MXPA04000362A - Reciclaje de cabezas de destilacion enfriadas en un procedimiento para purificar acrilonitrilo. - Google Patents

Abstract

Una corriente de cabeza de destilacion del sistema de enfriamiento en un procedimiento para purificar acrilonitrilo es condensada y reciclada directamente al sistema de enfriamiento como parte del liquido de enfriamiento; la corriente puede ser condensada en una columna o en un condensador parcial.

Description

RECICLAJE DE CABEZAS DE DESTILACION ENFRIADAS EN UN PROCEDIMIENTO PARA PURIFICAR ACRILONITRILO ANTECEDENTES DE LA INVENCION Esta invención se refiere a la recuperación y purificación de acriionitrilo hecha por la amoxidación catalítica de propileno. Muy particularmente, la invención se refiere a una mejora en el enfriador usado para procesar efluente del reactor. En procedimientos comerciales para la preparación de acriionitrilo a partir de propileno, amoniaco y oxígeno (aire), el efluente del reactor contiene, además del producto de acriionitrilo deseado, cantidades considerables de subproducto cianuro de hidrógeno, acetonitrilo y otras impurezas tales como succinonitrilo y otros nitrilos. La composición exacta del efluente y los subproductos e impurezas que contiene puede variar considerablemente dependiendo de las condiciones de reacción de amoxidación y del catalizador. Los procedimientos para tratar efluentes del reactor del tipo descrito para separar y remover producto de acriionitrilo y subproductos deseados tales como cianuro de hidrógeno y acetonitrilo son conocidos. Por ejemplo, véase patentes de E.U.A. Nos. 3,399, 120; 3,433,822; 3,936,360; 4,059,492; 4,166,008; 4,404,064; y 5,895,822, cuyas descripciones se incorporan aquí por referencia. Típicamente, estos procedimientos incluyen introducir el efluente del reactor en una cámara de enfriamiento en donde se pone en contacto con agua (que generalmente contiene ácido sulfúrico para neutralizar el exceso de amoniaco de la reacción) para enfriar el efluente y remover cualesquiera contaminantes tales como polímeros producidos en el reactor. Los gases efluentes enfriados del flujo de enfriamiento a una columna de absorción en donde se ponen en contacto con agua. La corriente de líquido desde el fondo de la columna de absorción contiene la mayor parte de los nitrilos producidos en la reacción e impurezas y la envía a una columna de destilación extractiva. La porción mayor del acrilonitrilo de la columna de destilación extractiva se obtiene en la cabeza de destilación (destilado) de la columna mientras el agua y las impurezas constituyen la corriente del fondo de la columna. De conformidad con las prácticas de la técnica, la corriente de fondo es frecuentemente alimentada a una destilación secundaria o columna de separación para separar el acrilonitrilo y el agua en una corriente de cabeza de destilación mientras que los fondos de columna secundarios que contienen agua y varias impurezas son reciclados a la columna de enfriamiento. Se creía aparentemente que las impurezas en la corriente de reciclaje eran aceptables en el sistema de enfriamiento (véase, por ejemplo, patente de E.U.A. No. 3,960,360). La gran cantidad de líquido de enfriamiento requerido por la columna de enfriamiento y consideraciones de manejo de desechos hacen del uso apropiado del agua de reciclaje una consideración de procedimiento importante. Por consiguiente, los expertos en la técnica buscan mejoras en las prácticas de reciclaje.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION La presente invención provee un procedimiento mejorado para la producción de acrilonitrilo. En particular, la presente invención provee un procedimiento mejorado para procesar el efluente desde el reactor. En una modalidad preferida, la corriente de la cabeza de destilación que proviene del enfriador es condensada y una porción del condensado es reciclada de nuevo al enfriador y el resto del condensado es procesado en una columna de destilación. La corriente de la cabeza de destilación se puede condensar mediante varios procedimientos incluyendo una columna con un bucle alrededor de la bomba y un condensador parcial. La temperatura del procedimiento de condensación se determina por la economía relativa de las corrientes disponibles para enfriamiento.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS El dibujo es una representación esquemática de la presente invención en forma de un diagrama de flujo de procedimiento simplificado. Para fines de simplicidad, no se muestran varias corrientes de reciclaje y medios de suministro/recuperación de calor que generalmente se usarán junto con el procedimiento.

DESCRIPCION DE LAS MODALIDADES ILUSTRATIVAS La presente invención se puede usar ventajosamente para procesar efluentes del producto del reactor que provienen de reactores en los cuales se produce acrilonitrilo por la amoxidación catalítica de propileno. La producción comercial de acrilonitrilo por dichas reacciones es bien conocida. El efluente de producto de dichas reacciones normalmente contiene, además de acrilonitrilo, el subproducto cianuro de hidrógeno, acetonitrilo, acroleína, compuestos de adición de cianuro de hidrógeno y compuestos orgánicos de punto de ebullición alto y resinosos. Los efluentes del producto de reactor generalmente están a una temperatura de aproximadamente 465.5°C a medida que dejan el reactor. Con frecuencia son enfriados en un sistema de enfriamiento caliente en donde una corriente acuosa se usa para proveer enfriamiento adiabático. La fuente del material usado para el enfriamiento y la composición de la corriente tienen un impacto significativo sobre el costo capital de la instalación, las corrientes de desecho producidas por la planta, los costos de operación de la planta y la tendencia del enfriamiento a formar alquitranes que pueden impactar significativamente la capacidad de operación de enfriamiento. El líquido de enfriamiento se puede proveer alimentando sólo agua "limpia" al sistema. Por ejemplo, se puede utilizar agua fresca tratada o condensada. Alternativamente, se puede usar agua limpia para diluir corrientes de reciclaje ricas en hervidores desde un separador corriente abajo.

Sin embargo, dicha agua agregada así como agua producida en el procedimiento global generalmente se debe purgar y son probables los problemas de desecho de desperdicios intolerables o costosos cuando el agua del procedimiento total es incrementada de manera extraordinaria. Consecuentemente, la derivación de líquido de enfriamiento de las corrientes de reciclaje del procedimiento al grado posible es normalmente deseada. La presente invención es una mejora sobre los sistemas existentes y comprende suministrar agua al enfriamiento que se deriva condensando líquido a partir de los vapores de la cabeza de destilación enfriada y reciclándolos al enfriamiento. Esta agua acumulada se puede condensar en varios procedimientos incluyendo una columna, tal como un absorbedor con un bucle alrededor de la bomba, o en un condensador parcial. En una modalidad preferida, el agua se condensa en una columna de absorción con un bucle alrededor de la bomba con la temperatura del líquido de fondo a aproximadamente 62.2°C y el vapor que sale de la sección alrededor de la bomba a aproximadamente 37.7°C. Una porción del material condensado es reciclado como agua acumulada de enfriamiento. La cantidad de reciclaje se determina por el equilibrio del material requerido en el enfriador. En una modalidad preferida, aproximadamente una tercera parte del fluido condensado es reciclado. La cantidad puede variar dependiendo de las condiciones del enfriador, incluyendo la temperatura a la cual se generó el condensado. La cantidad de condensado que es reciclado puede variar de alrededor de 15% a 100%. Esta agua se puede combinar con otras corrientes de reciclaje o con agua fresca si es necesario para suministrar el sistema de enfriamiento. La invención se puede entender mejor haciendo referencia a los dibujos anexos, que ilustran un diagrama de flujo simplificado de una modalidad preferida de la presente invención. En la presente invención, como en la práctica convencional, el efluente del reactor de amoxidación (que puede ser pre-enfriado si se desea) se hace pasar a través de un conducto 1 hacia una columna de enfriamiento 2 en donde se pone en contacto con el líquido de enfriamiento introducido a través de la línea 14. (Aunque este dibujo muestra una columna de enfriamiento, el sistema de enfriamiento, alternativamente, puede ser cualquier medio de contacto de gas-líquido tal como, por ejemplo, torres de Venturi, torres de aspersión o similares. Este líquido de enfriamiento es principalmente agua y se muestra al ser obtenida como una corriente de reciclaje como se describe más adelante. Sin embargo, el líquido de enfriamiento se puede obtener en forma completa o parcial a partir de otras fuentes, no mostradas, si se desea. Como se explicó anteriormente, el líquido de enfriamiento de reciclaje de las fuentes del procedimiento se pueden complementar o pueden ser remplazadas por agua "limpia". Además, se puede añadir suficiente ácido sulfúrico para neutralizar cualquier exceso de amoniaco en el efluente del reactor. Para reducir al mínimo la formación de hervidores en el sistema de enfriamiento mismo, el sistema es preferiblemente operado tan bajo como una temperatura y pH como pueda ser práctico, en proporción con otras consideraciones del procedimiento. Una corriente de fondo que contiene agua y generalmente altas concentraciones de impurezas orgánicas y sulfatos sale de la columna de enfriamiento a través del conducto 3 para ser desechada o para tratamiento adicional mientras el gas efluente del reactor enfriado sale a través del conducto 4 y es alimentado a una columna de absorción 5. Este gas se pone en contacto con agua introducida a través del conducto 7. Los gases no condensables salen de la cabeza de destilación a través del conducto 6 mientras la mayor parte del producto acrilonitrilo, acetonitrilo y otros compuestos orgánicos salen por una corriente lateral acuosa en el conducto 13. Una corriente de fondo acuosa que contiene algo de acrilonitrilo, acetonitrilo e impurezas sale a través del conducto 8 y es alimentada a una columna de destilación extractiva 9. Una porción de la corriente de fondo acuosa es reciclada a través del conducto 14 nuevamente al enfriamiento 2. En una modalidad preferida, la temperatura de fondo del absorbedor 5 se mantiene a una temperatura de aproximadamente 62.2°C y el vapor que sale de la sección alrededor de la bomba se mantiene a aproximadamente 37.7°C. Cabe notar que los diseños de las columnas de destilación extractiva son variados y frecuentemente emplean dispositivos de recuperación de calor y usan corrientes de reciclaje de punto a punto en la columna o de otras unidades de procedimiento para optimizar la eficiencia y/o economía de la separación. El diseño exacto de esta columna y el enfriador previamente referenciado y las columnas de absorción no son cruciales para esta invención y se puede utilizar cualquier diseño comercialmente viable. En general, en columnas de destilación extractiva, el agua es introducida a través del conducto 1 1 (generalmente ubicado por arriba del punto de alimentación de la corriente de fondo del absorbedor) para efectuar destilación extractiva en la columna que normalmente contiene 50-100 o más charolas. Para obtener composiciones óptimas para la columna de absorción anterior, el punto de extracción del conducto 1 1 es preferiblemente de dos a diez charolas por abajo del punto de extracción del conducto 7. No es esencial que el punto de extracción del conducto 1 esté por abajo del conducto 7. El acrilonitrilo y cianuro de hidrógeno son removidos de la cabeza de destilación a través del conducto 10. Preferiblemente, el acetonitrilo es removido de la columna de destilación extractiva a través del conducto 17. Esto no es esencial sino que, de otra manera, la corriente de la cabeza de destilación que sale del separador a través del conducto 6 contendrá cantidades significativas de acetonitrilo. Los expertos en la técnica apreciarán que todas las columnas se proveerán con el calor necesario para efectuar su función destinada y que, para propósitos de economía, gran parte de ese calor se obtendrá a partir de corrientes de reciclaje usadas para suministrar líquido de procesamiento a las columnas o para proveer concentración/separación mejorada de varios componentes. Esas técnicas de reciclaje y recuperación de calor son práctica convencional y, para fines de simplicidad, no se muestran en los dibujos ni se describen aquí con detalle.

Claims (2)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1- Un procedimiento para purificar acrilonitrilo en el cual un efluente del reactor de amoxidación que contiene acrilonitrilo e impurezas se pone en contacto en un sistema de enfriamiento con un líquido de enfriamiento acuoso; el procedimiento comprende condensar líquido a partir de una corriente de cabeza de destilación del sistema de enfriamiento y reciclar el líquido condensado al sistema de enfriamiento antes de procesar el líquido en una columna de destilación.

2 - El procedimiento para la purificación de acrilonitrilo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque la corriente de cabeza de destilación es condensada en una columna con un bucle alrededor de la bomba. 3. - El procedimiento para la purificación de acrilonitrilo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la corriente de cabeza de destilación es condensada en un condensador parcial. 4. - El procedimiento para la purificación de acrilonitrilo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el paso de condensación se realiza a una temperatura de aproximadamente 37.7-76.6°C. 5. - El procedimiento para la purificación de acrilonitrilo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque 15-100% del líquido condensado es reciclado. 6.- El procedimiento para la purificación de acrilonitrilo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque 25-50% del fluido condensado es reciclado. 7.- El procedimiento para la purificación de acrilonitrilo de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque aproximadamente una tercera parte del fluido condensado es reciclado. 8.- Un procedimiento para purificar acrilonitrilo en el cual un efluente del reactor de amoxidación que contiene acrilonitrilo e impurezas se pone en contacto en un sistema de enfriamiento con un líquido de enfriamiento acuoso; el procedimiento comprende condensar líquido a partir de una corriente de cabeza de destilación del sistema de enfriamiento en una columna de absorción y reciclar una porción del líquido condensado directamente al sistema de enfriamiento. 9.- El procedimiento para la purificación de acrilonitrilo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque el paso de condensación se realiza a una temperatura de aproximadamente 37.7-76.6°C. 10. - El procedimiento para la purificación de acrilonitrilo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque 15-100% del líquido condensado es reciclado. 11. - El procedimiento para la purificación de acrilonitrilo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque aproximadamente una tercera parte del fluido condensado es reciclado. 12. - Un procedimiento para purificar acrilonitrilo en el cual un efluente del reactor de amoxidación que contiene acrilonitrilo e impurezas se pone en contacto en un sistema de enfriamiento con un líquido de enfriamiento acuoso; el procedimiento comprende condensar líquido a partir de una corriente de cabeza de destilación del sistema de enfriamiento en un condensador parcial y reciclar una porción del líquido condensado directamente al sistema de enfriamiento. 13. - El procedimiento para la purificación de acrilonitrilo de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque 15-100% del líquido condensado es reciclado. RESU EN DE LA INVENCION Una corriente de cabeza de destilación del sistema de enfriamiento en un procedimiento para purificar acrilonitrilo es condensada y redolada directamente al sistema de enfriamiento como parte del líquido de enfriamiento; la corriente puede ser condensada en una columna o en un condensador parcial. 9B P04/23