через впускное отверстие 108. Специалисты в данной области техники поймут, что регулятор 11 или аналогичный регулятор может быть расположен удаленно от регулятора температуры, регулятора уровня или регулятора потока (не показаны на фиг. 1), может быть расположен вместе с регулятором температуры, регулятором уровня или регулятором потока или содержать его.In an aspect, the controller 11 may be constructed to process one or more signals corresponding to measured parameters, such as the temperature measured by a temperature controller (not shown in FIG. 1). The controller 11 can be designed to determine if the measured parameter is greater or less than a predetermined range of parameter values. Those skilled in the art will understand that according to the present disclosure, the measured parameter can be any suitable parameter applicable to the operation of the quench vessel, such as the temperature measured by a temperature controller at a predetermined location, or the liquid level measured by a level controller (not shown in FIG. 1). ) in the collector 45 of the quenching vessel 10, or a flow regulator (not shown in Fig. 1). The regulator 11 can be designed to regulate the operation of one or more devices via communication lines or wireless connections (not shown in FIG. 1) if the measured parameter is less than or greater than a predetermined range of parameter values. For example, the regulator 11 can be designed to control the amount of flow supplied to the quench vessel 10, for example, streams such as the effluent from the reactor 12, water (supplied through line 46 to the quench vessel 10) and / or quench liquid 16 (including acid 36, supplied through line 38). Those skilled in the art will understand that according to the present disclosure, the regulator 11 may be designed to regulate the operation of the pump 50 and / or the operation of other pumps and / or valves associated with the above flows to a predetermined range. Those skilled in the art will understand that the regulator 11 may be designed to regulate the operation of the valve 114 or the regulator 112, which in turn may be designed to regulate the operation of the valve 114. Those skilled in the art will understand that the regulator 11 can be constructed to regulate the operation of other device (s), such as valve 222 (shown in FIG. 2 and discussed further below). Those skilled in the art will understand that the regulator 11 may be designed to regulate the operation of other device (s), such as a pump (not shown) associated with the flow of water into the nozzle strut 106 through inlet 108. Those skilled in the art will understand that the regulator 11 or similar regulator can be located remotely from the temperature regulator, level regulator or flow regulator (not shown in Fig. 1), can be located with or contain a temperature regulator, level regulator or flow regulator.

Выходящий поток реактора аммоксидирования обычно содержит некоторое количество аммиака. Таким образом, охлаждающая жидкость 16, используемая в закалочной колонне 10, может также содержать сильную минеральную кислоту 36, такую как серная кислота, для реакции и при этом образования водорастворимой соли аммиака, такой как сульфат аммония.The effluent from the ammoxidation reactor usually contains some ammonia. Thus, the quench liquid 16 used in the quench tower 10 may also contain a strong mineral acid 36, such as sulfuric acid, to react and thereby form a water-soluble ammonia salt such as ammonium sulfate.

Как указано ранее, кислоту 36 можно подавать в охлаждающую жидкость 16 в точке 40. На фиг. 2 показан вариант осуществления впускного сопла 200 в точке 40 для подачи кислоты 36 в охлаждающую жидкость 16.As previously indicated, acid 36 can be supplied to coolant 16 at point 40. FIG. 2 shows an embodiment of an inlet nozzle 200 at 40 for supplying acid 36 to coolant 16.

Сопло 200 может содержать продолговатый цилиндр 202, имеющий продольную ось по линии А-А. Продолговатый цилиндр 202 может содержать синтетический фторполимер 204, проходящий между первым концом 206 и вторым концом 208 продолговатого цилиндра 202. Согласно аспекту синтетический фторполимер 204 может содержать политетрафторэтилен (PTFE). PTFE может продаваться под торговым наименованием Teflon® от компании DuPont Co.The nozzle 200 may comprise an elongated cylinder 202 having a longitudinal axis along the line A-A. The elongated cylinder 202 may comprise a synthetic fluoropolymer 204 extending between the first end 206 and the second end 208 of the elongated cylinder 202. In an aspect, the synthetic fluoropolymer 204 may comprise polytetrafluoroethylene (PTFE). PTFE can be sold under the trade name Teflon® from DuPont Co.

Первый конец 206 может определять впускное отверстие 210, причем впускное отверстие 210 может быть перпендикулярным продольной оси A-A продолговатого цилиндра 202. Продолговатый цилиндр 202 может содержать выпускное отверстие 212, расположенное между первым концом 206 и вторым концом 208, причем выпускное отверстие 212 может быть параллельно продольной оси A-A про- 5 037628 долговатого цилиндра 202. Продолговатый цилиндр 202 может иметь канал 214, находящийся в жидкостной связи с впускным отверстием 210 и выпускным отверстием 212. Согласно аспекту продолговатый цилиндр 202 может быть сконструирован для приема кислоты 36 через впускное отверстие 210, перемещения кислоты 36 по каналу 214 в выпускное отверстие 212 и подачи кислоты 36 через выпускное отверстие 212. Согласно одному аспекту первая часть 216 продолговатого цилиндра 202 может находиться в оболочке из сплава 218, а вторая часть 220 не имеет оболочку из сплава 218. Согласно аспекту вторая часть 220 продолговатого цилиндра 202 содержит выпускное отверстие 212 и второй конец 208.The first end 206 may define an inlet 210, the inlet 210 may be perpendicular to the longitudinal axis AA of the elongated cylinder 202. The elongated cylinder 202 may include an outlet 212 positioned between the first end 206 and the second end 208, with the outlet 212 being parallel to the longitudinal axles AA pro 5 037628 elongated cylinder 202. Oblong cylinder 202 may have a duct 214 in fluid communication with inlet 210 and outlet 212. In an aspect, elongated cylinder 202 may be designed to receive acid 36 through inlet 210, moving the acid 36 through passage 214 to outlet 212 and supplying acid 36 through outlet 212. In one aspect, the first portion 216 of the elongated cylinder 202 may be clad with alloy 218 and the second portion 220 is not clad with alloy 218. In an aspect, the second portion 220 oblong cylinder 202 with holds the outlet 212 and the second end 208.

Согласно аспекту сплав 218 может содержать специальный сплав. Например, специальный сплав может содержать Hastelloy В или аналогичный специальный сплав.In an aspect, alloy 218 may comprise a special alloy. For example, the specialty alloy may contain Hastelloy B or a similar specialty alloy.

Согласно аспекту выпускное отверстие 212 и канал 214 могут быть образованы просверливанием с первого конца 206 в продолговатый цилиндр 202 параллельно продольной оси A-A. Выпускное отверстие 212 может быть образовано просверливанием в продолговатый цилиндр 202 в направлении, которое перпендикулярно продольной оси A-A. Вышеуказанное просверливание можно осуществлять при помощи подходящего сверла для просверливания через полимер 204 продолговатого цилиндра 202. Поток кислоты 36 во впускное отверстие 210 можно регулировать путем регулирования отверстия и запорного клапана 222.In an aspect, the outlet 212 and the bore 214 may be formed by drilling from the first end 206 into the elongated cylinder 202 parallel to the longitudinal axis A-A. The outlet 212 may be formed by drilling into the elongated cylinder 202 in a direction that is perpendicular to the longitudinal axis A-A. The above drilling can be performed using a suitable drill bit to drill an elongated cylinder 202 through resin 204. The flow of acid 36 into inlet 210 can be controlled by adjusting the hole and check valve 222.

Согласно аспекту продолговатый цилиндр 202 можно использовать в комбинации с патрубком 224, который подает технологический поток в заранее определенном направлении, которое перпендикулярно продольной оси A-A продолговатого цилиндра 202. Согласно аспекту вторая часть 220 продолговатого цилиндра 202 может помещаться в патрубке 224 так, что выпускное отверстие 212 сконструировано для подачи кислоты 36 через выпускное отверстие 212 в таком же направлении, что и заранее определенное направление воды, протекающей через патрубок 224.In an aspect, the elongated cylinder 202 can be used in combination with a manifold 224 that delivers process flow in a predetermined direction that is perpendicular to the longitudinal axis AA of the elongated cylinder 202. In an aspect, the second portion 220 of the elongated cylinder 202 can be positioned in the manifold 224 such that the outlet 212 designed to supply acid 36 through outlet 212 in the same direction as a predetermined direction of water flowing through nozzle 224.

Согласно аспекту сопло 200 может быть сконструировано так, что когда сопло 200 объединено с патрубком 224, выпускное отверстие 212 имеет верхнюю часть 226, которая совпадает с осью 228 патрубка 224. Согласно аспекту выпускное отверстие 212 может быть расположено вдоль другой части продолговатого цилиндра, например в таком месте, что, когда сопло 200 объединено с патрубком 224, выпускное отверстие 212 может иметь центр, который совпадает с осью 228 патрубка 224. Согласно аспекту выпускное отверстие 212 может иметь другое положение вдоль продолговатого цилиндра 202 так, что другая точка выпускного отверстия 212 совпадает с осью 228 патрубка 224, например центр выпускного отверстия 212 совпадает с осью 228 патрубка 224, или точка выпускного отверстия 212 между верхней частью 226 и центром выпускного отверстия 212. Согласно одному аспекту впускное сопло может выступать в патрубок перпендикулярно технологическому потоку. Согласно другому аспекту впускное сопло может выступать в патрубок под углом. Согласно данному аспекту впускное сопло образует угол от приблизительно 30 до приблизительно 150° с продольной осью продолговатого цилиндра, согласно другому аспекту от приблизительно 60 до приблизительно 120° и согласно другому аспекту от приблизительно 80 до приблизительно 100°.In an aspect, the nozzle 200 may be constructed such that when the nozzle 200 is integrated with the nozzle 224, the outlet 212 has an upper portion 226 that coincides with the axis 228 of the nozzle 224. In an aspect, the outlet 212 may be located along another portion of the elongated cylinder, such as such a location that when the nozzle 200 is integrated with the nozzle 224, the outlet 212 may have a center that coincides with the axis 228 of the nozzle 224. In an aspect, the outlet 212 may have a different position along the elongated cylinder 202 such that another point of the outlet 212 coincides with the axis 228 of the nozzle 224, for example the center of the outlet 212 coincides with the axis 228 of the nozzle 224, or the point of the outlet 212 between the top 226 and the center of the outlet 212. In one aspect, the inlet nozzle may protrude into the nozzle perpendicular to the process stream. In another aspect, the inlet nozzle may protrude into the nozzle at an angle. In this aspect, the inlet nozzle forms an angle of about 30 ° to about 150 ° with the longitudinal axis of the elongated cylinder, in another aspect from about 60 ° to about 120 °, and in another aspect from about 80 ° to about 100 °.

Согласно аспекту патрубок 224 может содержать сплав. Согласно аспекту сплав может представлять собой Mo-содержащий сплав, такой как углеродистая сталь, или специальный сплав, такой как Hastelloy В или аналогичный специальный сплав. Согласно аспекту патрубок 224 может содержать специальный сплав на участке 230 патрубка 224 и содержать сплав на заранее определенном расстоянии от места соединения на участках 232 и 234 патрубка 224.In an aspect, the nozzle 224 may comprise an alloy. In an aspect, the alloy may be a Mo-containing alloy such as carbon steel or a special alloy such as Hastelloy B or a similar special alloy. In an aspect, the nozzle 224 may comprise a special alloy at portion 230 of the nozzle 224, and include alloy at a predetermined distance from the joint at portions 232 and 234 of the nozzle 224.

Согласно аспекту участок 230 патрубка 224 может содержать футеровку или внутренний рукав 236, содержащий полимер, который может представлять материал, одинаковый с полимером 204 продолговатого цилиндра 202 или аналогичный ему.In an aspect, the portion 230 of the nozzle 224 may include a liner or inner sleeve 236 containing a polymer that may be the same or similar to the polymer 204 of the elongated cylinder 202.

Согласно аспекту сопло 200 сконструировано для подачи кислоты 36 в патрубок 224 в месте, где кислота 36 будет смешиваться с водой, текущей по патрубку 224, и где в выпускном отверстии 212 нет металла сопла 200. Поскольку металл сопла 200 не присутствует в выпускном отверстии 212, может быть меньше локальных зон, подверженных действию серной кислоты, которая является сильно коррозионноактивной, чем в системе подачи, где углеродистая сталь, нержавеющая сталь или специальный сплав присутствуют в отверстии сопла для кислоты.In an aspect, nozzle 200 is designed to supply acid 36 to nozzle 224 at a location where acid 36 will mix with water flowing through nozzle 224 and where no metal of nozzle 200 is present in outlet 212. Since no metal of nozzle 200 is present in outlet 212, there may be fewer localized areas exposed to sulfuric acid, which is highly corrosive, than in a feed system where carbon steel, stainless steel, or a special alloy is present in the acid nozzle orifice.

На фиг. 3 показан другой вариант, где сопло 200 заключено в оболочку из металла 218. Как показано на фиг. 3, металл 218 может полностью покрывать сопло 200 вплоть до выпускного отверстия 212. Согласно данному аспекту металл расположен на расстоянии приблизительно от 0 до приблизительно 50 диаметров выпускного отверстия от выпускного отверстия, согласно другому аспекту приблизительно от 0 до приблизительно 25, согласно другому аспекту приблизительно от 0 до приблизительно 10, согласно другому аспекту приблизительно от 0 до приблизительно 5, согласно другому аспекту приблизительно от 0 до приблизительно 1, согласно другому аспекту приблизительно от 0 до приблизительно 0,5, согласно другому аспекту приблизительно от 0 до приблизительно 0,25, согласно другому аспекту приблизительно от 0,25 до приблизительно 50, согласно другому аспекту приблизительно от 0,25 до приблизительно 25, согласно другому аспекту приблизительно от 0,25 до приблизительно 10, согласно другому аспекту приблизительно от 0,25 до приблизительно 5, согласно другому аспекту приблизительно от 0,25 до приFIG. 3 shows another embodiment where the nozzle 200 is enclosed in a metal shell 218. As shown in FIG. 3, the metal 218 may completely cover the nozzle 200 up to the outlet 212. In this aspect, the metal is located at a distance of about 0 to about 50 outlet diameters from the outlet, in another aspect from about 0 to about 25, in another aspect from about 0 to about 10, according to another aspect from about 0 to about 5, according to another aspect from about 0 to about 1, according to another aspect from about 0 to about 0.5, according to another aspect from about 0 to about 0.25, according to another aspect from about 0.25 to about 50, according to another aspect from about 0.25 to about 25, according to another aspect from about 0.25 to about 10, according to another aspect from about 0.25 to about 5, according to another aspect from about 0.25 to at

- 6 037628 близительно 1, согласно другому аспекту приблизительно от 0,25 до приблизительно 0,5, согласно другому аспекту приблизительно от 0,5 до приблизительно 50, согласно другому аспекту приблизительно от 0,5 до приблизительно 25, согласно другому аспекту приблизительно от 0,5 до приблизительно 10, согласно другому аспекту приблизительно от 0,5 до приблизительно 5, согласно другому аспекту приблизительно от 0,5 до приблизительно 1, согласно другому аспекту приблизительно от 1 до приблизительно 50, согласно другому аспекту приблизительно от 1 до приблизительно 25, согласно другому аспекту приблизительно от 1 до приблизительно 10, согласно другому аспекту приблизительно от 1 до приблизительно 5, согласно другому аспекту приблизительно от 10 до приблизительно 50, согласно другому аспекту приблизительно от 10 до приблизительно 25, согласно другому аспекту приблизительно от 10 до приблизительно 20, согласно другому аспекту приблизительно от 10 до приблизительно 15, согласно другому аспекту приблизительно от 15 до приблизительно 50, согласно другому аспекту приблизительно от 15 до приблизительно 25, согласно другому аспекту приблизительно от 15 до приблизительно 20, согласно другому аспекту приблизительно от 20 до приблизительно 50, согласно другому аспекту приблизительно от 20 до приблизительно 40 и согласно другому аспекту приблизительно от 20 до приблизительно 30 или более диаметров выпускного отверстия от выпускного отверстия.- 6,037628 about 1, according to another aspect from about 0.25 to about 0.5, according to another aspect from about 0.5 to about 50, according to another aspect from about 0.5 to about 25, according to another aspect from about 0 , 5 to about 10, according to another aspect from about 0.5 to about 5, according to another aspect from about 0.5 to about 1, according to another aspect from about 1 to about 50, according to another aspect from about 1 to about 25, according to another aspect from about 1 to about 10, according to another aspect from about 1 to about 5, according to another aspect from about 10 to about 50, according to another aspect from about 10 to about 25, according to another aspect from about 10 to about 20, according to another aspect from about 10 to about 15, according to another aspect ktu from about 15 to about 50, according to another aspect from about 15 to about 25, according to another aspect from about 15 to about 20, according to another aspect from about 20 to about 50, according to another aspect from about 20 to about 40, and according to another aspect aspect from about 20 to about 30 or more outlet diameters from the outlet.

На фиг. 4 показан альтернативный вариант осуществления, который может иметь такие же или аналогичные признаки, как вариант осуществления, показанный на фиг. 2 и описанный выше. Таким образом, хотя некоторые признаки, показанные на фиг. 2, не показаны на фиг. 4, специалисты в данной области техники поймут, что согласно настоящему раскрытию такие же или аналогичные признаки фиг. 2 можно включать в вариант осуществления, показанный на фиг. 4. Сопло 300 может иметь впускное отверстие 310 и выпускное отверстие 312. Сопло 300 может быть закреплено на месте относительно патрубка 324 при помощи фланца 350. Патрубок 324 может быть таким же или аналогичным патрубку 224, показанному и описанному относительно фиг. 2. Поскольку металл сопла 300 не присутствует в выпускном отверстии 312, может быть меньше локальных зон, подверженных действию серной кислоты, которая является сильно коррозионно-активной, чем в системе подачи, где углеродистая сталь, нержавеющая сталь или специальный сплав присутствуют в отверстии сопла для кислоты.FIG. 4 shows an alternative embodiment, which may have the same or similar features as the embodiment shown in FIG. 2 and described above. Thus, while some of the features shown in FIG. 2 are not shown in FIG. 4, those skilled in the art will understand that, according to the present disclosure, the same or similar features of FIG. 2 may be incorporated into the embodiment shown in FIG. 4. The nozzle 300 may have an inlet 310 and an outlet 312. The nozzle 300 may be secured in place relative to the nozzle 324 by a flange 350. The nozzle 324 can be the same or similar to the nozzle 224 shown and described with respect to FIG. 2. Since the metal of the nozzle 300 is not present in the outlet 312, there may be fewer localized zones exposed to sulfuric acid, which is highly corrosive, than in a supply system where carbon steel, stainless steel, or a special alloy is present in the nozzle orifice for acid.

На фиг. 5 показан альтернативный вариант осуществления, который может иметь такие же или аналогичные признаки, как вариант осуществления, показанный на фиг. 2 и описанный выше. Таким образом, хотя некоторые признаки, показанные на фиг. 2, не показаны на фиг. 5, специалисты в данной области техники поймут, что согласно настоящему раскрытию такие же или аналогичные признаки фиг. 2 можно включать в вариант осуществления, показанный на фиг. 5.FIG. 5 shows an alternative embodiment, which may have the same or similar features as the embodiment shown in FIG. 2 and described above. Thus, while some of the features shown in FIG. 2 are not shown in FIG. 5, those skilled in the art will understand that, according to the present disclosure, the same or similar features of FIG. 2 may be incorporated into the embodiment shown in FIG. five.

Впускной патрубок 400 может содержать конфигурацию с двумя впускными отверстиями, имея первый впускной патрубок 460 и второй впускной патрубок 462. Каждый впускной патрубок может иметь впускное отверстие 410 и выпускное отверстие 412. Выпускное отверстие 412 может быть аналогичным выпускному отверстию 212, показанному и описанному относительно фиг. 2. Однако выпускное отверстие 412 находится параллельно продольной оси A-A продолговатого цилиндра 402 каждого впускного патрубка. Согласно аспекту продолговатый цилиндр 402 содержит полимер в выпускном отверстии 412, и металл не присутствует в выпускном отверстии 412. Согласно аспекту центр 426 каждого выпускного отверстия 412 находится на равном расстоянии от центра трубопровода 428 патрубка 424. Согласно аспекту вода может протекать в патрубок 424 из патрубка 464 и вытекать из патрубка 424 через патрубок 466.Inlet 400 may comprise a dual inlet configuration having a first inlet 460 and a second inlet 462. Each inlet may have an inlet 410 and an outlet 412. Outlet 412 may be similar to outlet 212 shown and described with respect to FIG. ... 2. However, the outlet 412 is parallel to the longitudinal axis A-A of the elongated cylinder 402 of each inlet. In an aspect, elongated cylinder 402 contains polymer at outlet 412 and no metal is present in outlet 412. In an aspect, the center 426 of each outlet 412 is equidistant from the center of conduit 428 of conduit 424. In an aspect, water can flow into conduit 424 from conduit 464 and flow out of connection 424 through connection 466.

Фиг. 6 показывает более подробный вид впускного патрубка 460, показанного на фиг. 5. Впускной патрубок 462 может иметь такую же конфигурацию, что и впускной патрубок 460. Как показано на фиг. 6, продолговатый цилиндр 402 имеет большую длину, чем длина оболочки 418 из сплава. Таким образом, первая часть 416 продолговатого цилиндра 402 может находиться в оболочке 418 из сплава, а вторая часть 420 продолговатого цилиндра 402 может не быть в оболочке 418 из сплава.FIG. 6 shows a more detailed view of the inlet 460 shown in FIG. 5. Inlet 462 may have the same configuration as inlet 460. As shown in FIG. 6, the elongated cylinder 402 is longer than the length of the alloy shell 418. Thus, the first portion 416 of the elongated cylinder 402 may be in an alloy shell 418, and the second portion 420 of the elongated cylinder 402 may not be in the alloy shell 418.

Поскольку металл впускного патрубка 460 сопла 400 не присутствует в отверстии 412, может быть меньше локальных зон, подверженных действию серной кислоты, которая является сильно коррозионноактивной, чем в системе подачи, где углеродистая сталь, нержавеющая сталь или специальный сплав присутствуют в отверстии сопла для кислоты. Согласно аспекту второй конец полимерного рукава выступает за наружный металлический рукав на расстояние приблизительно от 0 до приблизительно 50 или более диаметров выпускного отверстия. Согласно другому аспекту выпускное отверстие находится в пределах приблизительно 60° к параллели относительно продольной оси патрубка, согласно другому аспекту приблизительно 30° к параллели и согласно другому аспекту приблизительно 15° к параллели относительно продольной оси патрубка.Since no metal inlet 460 of nozzle 400 is present in orifice 412, there may be fewer localized zones exposed to sulfuric acid, which is highly corrosive, than in a delivery system where carbon steel, stainless steel, or a special alloy is present in the orifice of the acid nozzle. In an aspect, the second end of the resin sleeve projects beyond the outer metal sleeve a distance of about 0 to about 50 or more outlet diameters. In another aspect, the outlet is approximately 60 ° parallel to the longitudinal axis of the nozzle, in another aspect, approximately 30 ° to parallel, and in another aspect, approximately 15 ° to parallel with the longitudinal axis of the nozzle.

На фиг. 7 показана блок-схема способа 600 согласно аспектам настоящего раскрытия. Способ 600 можно проводить или осуществлять на практике при помощи устройства, ранее описанного относительно фиг. 1, 2, 3, 4 и/или 5. Согласно аспекту стадия 601 может включать помещение отверстия впускного сопла в патрубок. Согласно аспекту стадия 602 может включать подачу воды по патрубку в заранее определенном направлении. Согласно аспекту стадия 603 может включать подачу кислоты через впускное сопло, причем подача включает перемещение кислоты через выпускное отверстие впускного сопла в таком же заранее определенном направлении, что и вода, причем выпускное отверстие содержит фторпо- 7 037628 лимер и не содержит сплав.FIG. 7 illustrates a flow diagram of a method 600 in accordance with aspects of the present disclosure. Method 600 may be carried out or practiced with the apparatus previously described with respect to FIG. 1, 2, 3, 4, and / or 5. In an aspect, step 601 may include placing an opening of the inlet nozzle into the nozzle. In an aspect, step 602 can include supplying water through the conduit in a predetermined direction. In an aspect, step 603 may include feeding the acid through an inlet nozzle, the feeding comprising moving the acid through an outlet of the inlet nozzle in the same predetermined direction as water, the outlet comprising fluorine 7 037628 polymer and no alloy.

Способ 600 может также включать дополнительные стадии, как описано ранее (но не показано на фиг. 6).Method 600 may also include additional steps as previously described (but not shown in FIG. 6).

Хотя в вышеуказанном описании настоящее раскрытие было описано в отношении его некоторых предпочтительных вариантов осуществления и многие подробности были указаны с целью иллюстрации, специалистам в данной области техники будет очевидно, что раскрытие допускает дополнительные варианты осуществления и что некоторые подробности, описанные в настоящем документе, могут значительно изменяться без отклонения от основных принципов настоящего раскрытия. Следует понимать, что признаки настоящего раскрытия допускают модификацию, изменение, видоизменения или замену без отклонения от сущности и объема настоящего раскрытия или от объема формулы изобретения. Например, габариты, число, размер и форму различных компонентов можно изменять для соответствия конкретным применениям. Следовательно, конкретные варианты осуществления, показанные и описанные в настоящем документе, представлены только с целями иллюстрации.While in the foregoing description, the present disclosure has been described in relation to some of its preferred embodiments and many details have been set forth for purposes of illustration, it will be apparent to those skilled in the art that the disclosure allows additional embodiments and that some of the details described herein may significantly change without deviating from the basic principles of this disclosure. It should be understood that the features of the present disclosure are subject to modification, alteration, alteration, or substitution without departing from the spirit and scope of the present disclosure or from the scope of the claims. For example, the dimensions, number, size and shape of the various components can be altered to suit specific applications. Therefore, the specific embodiments shown and described herein are presented for purposes of illustration only.

Claims

CLAIM

1. An inlet nozzle for moving acid into a pipe containing an aqueous process stream, said nozzle comprises an elongated polymer cylinder and an outer metal sleeve, the elongated polymer cylinder having a first end defining an inlet, a second end defining an outlet, and a channel within the elongated polymer a cylinder, the channel being effective to provide fluid communication between the inlet and outlet;

where the outer metal sleeve encapsulates at least part of the elongated polymer cylinder, where the outlet is located perpendicular to the longitudinal axis of the elongated cylinder, and when the inlet nozzle is installed in the pipe, the outlet allows the acid to move in the same direction as the flow direction in the pipe ...

2. The inlet nozzle of claim 1, wherein the metal of the metal sleeve is spaced from about 0 to about 50 times the outlet diameter from the outlet.

3. The inlet nozzle of claim 1, wherein the metal of the metal sleeve is located at a distance of about 0.25 to about 50 times the outlet diameter from the outlet.

4. The inlet nozzle of claim 1, wherein the metal of the metal sleeve is located at a distance of about 0.25 to about 25 outlet diameters from the outlet.

5. The inlet nozzle of claim 1, wherein the metal of the metal sleeve is located at a distance of about 0.25 to about 1 diameter of the outlet from the outlet.

6. The inlet nozzle of claim 1, wherein the outlet forms an angle of about 30 ° to about 150 ° with the longitudinal axis of the elongated cylinder.

7. The inlet nozzle of claim 1, wherein the polymer is selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene, perfluoroelastomers, polyvinyl chloride, polyvinylidene difluoride, and mixtures thereof.

8. The inlet nozzle of claim 7, wherein the polymer comprises polytetrafluoroethylene.

9. The inlet nozzle of claim 1, wherein the metal of the metal sleeve is a Mo-containing alloy.

10. The inlet nozzle of claim 9, wherein the Mo-containing alloy contains about 2 wt% or more Mo.

11. A method of supplying acid to a process stream, comprising supplying acid to a process stream through an inlet nozzle according to claims 1-10.

12. A system for injecting acid into a process stream, comprising a process stream branch pipe and an inlet nozzle according to claims 1-10 protruding into the process stream branch pipe.

13. A device for contacting the effluent of the ammoxidation reactor with an acid-containing aqueous stream, comprising a reactor vessel designed to receive the aqueous stream;

an acid inlet nozzle according to claims 1-10, configured to supply acid to the aqueous stream.