RU2237016C2 - Method of recovering unreacted ammonia from stream flowing out of reactor - Google Patents

Method of recovering unreacted ammonia from stream flowing out of reactor Download PDF

Info

Publication number
RU2237016C2
RU2237016C2 RU97110084/04A RU97110084A RU2237016C2 RU 2237016 C2 RU2237016 C2 RU 2237016C2 RU 97110084/04 A RU97110084/04 A RU 97110084/04A RU 97110084 A RU97110084 A RU 97110084A RU 2237016 C2 RU2237016 C2 RU 2237016C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
ammonium
ammonia
phosphate
reactor
Prior art date
Application number
RU97110084/04A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97110084A (en
Inventor
Джеймс Фрэнк мл. БРЭЗДИЛ (US)
Джеймс Фрэнк мл. БРЭЗДИЛ
Кеннет Пол КЕКЛЕР (US)
Кеннет Пол Кеклер
Ричард Пол ХАУСЕР (US)
Ричард Пол ХАУСЕР
Original Assignee
Дзе Стандарт Ойл Компани
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дзе Стандарт Ойл Компани filed Critical Дзе Стандарт Ойл Компани
Priority to RU97110084/04A priority Critical patent/RU2237016C2/en
Publication of RU97110084A publication Critical patent/RU97110084A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2237016C2 publication Critical patent/RU2237016C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: industrial organic synthesis.
SUBSTANCE: invention relates to improved method for reduction and recovery of unreacted ammonia from flowing out stream containing acrylonitrile or methacrylonitrile and coming out from reaction zone, where oxygen, ammonia, and hydrocarbon selected from propane and isobutene are brought into contact in reactor in presence of fluidized ammoxidation catalyst bed at elevated temperature to produce corresponding unsaturated nitrile by cooling flowing out stream containing corresponding nitrile and unreacted ammonia with first aqueous ammonium phosphate solution, wherein ratio of ammonium ions to phosphate ions (PO 3- 4 ) varies between 0.7 and about 1.3, to absorb essentially all unreacted ammonia present in flowing out stream to form second aqueous ammonium phosphate solution more rich in ammonium ions than the first solution. Second solution is then heated to temperature high enough to reduce amount of ammonium ions in the second solution to essentially the same level as in the first solution and to form ammonia-containing vaporous stream, which is returned into reactor.
EFFECT: avoided formation of ammonium salt-containing waste, achieved complete capture of acrolein, and reduced content of organic carbon and polymers in organic dregs.
18 cl, 2 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к способу извлечения и регенерации аммиака, содержащегося в вытекающем потоке, полученном из зоны реакции, где аммиак и кислород реагируют с парафином до получения соответствующего алифатического нитрила. В частности, настоящее изобретение относится к восстановлению и регенерации непрореагировавшего аммиака, содержащегося в вытекающем потоке из зоны реакции, причем аммиак и кислород реагируют с (1) пропаном до получения акрилонитрила или (2) изобутаном до получения метакрилонитрила.The present invention relates to a method for recovering and recovering ammonia contained in an effluent obtained from a reaction zone, where ammonia and oxygen are reacted with paraffin to obtain the corresponding aliphatic nitrile. In particular, the present invention relates to the recovery and regeneration of unreacted ammonia contained in an effluent from a reaction zone, wherein ammonia and oxygen are reacted with (1) propane to produce acrylonitrile or (2) isobutane to produce methacrylonitrile.

Каждый из патентов США 3936360 и 3649179 указывает способ для получения акрилонитрила, используя пропилен, кислород и аммиак в качестве реагентов. Эти газы проходят через катализатор в реакторе с флюидизированным (кипящим) слоем до получения акрилонитрила, который проходит от реактора до секции восстановления и очистки. В этой реакции также присутствует непрореагировавший аммиак, который обычно удаляется из процесса обработкой кислотой в колонне резкого охлаждения. Патент '179 раскрывает, что охлаждающей кислотой может быть либо серная, соляная, фосфорная, либо азотная кислота. Патент '360 раскрывает использование серной кислоты при резком охлаждении для удаления непрореагировавшего аммиака. В производстве акрилонитрила, использующем пропилен в качестве углеводородного сырья, в предпочтительных воплощениях безусловно используют серную кислоту с конечным образованием сульфата аммония. Обычно сульфат аммония либо восстанавливается и продается как сопродукт (удобрение), либо может быть скомбинирован с другими высокомолекулярными органическими веществами, полученными в процессе и тщательно отстоенными с дальнейшим их удалением, чтобы не засорять окружающую среду.Each of US patents 3936360 and 3649179 indicates a method for producing acrylonitrile using propylene, oxygen and ammonia as reagents. These gases pass through the catalyst in a fluidized bed reactor to form acrylonitrile, which flows from the reactor to the recovery and purification section. Unreacted ammonia is also present in this reaction, which is usually removed from the process by treatment with acid in a quench column. The '179 patent discloses that the cooling acid may be either sulfuric, hydrochloric, phosphoric, or nitric acid. The '360 patent discloses the use of sulfuric acid in quenching to remove unreacted ammonia. In the production of acrylonitrile using propylene as a hydrocarbon feed, in preferred embodiments, sulfuric acid with a final formation of ammonium sulfate is unconditionally used. Usually, ammonium sulfate is either reduced and sold as a co-product (fertilizer), or it can be combined with other high molecular weight organic substances obtained in the process and carefully sedimented with their further removal so as not to clog the environment.

Патент Великобритании 222587 посвящен извлечению аммония из аммиаксодержащей газовой смеси, используя водный раствор фосфорной кислоты, водный раствор кислого ортофосфата аммония ((NН42РO4) или их смесей. Аммоний извлекают посредством теплового разложения и растворения получающегося остатка в воде для регенерации аммонийсодержащего восстановленного фосфатного раствора. Этот способ предназначен для извлечения аммиака из угольного газа или коксовых газов при температурах от 50 до 70°С.UK patent 222587 is devoted to the extraction of ammonia from an ammonia-containing gas mixture using an aqueous solution of phosphoric acid, an aqueous solution of acid ammonium orthophosphate ((NH 4 ) H 2 PO 4 ) or mixtures thereof. Ammonium is recovered by thermal decomposition and dissolution of the resulting residue in water to regenerate the ammonium-containing reduced phosphate solution. This method is designed to extract ammonia from coal gas or coke oven gases at temperatures from 50 to 70 ° C.

Патенты США 2797148 и 3718731 посвящены извлечению аммония из потока процесса, используемого в производстве HCN. Для этого используют раствор фосфата аммония для улавливания аммония и затем применяют отгонку с помощью пара для регенерации аммиака из раствора фосфата аммония. Обычно способ реализуют путем контактирования аммиаксодержащего газа с содержанием от 25 до 35% по весу раствора фосфата аммония, имеющего рН около 6, при температуре от 55 до 90°С. Регенерация аммиака происходит посредством контактирования получающегося раствора фосфата аммония с паром. Способы в каждом из этих патентов раскрывают, что отношение ион аммония/фосфат-ион составляет, по меньшей мере, 1.2 или выше.US patents 2797148 and 3718731 are devoted to the extraction of ammonium from the process stream used in the production of HCN. To do this, use a solution of ammonium phosphate to trap ammonium, and then apply distillation using steam to regenerate ammonia from a solution of ammonium phosphate. Typically, the method is implemented by contacting an ammonia-containing gas with a content of from 25 to 35% by weight of a solution of ammonium phosphate having a pH of about 6, at a temperature of from 55 to 90 ° C. Ammonia is regenerated by contacting the resulting ammonium phosphate solution with steam. The methods in each of these patents disclose that the ratio of ammonium ion / phosphate ion is at least 1.2 or higher.

Способ согласно настоящему изобретению имеет ряд преимуществ по сравнению с предшествующей практикой, применяемой в аммоксидировании пропилена, так как при этом избегают образования потока отходов, содержащего соль аммония, который должен быть либо (1) обработан для восстановления соли аммония, либо (2) использован безопасным для окружающей среды образом. Предпочтительно, способ согласно настоящему изобретению приводит к извлечению аммония и регенерации охлаждающего раствора фосфата аммония, подвергая охлаждающий раствор повышенным температуре и давлению для разложения соли фосфата аммония. Система охлаждения настоящего изобретения приводит к дополнительным неожиданным преимуществам при аммоксидировании пропана по сравнению с пропиленовым аммоксидированием до акрилонитрила. Среди этих преимуществ такие, как: (1) полное улавливание побочного продукта акролеина, что улучшает эффективность извлечения продукта с помощью минимизации потерь продукта посредством, например, реакции акролеина с HCN при разделении и извлечении продукта, (2) более низкое ТОС (общее содержание органического углерода) в охлаждающих отстоях, (3) более высокое процентное содержание органических веществ, находящихся в охлаждающих отстоях, присутствующих в качестве отгоняемых/извлекаемых мономеров вместо неизвлекаемых полимеров отходов и (4) возможность использования менее жесткой обработки органических отходов (например, влажного окисления) из-за присутствия более низких ТОС и полимеров в растворе охлаждающих отстоев. Дополнительным значительным преимуществом способа настоящего изобретения является то, что все водные потоки отходов могут быть легко управляемыми стандартными процессами биообработки в отличие от отработанных потоков, связанных с аммоксидированием пропилена для получения акрилонитрила.The method according to the present invention has several advantages compared with previous practice used in the ammoxidation of propylene, as this avoids the formation of a waste stream containing an ammonium salt, which must either be (1) treated to restore the ammonium salt, or (2) used safely environmentally friendly way. Preferably, the method of the present invention extracts ammonia and regenerates a cooling solution of ammonium phosphate by subjecting the cooling solution to elevated temperature and pressure to decompose the ammonium phosphate salt. The cooling system of the present invention leads to additional unexpected advantages in the ammoxidation of propane compared with propylene ammoxidation to acrylonitrile. Among these advantages are: (1) complete capture of the acrolein by-product, which improves product recovery by minimizing product losses through, for example, the reaction of acrolein with HCN during product separation and recovery, (2) lower TOC (total organic content) carbon) in cooling sludge, (3) a higher percentage of organic matter in cooling sludge present as distilled / recoverable monomers instead of non-recoverable waste polymers and (4) in the possibility of using a less stringent treatment of organic waste (for example, wet oxidation) due to the presence of lower TOC and polymers in the solution of cooling sludge. An additional significant advantage of the method of the present invention is that all water waste streams can be easily controlled by standard bioprocessing processes as opposed to waste streams associated with ammoxidation of propylene to produce acrylonitrile.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Основной целью настоящего изобретения является извлечение или регенерация аммиака, содержащегося в вытекающем из зоны реактора потоке, где аммиак, кислород и пропан/изобутан взаимодействуют для получения акрилонитрила/метакрилонитрила.The main objective of the present invention is the recovery or recovery of ammonia contained in the effluent from the reactor zone, where ammonia, oxygen and propane / isobutane interact to produce acrylonitrile / methacrylonitrile.

Другой целью настоящего изобретения является предотвращение необходимости удаления избытка аммиака, который является результатом аммоксидирования пропана в акрилонитрил.Another objective of the present invention is to prevent the need to remove excess ammonia, which is the result of ammoxidation of propane to acrylonitrile.

Еще одной целью настоящего изобретения является извлечение аммиака из реакции аммоксидирования пропана без любой значительной потери аммиака.Another objective of the present invention is the extraction of ammonia from the reaction of ammoxidation of propane without any significant loss of ammonia.

Другие цели так же, как другие аспекты, особенности и преимущества настоящего изобретения, станут очевидными из рассмотрения описания с сопроводительными чертежами и формулы изобретения.Other objectives, as well as other aspects, features and advantages of the present invention, will become apparent from consideration of the description with the accompanying drawings and claims.

Для достижения вышеизложенных целей и в соответствии с целью настоящего изобретения, воплощенного и полностью раскрытого в описании, способ извлечения непрореагировавшего аммиака из потока, полученного из реакторной зоны, где кислород, аммиак и углеводород, выбранный из группы, содержащей пропан и изобутан, взаимодействуют в присутствии катализатора аммоксидирования при повышенной температуре для получения соответствующего нитрила, включает (1) резкое охлаждение вытекающего из реактора с кипящим слоем потока, содержащего соответствующий нитрил и непрореагировавший аммиак, первым охлаждающим водным раствором фосфата аммония, в котором отношение ионов аммония (NH + 4 ) к фосфат-ионам (РO -3 4 ) составляет по меньшей мере около 0.7, но не более чем приблизительно 1.3, посредством этого абсорбируя аммиак до образования второго водного раствора фосфата аммония, более богатого ионами аммония (NH + 4 ), чем первый раствор, (2) нагревание второго раствора до повышенной температуры для уменьшения количества ионов аммония во втором растворе обратно, по существу, до такого же уровня, как в первом растворе, и образование потока пара, содержащего аммиак, возвращение указанного потока пара, содержащего аммиак, к зоне реакции аммоксидирования.To achieve the above objectives and in accordance with the purpose of the present invention, embodied and fully disclosed in the description, a method of extracting unreacted ammonia from a stream obtained from a reactor zone, where oxygen, ammonia and a hydrocarbon selected from the group consisting of propane and isobutane are reacted in the presence of an ammoxidation catalyst at elevated temperature to obtain the corresponding nitrile, includes (1) quenching the effluent from the fluidized bed reactor containing the corresponding reducing nitrile and unreacted ammonia, the first cooling aqueous solution of ammonium phosphate, in which the ratio of ammonium ions (NH + 4 ) to phosphate ions (PO -3 4 ) is at least about 0.7, but not more than about 1.3, thereby absorbing ammonia to form a second aqueous solution of ammonium phosphate, richer in ammonium ions (NH + 4 ) than the first solution, (2) heating the second solution to an elevated temperature to reduce the amount of ammonium ions in the second solution back to essentially the same level as in the first solution, and the formation of a vapor stream containing ammonia, the return of the specified vapor stream containing ammonia to the ammoxidation reaction zone.

В предпочтительном воплощении способа согласно настоящему изобретению второй водный раствор фосфата аммония обрабатывается посредством отгоняющего газа для удаления, по существу, всего акрилонитрила и других полезных сопродуктов из второго раствора перед нагреванием раствора для уменьшения содержания NH + 4 иона.In a preferred embodiment of the method according to the present invention, the second aqueous ammonium phosphate solution is treated with a stripping gas to remove substantially all of the acrylonitrile and other beneficial co-products from the second solution before heating the solution to reduce the NH content + 4 and she.

В другом предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения газ, содержащий акрилонитрил, возвращается для извлечения и очистки акрилонитрила.In another preferred embodiment of the present invention, the gas containing acrylonitrile is returned to recover and purify the acrylonitrile.

В другом предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения второй раствор после отгонки и удаления аммиака перемещается к реактору окисления в атмосфере влажного кислорода, посредством чего раствор подвергается упомянутому окислению при повышенных температуре и давлении для удаления любых высокомолекулярных органических соединений, содержащихся в охлаждающем растворе.In another preferred embodiment of the present invention, the second solution, after distillation and removal of ammonia, is transferred to the oxidation reactor in a humid oxygen atmosphere, whereby the solution undergoes said oxidation at elevated temperature and pressure to remove any high molecular weight organic compounds contained in the cooling solution.

В еще одном варианте воплощения настоящего изобретения второй раствор после удаления аммиака перемещается к испарителю для удаления избытка воды из раствора фосфата аммония, который затем возвращается для использования в охлаждении.In yet another embodiment of the present invention, the second solution, after removing ammonia, is transferred to the evaporator to remove excess water from the ammonium phosphate solution, which is then returned for use in cooling.

Предпочтительно, температура первого раствора находится между 40 и 80°С, особенно предпочтительно между 50 и 65°С.Preferably, the temperature of the first solution is between 40 and 80 ° C, particularly preferably between 50 and 65 ° C.

Обычно первый охлаждающий раствор имеет отношение аммоний/фосфат между 0.7 и около 1.3, предпочтительно между около 0.9 до около 1.2, наиболее предпочтительно между около 1.0 и около 1.2. Результирующее значение рН первого охлаждающего раствора находится между 2.8 и приблизительно 6. Концентрация фосфат-ионов в первом охлаждающем растворе может составлять до 40% по весу, предпочтительно до около 35% по весу.Typically, the first cooling solution has an ammonium / phosphate ratio between 0.7 and about 1.3, preferably between about 0.9 to about 1.2, most preferably between about 1.0 and about 1.2. The resulting pH of the first cooling solution is between 2.8 and about 6. The concentration of phosphate ions in the first cooling solution can be up to 40% by weight, preferably up to about 35% by weight.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1 - это технологическая схема предпочтительного воплощения настоящего изобретения.Figure 1 is a flow diagram of a preferred embodiment of the present invention.

Фиг.2 - это технологическая схема другого предпочтительного воплощения настоящего изобретения.Figure 2 is a flow chart of another preferred embodiment of the present invention.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Ниже приводится подробное описание предпочтительных вариантов воплощения настоящего изобретения.The following is a detailed description of preferred embodiments of the present invention.

Настоящее изобретение направлено на создание способа резкого охлаждения вытекающего потока, полученного из реакционной зоны аммоксидирования пропана. Предпочтительно, реакция протекает в реакторе с флюидизированным (кипящим) слоем, хотя другие типы реакторов, такие как реакторы с транспортной линией, рассматриваются как подходящие в практике изобретения. Условия реакции аммоксидирования пропана в кипящем слое и флюидизированный слой катализатора, полезные при аммоксидировании пропана, известны в технике как доказанные патентом США 4746641, предназначены для дополнения настоящей заявки и упоминаются здесь в качестве ссылки. Новый способ согласно настоящему изобретению содержит резкое охлаждение реакторного вытекающего потока, полученного при взаимодействии аммиака, кислорода и пропана в зоне реакции (например, реакторе с кипящим слоем) для получения акрилонитрила первым водным раствором фосфата аммония, имеющим отношение ионов аммония к фосфат-ионам по меньшей мере 0.7, но не более чем 1.3, посредством этого абсорбируя аммиак для обогащения ионами аммония второго раствора фосфата аммония по сравнению с первым раствором, нагревание второго раствора до повышенной температуры для уменьшения содержания ионов аммония во втором растворе обратно до, по существу, такого же содержания иона аммония, как в первом растворе, и образование потока пара, содержащего аммиак и воду, увеличение молярной концентрации аммиака в этом потоке пара и возвращение потока пара, содержащего аммиак, к реактору с кипящим слоем.The present invention is directed to a method for quenching an effluent obtained from a propane ammoxidation reaction zone. Preferably, the reaction proceeds in a fluidized bed reactor, although other types of reactors, such as transport line reactors, are considered to be suitable in the practice of the invention. Fluidized bed ammoxidation reaction conditions and a fluidized catalyst bed, useful in propane ammoxidation, are known in the art as proven by US Pat. No. 4,746,641, are intended to complement this application, and are hereby incorporated by reference. The new method according to the present invention contains a sharp cooling of the reactor effluent obtained by the interaction of ammonia, oxygen and propane in the reaction zone (for example, a fluidized bed reactor) to produce acrylonitrile with the first aqueous solution of ammonium phosphate having a ratio of ammonium ions to phosphate ions of at least at least 0.7, but not more than 1.3, thereby absorbing ammonia to enrich the second solution of ammonium phosphate with ammonium ions as compared with the first solution, heating the second solution to a higher temperature to reduce the content of ammonium ions in the second solution back to essentially the same content of ammonium ion as in the first solution, and the formation of a vapor stream containing ammonia and water, an increase in the molar concentration of ammonia in this vapor stream and the return of the vapor stream, containing ammonia to a fluidized bed reactor.

Предпочтительно, отношение ион аммония/фосфат-ион находится между приблизительно 0.9 и приблизительно 1.2, особенно предпочтительно составляет около от 1.0 до 1.2. Температура первого охлаждающего раствора составляет обычно между от 40 до 80°С, предпочтительно между около от 50 до 65°С, особенно предпочтительно между от 55 до 60°С.Preferably, the ratio of ammonium ion / phosphate ion is between about 0.9 and about 1.2, particularly preferably is from about 1.0 to 1.2. The temperature of the first cooling solution is usually between 40 to 80 ° C, preferably between about 50 to 65 ° C, particularly preferably between 55 to 60 ° C.

pН первого (исходного) охлаждающего раствора будет поддерживаться между от приблизительно 2.8 до не выше чем 6.0, предпочтительно между от 2.8 до приблизительно 5.8.The pH of the first (initial) cooling solution will be maintained between about 2.8 to not higher than 6.0, preferably between 2.8 to about 5.8.

Предпочтительно, исходный охлаждающий раствор содержит смесь первичный фосфат аммония/водный раствор фосфорной кислоты (90% первичный фосфат аммония - 10% Н3РO4), хотя слабый раствор водного раствора первичного фосфата аммония также рассматривается как подходящий в практике настоящего изобретения. Когда используется водный раствор первичного фосфата аммония, присутствующий в вытекающем из реактора потоке, непрореагировавший аммоний абсорбируется для преобразования первичного фосфата аммония во вторичный фосфат.Preferably, the starting cooling solution contains a mixture of primary ammonium phosphate / aqueous phosphoric acid solution (90% primary ammonium phosphate — 10% H 3 PO 4 ), although a weak solution of an aqueous solution of primary ammonium phosphate is also considered suitable in the practice of the present invention. When using an aqueous solution of primary ammonium phosphate present in the effluent from the reactor, unreacted ammonium is absorbed to convert the primary ammonium phosphate to secondary phosphate.

В течение процедуры резкого охлаждения продукты (акрилонитрил, ацетонитрил и HCN) удаляются в качестве верхних продуктов и в основном не содержат аммиака. Остаток охлаждающего раствора, содержащий вторичный фосфат аммония, также содержит остаточные мономеры (например, акрилонитрил) в малых количествах. Эти мономеры предпочтительно подвергаются отгонке и возвращаются в охлаждающий раствор для дальнейшего восстановления и очистки. Обычные отгоняющие газы для удаления остаточных мономеров из охлаждающих остатков содержат пропан, азот, диоксид углерода и монооксид углерода или их смесь.During the quench procedure, products (acrylonitrile, acetonitrile, and HCN) are removed as top products and are substantially free of ammonia. The remainder of the cooling solution containing secondary ammonium phosphate also contains residual monomers (e.g., acrylonitrile) in small amounts. These monomers are preferably distilled off and returned to the cooling solution for further reduction and purification. Conventional flue gases to remove residual monomers from the cooling residues comprise propane, nitrogen, carbon dioxide and carbon monoxide, or a mixture thereof.

Охлаждающие остаточные растворы, очищенные от полезных мономеров, затем регенерируются при повышенных температуре и давлении для преобразования вторичного фосфата аммония обратно в первичный фосфат аммония с высвобождением аммиака. Аммиак улавливается, как поток пара, который содержит воду. Этот насыщенный аммиаком поток пара нагревается для удаления почти всей воды, и аммиак затем возвращается обратно к реактору. Первичный фосфат аммония восстанавливается и возвращается обратно в колонну резкого охлаждения.The cooling residual solutions, purified from useful monomers, are then regenerated at elevated temperatures and pressures to convert the secondary ammonium phosphate back to primary ammonium phosphate to release ammonia. Ammonia is captured as a stream of steam that contains water. This ammonia-saturated steam stream is heated to remove almost all of the water, and the ammonia then returns back to the reactor. Ammonium primary phosphate is reduced and returned back to the quench column.

В следующем предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения отогнанный охлаждающий остаток, содержащий вторичный фосфат аммония, проходит через реактор влажного окисления, где он обрабатывается при обычных условиях влажного окисления для удаления любых полимеров, образованных в течение процесса аммоксидирования.In a further preferred embodiment of the present invention, the distilled cooling residue containing secondary ammonium phosphate passes through a wet oxidation reactor, where it is processed under normal wet oxidation conditions to remove any polymers formed during the ammoxidation process.

В другом предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения отогнанный охлаждающий остаток, содержащий неизвлекаемые мономеры и вторичный фосфат аммония, раздельно обрабатываются в разлагающей фосфат установке, которая отделяет вторичный фосфат аммония от остаточных мономеров. Вторичный фосфат затем регенерируется обратно до первичного фосфата аммония на сепараторной установке, в то время как оставшиеся полимеры перемещаются к установке влажного окисления для влажного окисления при обычных температуре и давлении для производства безвредных побочных продуктов, таких как диоксид углерода и вода.In another preferred embodiment of the present invention, the distilled cooling residue containing non-recoverable monomers and secondary ammonium phosphate is separately treated in a phosphate decomposing apparatus that separates the secondary ammonium phosphate from the residual monomers. Secondary phosphate is then regenerated back to primary ammonium phosphate in a separator unit, while the remaining polymers are transferred to a wet oxidation unit for wet oxidation at normal temperature and pressure to produce harmless by-products such as carbon dioxide and water.

На фиг.1 и 2 изображены предпочтительные воплощения способа согласно настоящему изобретению применительно к аммоксидированию пропана.1 and 2 depict preferred embodiments of the method according to the present invention in relation to ammoxidation of propane.

На фиг.1 реакторный вытекающий поток, полученный непосредственно реакцией пропана, аммиака и кислорода в реакторе с кипящим слоем (не показан) через флюидизированный катализатор аммоксидирования, проходит по трубопроводу 1 в охлаждающую колонну 3. В охлаждающей колонне 3 реакторный вытекающий поток, содержащий полученный акрилонитрил и непрореагировавший аммиак, контактирует с обедненным аммонийно-фосфатным охлаждающим раствором, который адсорбирует непрореагировавший аммиак из вытекающего потока, получая свободный от аммиака верхний поток, содержащий неочищенный акрилонитрил. Неочищенный акрилонитрил проходит сверху по трубопроводу 5 в стандартные секции восстановления и очистки (не показаны) для последующего извлечения коммерчески чистого акрилонитрила, неочищенного ацетонитрила и цианида водорода. Примеры процедур стандартного восстановления и очистки могут быть найдены в патенте США 3936360, включенного в описание в качестве ссылки. Остатки охлаждения выходят из колонны 3 охлаждения по трубопроводу 7 и вводятся в охлаждающую отгоночную секцию 9. Отгоняющий газ, содержащий возвращенный поток, содержащий смесь пропана, монооксида углерода, диоксида углерода и азота, проходит через трубопровод 13 в отгоночную секцию 9 для удаления любого остаточного акрилонитрила, ацетонитрила или цианида водорода, содержащихся в охлаждающих остатках. Отбираемый сверху отгоняющий газ, поступающий в отгоночную секцию 9 по трубопроводу 13, содержащий эти остаточные мономеры, возвращается обратно в колонну 3 охлаждения по трубопроводу 11 для дальнейшего восстановления (извлечения) полезных продуктов. Отогнанные охлажденные остатки проходят из отгоночной секции 9 по трубопроводу 15 в реактор 17 влажного окисления, где кислород проходит через трубопровод 25, и имеет место стандартное каталитическое влажное окисление для удаления нежелательных примесей, таких как полимеры. В дополнение, вторичный фосфат аммония, содержащийся в охлаждающих остатках отгоночной секции, нагревается для высвобождения аммиака и преобразования вторичного фосфата аммония в растворе в первичный фосфат аммония. Раствор первичного фосфата аммония проходит из реактора 17 по трубопроводу 27 в испаритель 19, где избыток воды удаляется из раствора. Этот избыток воды проходит от испарителя 19 по трубопроводу 21 для рециркулирования или ликвидации. Слабоконцентрированный раствор первичного фосфата аммония проходит из испарителя 19 через трубопровод 23 для возвращения в колонну 3 охлаждения. Разложение вторичного фосфата аммония проходит в реакторе 17 влажного окисления при тепловой обработке в присутствии кислорода и затем из реактора 17 по трубопроводу 29 возвращается непосредственно в реактор с флюидизированным слоем (не показан).1, a reactor effluent obtained directly by the reaction of propane, ammonia and oxygen in a fluidized bed reactor (not shown) through a fluidized ammoxidation catalyst passes through a pipe 1 to a cooling column 3. In a cooling column 3, a reactor effluent containing the obtained acrylonitrile and unreacted ammonia is contacted with a depleted ammonium phosphate cooling solution, which adsorbs unreacted ammonia from the effluent, to obtain ammonia-free upper stream containing crude acrylonitrile. The crude acrylonitrile is passed through pipe 5 from above to standard recovery and purification sections (not shown) for the subsequent recovery of commercially pure acrylonitrile, crude acetonitrile and hydrogen cyanide. Examples of standard recovery and purification procedures can be found in US Pat. No. 3,936,360, incorporated herein by reference. The cooling residues leave the cooling column 3 through line 7 and are introduced into the cooling stripping section 9. A stripping gas containing a return stream containing a mixture of propane, carbon monoxide, carbon dioxide and nitrogen passes through conduit 13 to the stripping section 9 to remove any residual acrylonitrile , acetonitrile or hydrogen cyanide contained in the cooling residues. The top-off stripping gas entering the stripping section 9 through a pipe 13 containing these residual monomers is returned back to the cooling column 3 via a pipe 11 for further recovery (recovery) of useful products. The distilled chilled residues pass from stripping section 9 through line 15 to a wet oxidation reactor 17, where oxygen passes through line 25, and standard catalytic wet oxidation takes place to remove unwanted impurities such as polymers. In addition, the ammonium secondary phosphate contained in the cooling residues of the stripping section is heated to release ammonia and to convert the secondary ammonium phosphate in solution to the primary ammonium phosphate. The solution of primary ammonium phosphate passes from the reactor 17 through a pipe 27 to the evaporator 19, where the excess water is removed from the solution. This excess water flows from the evaporator 19 through a pipe 21 for recycling or liquidation. A weakly concentrated solution of primary ammonium phosphate passes from the evaporator 19 through line 23 to return to the cooling column 3. The decomposition of secondary ammonium phosphate takes place in a wet oxidation reactor 17 by heat treatment in the presence of oxygen, and then from the reactor 17 through a pipe 29 returns directly to the reactor with a fluidized bed (not shown).

Типовые условия влажного окисления используются для разложения нежелательных полимеров, полученных в течение процесса. Обычными катализаторами для влажного окисления являются растворимые соли меди и железа, оксиды меди, цинка, марганца, церия и благородные металлы, хорошо известные ранее. Смотри, например, Ind.. Eng. Chem. Res., 1995, т. 34, с.2-48, включенные в качестве ссылок. Реакция влажного окисления рассчитана на нормальное протекание. Обычно влажное окисление проходит при давлении между приблизительно от 42,19 до 210,9 кг/см2 и температуре от 200 до 650°С.Typical wet oxidation conditions are used to decompose undesired polymers obtained during the process. The usual catalysts for wet oxidation are soluble salts of copper and iron, oxides of copper, zinc, manganese, cerium and noble metals, well known previously. See, for example, Ind .. Eng. Chem. Res., 1995, v. 34, pp. 2-48, incorporated by reference. The wet oxidation reaction is designed to proceed normally. Typically, wet oxidation takes place at a pressure between about 42.19 to 210.9 kg / cm 2 and a temperature of 200 to 650 ° C.

Со ссылкой на фиг.2 описывается другое предпочтительное воплощение настоящего изобретения. Способ, показанный на фиг.2, в основном тот же, что и на фиг.1, за исключением того, что разложение фосфата имеет место в отдельной установке с последующим влажным окислением в другой установке. Реакторный вытекающий поток, полученный непосредственным аммоксидированием пропана, кислорода и аммиака в реакторе с флюидизированным слоем (не показан), проходит через реактор с флюидизированным слоем по трубопроводу 2 в охладитель 4. Реакторный вытекающий поток, содержащий неочищенный акрилонитрил и непрореагировавший аммиак, контактирует в охладителе 4 с водным раствором первичного фосфата аммония, который поступает в охладитель 4 через трубопровод 40. Раствор фосфата удаляет непрореагировавший аммиак из реакторного вытекающего потока, позволяя не содержащим аммиак продуктам (неочищенный акрилонитрил) проходить вверх из охладителя 4 по трубопроводу 6. Неочищенный акрилонитрил, проходящий сверху по трубопроводу 6, направляется к стандартной секции восстановления и очистки для извлечения коммерчески чистого акрилонитрила, неочищенного ацетонитрила и HCN. Остатки охлаждения проходят через охладитель 4 по трубопроводу 8 в отгоночную секцию 10 охлаждения, где отгоняющий газ (имеющий тот же состав, какой описан выше) вводится малыми порциями в нижнюю часть отгоночной секции 10 и проходит вверх через остатки охлаждения для отгонки охлаждающих отстоев от любых полезных мономеров, присутствующих в отстоях, таких как акрилонитрил, ацетонитрил и цианид водорода. Газ отгоночной секции, содержащий полезные мономеры, затем выходит из отгоночной секции 10 сверху по трубопроводу 12 в охладитель 4 для дальнейшего восстановления и очистки. Отогнанные охлаждающие отстои перемещаются из отгоночной секции 10 по трубопроводу 16 к секции 18 разложения фосфатов. В секции 18 разложения фосфатов вторичный фосфат аммония, присутствующий в отогнанном охлаждающем отстое, преобразуется в свободный аммоний и первичный фосфат аммония путем нагревания до повышенной температуры (от 100 до 300°С). Обычно давление находится между от 1 до 5 атмосфер (от атмосферного давления до 5,273 кг/см2). Кислород может присутствовать, но не требуется. Результирующий раствор первичного фосфата аммония проходит из секции 18 разложения по трубопроводу 34 для возвращения через трубопровод 40 в охладитель 4. Свободный аммиак, образованный в течение преобразования фосфата в реакторе 18, проходит в секцию 22 ректификации аммиака, где свободный аммиак очищается и поступает на секцию 28 отгонки аммиака по трубопроводу 26 для того, чтобы извлечь аммиак для возвращения в реактор (не показан) для получения акрилонитрила. Вода извлекается из секции 28 отгонки аммиака и проходит по трубопроводу 32 для возвращения или удаления. Слабый раствор первичного фосфата аммония, проходящий из секции 18 разложения по трубопроводу 34, может быть послан через секцию 38 влажного окисления по трубопроводу 36 для удаления полимеров и преобразования этих нежелательных веществ в безвредные побочные продукты, такие как водород, монооксид углерода и диоксид углерода. Как описано ранее, влажное окисление может проводиться при известных стандартных условиях.With reference to FIG. 2, another preferred embodiment of the present invention is described. The method shown in FIG. 2 is basically the same as in FIG. 1, except that the decomposition of phosphate takes place in a separate unit, followed by wet oxidation in another unit. The reactor effluent obtained by direct ammoxidation of propane, oxygen, and ammonia in a fluidized bed reactor (not shown) passes through the fluidized bed reactor through line 2 to cooler 4. The reactor effluent containing crude acrylonitrile and unreacted ammonia is contacted in cooler 4 with an aqueous solution of primary ammonium phosphate, which enters cooler 4 through line 40. The phosphate solution removes unreacted ammonia from the reactor effluent OK, allowing ammonia-free products (crude acrylonitrile) to flow upward from cooler 4 through line 6. The crude acrylonitrile, flowing upstream of line 6, is routed to a standard recovery and purification section to recover commercially pure acrylonitrile, crude acetonitrile and HCN. The cooling residues pass through cooler 4 through line 8 to the stripping section 10, where the stripping gas (having the same composition as described above) is introduced in small portions into the lower part of the stripping section 10 and passes up through the cooling residues to distill the cooling slots from any useful monomers present in sludge, such as acrylonitrile, acetonitrile and hydrogen cyanide. The gas of the stripping section containing useful monomers then exits from the stripping section 10 from the top through line 12 to cooler 4 for further recovery and purification. The distilled cooling sludge is transported from the stripping section 10 through line 16 to the phosphate decomposition section 18. In the phosphate decomposition section 18, the secondary ammonium phosphate present in the distilled cooling sludge is converted to free ammonium and primary ammonium phosphate by heating to an elevated temperature (from 100 to 300 ° C.). Typically, the pressure is between 1 to 5 atmospheres (from atmospheric pressure to 5.273 kg / cm 2 ). Oxygen may be present but not required. The resulting solution of primary ammonium phosphate passes from decomposition section 18 through line 34 to be returned through line 40 to cooler 4. Free ammonia formed during the conversion of phosphate in reactor 18 passes to ammonia rectification section 22, where free ammonia is purified and fed to section 28 ammonia distillation via line 26 in order to recover ammonia for return to a reactor (not shown) to produce acrylonitrile. Water is recovered from the ammonia stripping section 28 and passes through conduit 32 for return or disposal. A weak solution of primary ammonium phosphate passing from the decomposition section 18 through line 34 can be sent through the wet oxidation section 38 through line 36 to remove the polymers and convert these undesirable substances into harmless by-products such as hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide. As described previously, wet oxidation can be carried out under known standard conditions.

Несмотря на то, что изобретение было раскрыто применительно к особенностям его воплощения, очевидно, что много альтернатив, модификаций и вариантов будут очевидны для специалистов из вышеуказанного описания. Соответственно, оно предназначено для охвата всех таких альтернатив и модификаций в свете прилагаемой формулы изобретения.Despite the fact that the invention has been disclosed in relation to the features of its embodiment, it is obvious that many alternatives, modifications and variations will be obvious to specialists from the above description. Accordingly, it is intended to cover all such alternatives and modifications in light of the appended claims.

Claims (18)

1. Способ восстановления непрореагировавшего аммиака из вытекающего потока, полученного из зоны реакции, где кислород, аммиак и углеводород, выбранный из группы, содержащей пропан и изобутан, взаимодействуют в реакторе в присутствии кипящего слоя катализатора аммоксидирования при повышенной температуре для получения соответствующего ненасыщенного нитрила охлаждением вытекающего потока из реактора с кипящим слоем, содержащим соответствующий нитрил и непрореагировавший аммиак, с первым водным раствором фосфата аммония, в котором отношение ионов аммония (NH + 4 ) к фосфат-ионам (РO -3 4 ) составляет приблизительно 0,7 - 1,3, для абсорбции, по существу, всего непрореагировавшего аммиака, присутствующего в вытекающем потоке реактора для образования второго водного раствора фосфата аммония, более богатого ионами аммония, чем первый раствор, нагревание второго водного раствора фосфата аммония до повышенной температуры, достаточной для уменьшения количества ионов аммония во втором растворе до, по существу, такого же уровня присутствующих в первом растворе, с образованием парообразного потока, содержащего аммиак, и возвращение потока пара, содержащего аммиак, в реактор с кипящим слоем.1. A method of recovering unreacted ammonia from an effluent obtained from a reaction zone, where oxygen, ammonia and a hydrocarbon selected from the group consisting of propane and isobutane are reacted in a reactor in the presence of a fluidized bed of ammoxidation catalyst at an elevated temperature to produce the corresponding unsaturated nitrile by cooling the effluent flow from a fluidized bed reactor containing the corresponding nitrile and unreacted ammonia with a first aqueous solution of ammonium phosphate, in which ammonium ions (NH + 4 ) to phosphate ions (PO -3 4 ) is approximately 0.7-1.3, to absorb essentially all of the unreacted ammonia present in the reactor effluent to form a second aqueous solution of ammonium phosphate, richer in ammonium ions than the first solution, heating the second aqueous solution of ammonium phosphate to an elevated temperature sufficient to reduce the amount of ammonium ions in the second solution to substantially the same level as in the first solution to form a vaporous stream containing ammonia, and return the flow of steam containing ammonia into the fluidized bed reactor. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что углеводородом является пропан.2. The method according to claim 1, characterized in that the hydrocarbon is propane. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что отношение иона аммония к иону фосфата в первом растворе находится приблизительно в пределах 0,9 - 1,2.3. The method according to claim 1, characterized in that the ratio of ammonium ion to phosphate ion in the first solution is approximately in the range of 0.9-1.2. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что отношение иона аммония к иону фосфата в первом растворе находится приблизительно в пределах 1,0 - 1,2.4. The method according to claim 3, characterized in that the ratio of ammonium ion to phosphate ion in the first solution is approximately in the range of 1.0 - 1.2. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что отгоняющий газ проходит через второй водный раствор фосфата аммония для удаления, по существу, всего остаточного нитрила из второго раствора перед нагреванием раствора до повышенной температуры.5. The method according to claim 1, characterized in that the stripping gas passes through a second aqueous solution of ammonium phosphate to remove essentially all of the residual nitrile from the second solution before heating the solution to an elevated temperature. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что углеводородом является пропан.6. The method according to claim 5, characterized in that the hydrocarbon is propane. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что второй раствор, содержащий в основном тот же уровень ионов аммония, который присутствует в первом растворе, возвращается для использования на этап охлаждения.7. The method according to claim 1, characterized in that the second solution containing substantially the same level of ammonium ions that is present in the first solution is returned for use to the cooling step. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что второй раствор перед возвращением подвергается окислению в атмосфере влажного кислорода для удаления любых нежелательных примесей.8. The method according to claim 7, characterized in that the second solution is subjected to oxidation in the atmosphere of moist oxygen before returning to remove any undesirable impurities. 9. Способ по п.5, отличающийся тем, что нагревание второго раствора до повышенной температуры осуществляют в реакторе окисления в атмосфере влажного кислорода для одновременного удаления нежелательных примесей из второго раствора и уменьшения концентрации иона аммония во втором растворе до в основном того же уровня присутствия, что и в первом растворе.9. The method according to claim 5, characterized in that the second solution is heated to an elevated temperature in an oxidation reactor in a humid oxygen atmosphere to simultaneously remove unwanted impurities from the second solution and reduce the concentration of ammonium ion in the second solution to a substantially the same level of presence, as in the first solution. 10. Способ по п.5, отличающийся тем, что отношение иона аммония к иону фосфата в первом растворе находится в пределах приблизительно 0,9 - 1,2.10. The method according to claim 5, characterized in that the ratio of ammonium ion to phosphate ion in the first solution is in the range of about 0.9-1.2. 11. Способ по п.10, отличающийся тем, что отношение иона аммония к иону фосфата в первом растворе находится в пределах приблизительно 1,0 - 1,2.11. The method according to claim 10, characterized in that the ratio of ammonium ion to phosphate ion in the first solution is in the range of about 1.0 to 1.2. 12. Способ по п.1, отличающийся тем, что рН первого раствора находится в пределах приблизительно 2,8 - 6,0.12. The method according to claim 1, characterized in that the pH of the first solution is in the range of about 2.8 to 6.0. 13. Способ по п.12, отличающийся тем, что рН первого раствора находится в пределах приблизительно 2,8 - 5,8.13. The method according to p. 12, characterized in that the pH of the first solution is in the range of about 2.8 to 5.8. 14. Способ по п.5, отличающийся тем, что рН первого раствора находится в пределах приблизительно 2,8 - 6,0.14. The method according to claim 5, characterized in that the pH of the first solution is in the range of about 2.8 to 6.0. 15. Способ по п.14, отличающийся тем, что рН первого раствора находится в пределах приблизительно 2,8 - 5,8.15. The method according to 14, characterized in that the pH of the first solution is in the range of about 2.8 to 5.8. 16. Способ по п.1, отличающийся тем, что температура первого раствора составляет от 40 до 80°С.16. The method according to claim 1, characterized in that the temperature of the first solution is from 40 to 80 ° C. 17. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый раствор содержит водный раствор, содержащий первичный фосфат аммония и фосфорную кислоту.17. The method according to claim 1, characterized in that the first solution contains an aqueous solution containing primary ammonium phosphate and phosphoric acid. 18. Способ по п.5, отличающийся тем, что первый раствор содержит водный раствор, содержащий первичный фосфат аммония и фосфорную кислоту.18. The method according to claim 5, characterized in that the first solution contains an aqueous solution containing primary ammonium phosphate and phosphoric acid.
RU97110084/04A 1997-06-18 1997-06-18 Method of recovering unreacted ammonia from stream flowing out of reactor RU2237016C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97110084/04A RU2237016C2 (en) 1997-06-18 1997-06-18 Method of recovering unreacted ammonia from stream flowing out of reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97110084/04A RU2237016C2 (en) 1997-06-18 1997-06-18 Method of recovering unreacted ammonia from stream flowing out of reactor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU97110084A RU97110084A (en) 1999-05-10
RU2237016C2 true RU2237016C2 (en) 2004-09-27

Family

ID=33432565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97110084/04A RU2237016C2 (en) 1997-06-18 1997-06-18 Method of recovering unreacted ammonia from stream flowing out of reactor

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2237016C2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7326391B2 (en) Process for recovery and recycle of ammonia from a vapor stream
RU2247718C2 (en) Unsaturated mononitrile production process (options)
JP2007518736A (en) Method for purifying olefinically unsaturated nitriles
US5895635A (en) Process for recovery and recycle of ammonia from an acrylonitrile reactor effluent stream using an ammonium phosphate quench system
KR100811500B1 (en) Process for recovery and recycle of ammonia from a reactor effluent stream
JPS6141346B2 (en)
US10647663B2 (en) High purity HCN from acrylonitrile co-production
JP4272283B2 (en) Reduction of oxidants by manipulation and / or treatment of aqueous acrylonitrile process streams
RU2178410C2 (en) Method of separating acrylonitrile or methacrylonitrile
RU2237016C2 (en) Method of recovering unreacted ammonia from stream flowing out of reactor
EP0885843B1 (en) Process for recovery and recycle of ammonia from an acrylonitrile reactor effluent stream using an ammonium phosphate quench system
MXPA04000362A (en) Recycle of condensed quench overheads in a process for purifying acrylonitrile.
TW201514100A (en) Hydrogen cyanide manufacturing process with second waste heat boiler
JP4186132B2 (en) Process for recovering and recycling ammonia from an acrylonitrile reactor effluent stream using an ammonium phosphate quench system.
KR100644119B1 (en) Recovery and Recycling of Ammonia from Acrylonitrile Reactor Effluent Flow by Ammonium Phosphate Quench System
US20010006614A1 (en) Process for recovery and recycle of ammonia from an acrylonitrile reactor effluent stream using an ammonium phosphate quench system
JP4124391B2 (en) Wastewater treatment method
MXPA97004617A (en) Process to recover and recycle ammonia from an effluent current of the acrylonitril reactor using an amo phosphate cooling system
JP2008260762A (en) Process for recovering and recirculating ammonia from effluent flow from acrylonitrile reactor using ammonium phosphate quench system
BG63295B1 (en) Method for the extraction and recycling of ammonia from the outlet flow from an acrylic reactor using an ammonium-phosphate cooling system
KR810001375B1 (en) Press for recovery of olefinic nitriles
KR810001374B1 (en) Process for recovery of olefinic nitriles
RO118413B1 (en) Process for the recovery of the ammonia from an acrylonitrile reactor effluent
EP1681269A2 (en) Process for recovery and recycle of ammonia from a reactor effluent stream
JP2002515479A (en) Recovery of organic matter from process flare header

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Invention patent assignment

Effective date: 20080627

PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100619