PL99490B1 - Sposob odzyskiwania arkrylonitrylu lub metakrylonitrylu - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób odzyskiwania akrylonitrylu lub metakrylonitrylu z gazu odprowadza¬ nego z reaktora, w którym propylen albo izobutylen poddaje sie reakcji amonoutleniania.

Znany sposób odzyskiwania akrylonitrylu z gazowych produktów amonoutleniania propylenu (opis paten¬ towy St.Zj.Am. nr 3462477) polega na tym, ze gazowe produkty plucze sie woda w celu usuniecia nadmiaru nie przereagowanego amoniaku i równoczesnie chlodzi dp temperatury 40- 100°C, a nastepnie rozpuszcza w wo¬ dzie i otrzymany roztwór poddaje destylacji. Wada tego sposobu jest koniecznosc operowania bardzo duzymi objetosciami wody i wodnych roztworów oraz to, ze otrzymuje sie bardzo rozcienczony roztwór akrylonitrylu, co oczywiscie powoduje wysokie koszty inwestycyjne i eksploatacyjne.

Sposób wedlug wynalazku nie ma tych wad, a cecha jego jest to, ze gazowy produkt reakcji amonoutlenia¬ nia propylenu lub izobutylenu, poddany najpierw bezprzeponowo zetknieciu z woda i ochlodzony przy tym do temperatury 40-100°C, chlodzi sie nastepnie przeponowo do temperatury 0° - 30°C, pod cisnieniem wynosza¬ cym do 3atn, powodujac co najmniej czesciowe wykroplenie akrylonitrylu lub metakrylonitrylu. Zgodnie z wynalazkiem w przeponowym skraplaczu skrapla sie i nastepnie oddziela korzystnie 10-90%, zwlaszcza -75%, a najkorzystniej ponad 50% akrylonitrylu lub metakrylonitrylu, totez do dalszego wyplukiwania kieru¬ je sie gazy zawierajace juz tylko czesc produktu.

Ilosc akrylonitrylu lub metakrylonitrylu wkraplanego w procesie prowadzonym sposobem wedlug wynalaz¬ ku zalezy w znacznej mierze od warunków cisnienia i temperatury w skraplaczu przeponowym. Inne parametry, takie jak obecnosc czynników azeotropowych i obciazenia strumienia gazu nitrylami, sa w normalnych warun¬ kach pracy wzglednie stale. Proces skraplania zalezy glównie od temperatury, mianowicie, wraz z,obnizeniem temperatury wzrasta ilosc wykroplonego akrylonitrylu lub metakrylonitrylu. Znaczne obnizenie temperatury wymaga intensywnego chlodzenia przeponowego i wybór temperatury operacji jest glównie kompromisem mie¬ dzy iloscia wykroplonego nitrylu a kosztami przeponowego chlodzenia.

Temperatura gazu uchodzacego ze schladzacza przeponowego wynosi zwykle 0—30°C, a korzystnie -25°C. Istniejaca wspólzaleznosc temperatury i cisnienia nalezy oczywiscie brac pod uwage przy wyborze2 99490 temperatury procesu. Cisnienie jest waznym parametrem okreslajacym ilosc wykropionego akrylonitrylu lub metakrylonitrylu, przy czym ze wzrostem cisnienia wzrasta ilosc wykropionego nitrylu. Poniewaz jednak ze wzrostem cisnienia rosna wymagania stawiane instalacji i koszty inwestycyjne, przeto zwykle stosuje sie cisnienie ponizej 3 atmosfer nadcisnienia. Przy korzystnych warunkach temperaturowych stosuje sie cisnienie od atmosfe¬ rycznego do 1 atn.

Urzadzenia do prowadzenia procesu sposobem wedlug wynalazku sa znane. Gazy uchodzace z reaktora chlodzi sie w znany sposób bezprzeponowo do temperatury 40-100°C, a stosowane nastepnie urzadzenia do chlodzenia przeponowego jak i skrubery do oddzielania skladników rozpuszczalnych sa urzadzeniami znanymi.

Korzystnie jako ciecz do chlodzenia bezprzeponowego jak i ciecz w skruberze stosuje sie wode, ale mozna tez stosowac roztwory wodne zawierajace co najmniej okolo 80% wagowych wody. Jako czynnik w ukladzie chlo¬ dzenia przeponowego stosuje sie zwykle solanke albo roztwór glikolu etylenowego.

Przedmiot wynalazku wyjasniono w odniesieniu do rysunku, przedstawiajacego przekrój pionowy urzadze¬ nia, do prowadzenia procesu wedlug wynalazku. Proces ten opisano w odniesieniu do akrylonitrylu, ale przy odzyskiwaniu metakrylonitrylu proces prowadzi sie analogicznie.

Gazy z reaktora, w którym prowadzona jest reakcja amonoutleniania propylenu, wprowadza sie przewo¬ dem 10 do bezprzeponowego schladzacza 12, w którym woda doprowadzana przewodem 14 styka sie z gazami, obnizajac ich temperature do 40-100°C. Polimery, siarczan amonu i inne skraplajace sie lub rozpuszczalne substancje odprowadza sie przewodem 16 do ukladu przerabiania odpadów lub zawraca do obiegu. Temperature i cisnienie utrzymuje sie na takim poziomie, by ograniczyc do minimum lub calkowicie wyeliminowac skraplania sie akrylonitrylu.

Zawierajace akrylonitryl gazy odlotowe ze schladzacza bezprzeponowego 12 wprowadza sie przewodem 18 do schladzacza przeponowego 20.* W urzadzeniu tym gazy zawierajace akrylonitryl prowadzi sie przez komory, np. rury, chlodzone od zewnatrz czynnikiem chlodzacym, powodujac wykraplanie sie co najmniej czesci akrylo¬ nitrylu zawartego w gazach. Skroplona ciecz, skladajaca sie glównie z akrylonitrylu, kieruje sie przewodem 22 do dalszych operacji odzyskiwania i oczyszczania, nie uwidocznionych na rysunku. Strumien gazów z przepono¬ wego schladzacza 20 prowadzi sie przewodem 24 do skrubera 26, w którym pozostaly w gazie akrylonitryl jest wyplukiwany woda wprowadzana do skrubera przewodem 28. Wode zawierajaca akrylonitryl odprowadza sie przewodem 30 do nie uwidocznionych na rysunku dalszych urzadzen, w których przeprowadza sie odzyskiwanie i oczyszczanie produktu. Gazy nie rozpuszczone w wodzie odprowadza sie przewodem 32.

Glówna cecha sposobu wedlug wynalazku jest stosowanie przeponowego schladzania, w wyniku którego nastepuje co najmniej czesciowe wykroplenie akrylonitrylu lub metakrylonitrylu z gazów odprowadzanych z reaktora. Wykroplenie akrylonitrylu lub metakrylonitrylu zmniejsza obciazenie kolumn absorbera, wskutek czego uzyskuje sie obnizenie kosztów inwestycyjnych i kosztów eksploatacji tego urzadzenia. Ponadto, w istotny sposób zmniejsza sie objetosc cieczy powstajacej w tym procesie, co powoduje dalsze obnizenie kosztów inwesty¬ cyjnych i eksploatacyjnych. Wynalazek nadaje sie do stosowania szczególnie w fabrykach o rocznej produkcji ponad tysiac ton.

Przyklad. Gazy odprowadzane z reaktora do wytwarzania akrylonitrylu przez amonoutlenianie propy¬ lenu chlodzi sie bezprzeponowo woda do temperatury 38°C i nastepnie oczyszczona mieszanine gazów wprowa¬ dza sie pod cisnieniem 0,52 atn. do przeponowego schladzacza o powierzchni wymiany ciepla 500 m2, chlodzo¬ nego za pomoca 10% roztworu wodnego glikolu etylenowego. Czynnik chlodzacy wplywajacy do przeponowego schladzacza ma temperature 4,4°C, a czynnik wyplywajacy 11,7°C. Mieszanine gazów chlodzi sie do temperatu¬ ry 13°C. Sklad i ilosc mieszaniny wprowadzanej do przeponowego schladzacza i odprowadzanej z niego podano w tablicy.

Tablica Dane dotyczace przeponowego chlodzenia Wartinki procesu i sklad mieszaniny Temperatura ¦ cisnienie (atn) Akrylonitryl kg/godzine Acetonitryl kg/godzine Cyjanowodór kg/godzine Woda kg/godzine Gazy nie skraplajace sie kg/godzine Razem Schladzacz przeponowy Wlot 38°C 0,52 8444 281 862 1661 56396 67644 Odplyw 13°C 0,49 5039 154 740 354 56396 62683 Skropliny 3405 127 122 1307 4961r99490 3 Roztwór glikolu stanowiacy czynnik chlodzacy wprowadza sie w ilosci 250154 kg/godzine. Jak podano w tablicy, 40,3% akrylonitrylu ulega skropleniu w bezprzeponowym schladzaczu i oddziela sie bez kierowania do skrubera. W opisywanej próbie stosuje sie skruber o srednicy wewnetrznej 3,20 m i wysokosci 31,8 m, zasilany woda w ilosci 103 058 kg/godzine. Gdyby zas mieszanine otrzymana po wstepnym oczyszczeniu bezprzepono¬ wym kierowac bezposrednio do skrubera, to jest w znany sposób, wówczas w tych samych warunkach nalezalo¬ by stosowac skruber o srednicy wewnetrznej 3,35 m i wysokosci 36,4 m, doprowadzajac don wode w ilosci 166 888 kg/godzine. Zapotrzebowanie wody lub wodnego roztworu do skrubera jest wiec w procesie prowadzo¬ nym zgodnie z wynalazkiem mniejsze oprawie 64 m3/godzine. Roztwór wodny lub wode do skrubera trzeba chlodzic, totez i w znanych procesach stosuje sie uklad chlodniczy. Zapotrzebowanie zimna do chlodzenia tego roztworu w procesie prowadzonym sposobem wedlug wynalazku jest w przyblizeniu mniejsze o,tyle, ile trzeba do ochlodzenia czynnika chlodzacego schladzacz przeponowy, totez zastosowanie zgodnie z wynalazkiem prze¬ ponowego chlodzenia nie powoduje zwiekszania wydajnosci urzadzen chlodniczych stosowanych w znanych procesach tego typu.

Claims (4)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób odzyskiwania akrylonitrylu lub metakrylonitrylu z gazu bedacego produktem reakcji amonoutle- niania propylenu albo izobutylenu, przez poddawanie gazu odprowadzanego z reaktora bezprzeponowemu pluka¬ niu woda, polaczonemu z chlodzeniem tego gazu do temperatury 40-100°C, przy czym otrzymuje sie gazowy strumien zawierajacy akrylonitryl lub metakrylonitryl, znamienny t y m, ze otrzymany gazowy strumien chlodzi sie nastepnie przeponowo do temperatury 0° - 30°C pod cisnieniem wynoszacym do 3 atn, powodujac co najmniej czesciowe wykropienie akrylonitrylu lub metakrylonitrylu.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze z gazowego strumienia wykrapla sie 10-90%, korzystnie 25-75%, a zwlaszcza wiecej niz 50% akrylonitrylu albo metakrylonitrylu zawartego w gazowym strumieniu poddawanym przeponowemu chlodzeniu.

3. Sposób wedlug zastrz. .1, znamienny t y m, ze gazowy strumien, otrzymany w procesie przepono¬ wego chlodzenia, wprowadza sie do skrubera, w którym strumien ten poddaje sie zetknieciu z ciecza, powodujac wymywanie akrylonitrylu.

4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze jako ciecz w skruberze stosuje sie wode. ffAZ ZAWfgAJACy AKRYLONITRYL OfLOCZACY '/* - ,tóAZ ZAWIERAJACY I CIEKLY AKRfLONlTRYL I! lr 3. 28 1 ' i ' i l 1 i ' . . 1 ¦;i y / .26 1 H <\nODHY ROZTWÓR. MR>LCMTRYL SKRUBBER