RU2237016C2 - Способ извлечения непрореагировавшего аммиака из вытекающего из реактора потока - Google Patents
Способ извлечения непрореагировавшего аммиака из вытекающего из реактора потока Download PDFInfo
- 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
Links
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 122
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 41
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 claims abstract description 18
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 18
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims abstract description 18
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- -1 ammonium ions Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 7
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 6
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 68
- LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N ammonium dihydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].OP(O)([O-])=O LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 16
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 11
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 229940085991 phosphate ion Drugs 0.000 claims description 6
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 claims description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 26
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 13
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 8
- HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N Acrolein Chemical compound C=CC=O HGINCPLSRVDWNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 5
- GYCMBHHDWRMZGG-UHFFFAOYSA-N Methylacrylonitrile Chemical compound CC(=C)C#N GYCMBHHDWRMZGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical compound CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract 1
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000009279 wet oxidation reaction Methods 0.000 description 15
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 11
- LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N hydrogen cyanide Chemical compound N#C LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 6
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 6
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical class [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical class [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZRIUUUJAJJNDSS-UHFFFAOYSA-N ammonium phosphates Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]P([O-])([O-])=O ZRIUUUJAJJNDSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000010364 biochemical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000011335 coal coke Substances 0.000 description 1
- 239000003034 coal gas Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Chemical class 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 238000011027 product recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к усовершенствованному способу восстановления и регенерации непрореагировавшего аммиака из вытекающего потока, содержащего акрилонитрил или метакрилонитрил, 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 ) к фосфат-ионам (PO ) составляет от приблизительно 0,7 до приблизительно 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. Способ позволяет избежать образования отходов, содержащих соль аммония, достигается полное улавливание акролеина, более низкое содержание органического углерода и полимеров в органических отстоях. 17 з.п.ф-лы, 2 ил.
Description
Область техники
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.
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.
Патент Великобритании 222587 посвящен извлечению аммония из аммиаксодержащей газовой смеси, используя водный раствор фосфорной кислоты, водный раствор кислого ортофосфата аммония ((NН4)Н2РO4) 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.
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.
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.
Сущность изобретения
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.
Другой целью настоящего изобретения является предотвращение необходимости удаления избытка аммиака, который является результатом аммоксидирования пропана в акрилонитрил.
Еще одной целью настоящего изобретения является извлечение аммиака из реакции аммоксидирования пропана без любой значительной потери аммиака.
Другие цели так же, как другие аспекты, особенности и преимущества настоящего изобретения, станут очевидными из рассмотрения описания с сопроводительными чертежами и формулы изобретения.
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 ) к фосфат-ионам (РO ) 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 ), 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.
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 иона.
В другом предпочтительном варианте воплощения настоящего изобретения газ, содержащий акрилонитрил, возвращается для извлечения и очистки акрилонитрила.
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.
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.
Предпочтительно, температура первого раствора находится между 40 и 80°С, особенно предпочтительно между 50 и 65°С.
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.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - это технологическая схема предпочтительного воплощения настоящего изобретения.
Фиг.2 - это технологическая схема другого предпочтительного воплощения настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
Ниже приводится подробное описание предпочтительных вариантов воплощения настоящего изобретения.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
На фиг.1 и 2 изображены предпочтительные воплощения способа согласно настоящему изобретению применительно к аммоксидированию пропана.
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).
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.
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.
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.
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 ) к фосфат-ионам (РO ) 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.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что углеводородом является пропан.
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.
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.
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.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что углеводородом является пропан.
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.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что второй раствор перед возвращением подвергается окислению в атмосфере влажного кислорода для удаления любых нежелательных примесей.
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.
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.
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.
12. Способ по п.1, отличающийся тем, что рН первого раствора находится в пределах приблизительно 2,8 - 6,0.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что рН первого раствора находится в пределах приблизительно 2,8 - 5,8.
14. Способ по п.5, отличающийся тем, что рН первого раствора находится в пределах приблизительно 2,8 - 6,0.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что рН первого раствора находится в пределах приблизительно 2,8 - 5,8.
16. Способ по п.1, отличающийся тем, что температура первого раствора составляет от 40 до 80°С.
17. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый раствор содержит водный раствор, содержащий первичный фосфат аммония и фосфорную кислоту.
18. Способ по п.5, отличающийся тем, что первый раствор содержит водный раствор, содержащий первичный фосфат аммония и фосфорную кислоту.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97110084/04A RU2237016C2 (ru) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | Способ извлечения непрореагировавшего аммиака из вытекающего из реактора потока |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97110084/04A RU2237016C2 (ru) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | Способ извлечения непрореагировавшего аммиака из вытекающего из реактора потока |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU97110084A RU97110084A (ru) | 1999-05-10 |
| RU2237016C2 true RU2237016C2 (ru) | 2004-09-27 |
Family
ID=33432565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97110084/04A RU2237016C2 (ru) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | Способ извлечения непрореагировавшего аммиака из вытекающего из реактора потока |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2237016C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117923514A (zh) * | 2022-10-26 | 2024-04-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种用于氨回收的低能耗低物耗方法及系统 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB222587A (en) * | 1923-07-07 | 1924-10-07 | William Arthur Bone | Process of recovering ammonia from gases or vapours |
| US2797148A (en) * | 1951-03-13 | 1957-06-25 | Du Pont | Recovery of nh3 from a gaseous mixture containing nh3 and hcn |
| US3718731A (en) * | 1970-10-26 | 1973-02-27 | Du Pont | Process for recovering ammonia from a gaseous mixture containing nh3 and hcn |
| FR2235878A1 (ru) * | 1973-07-02 | 1975-01-31 | Uss Eng & Consult | |
| FR2461682A1 (fr) * | 1979-07-18 | 1981-02-06 | Suntech | Separation de l'ammoniac des gaz en contenant |
| RU2062639C1 (ru) * | 1992-11-10 | 1996-06-27 | Восточный научно-исследовательский углехимический институт | Способ выделения аммиака из коксового газа |
-
1997
- 1997-06-18 RU RU97110084/04A patent/RU2237016C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB222587A (en) * | 1923-07-07 | 1924-10-07 | William Arthur Bone | Process of recovering ammonia from gases or vapours |
| US2797148A (en) * | 1951-03-13 | 1957-06-25 | Du Pont | Recovery of nh3 from a gaseous mixture containing nh3 and hcn |
| US3718731A (en) * | 1970-10-26 | 1973-02-27 | Du Pont | Process for recovering ammonia from a gaseous mixture containing nh3 and hcn |
| GB1350490A (en) * | 1970-10-26 | 1974-04-18 | Du Pont | Separation of ammonia from gas streams |
| DE2153296B2 (de) * | 1970-10-26 | 1979-11-29 | E.I. Du Pont De Nemours And Co., Wilmington, Del. (V.St.A.) | Verfahren zur Gewinnung von Ammoniak aus einem gasförmigen Gemisch, das NH3 und HCN enthält |
| FR2235878A1 (ru) * | 1973-07-02 | 1975-01-31 | Uss Eng & Consult | |
| FR2461682A1 (fr) * | 1979-07-18 | 1981-02-06 | Suntech | Separation de l'ammoniac des gaz en contenant |
| RU2062639C1 (ru) * | 1992-11-10 | 1996-06-27 | Восточный научно-исследовательский углехимический институт | Способ выделения аммиака из коксового газа |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117923514A (zh) * | 2022-10-26 | 2024-04-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种用于氨回收的低能耗低物耗方法及系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7326391B2 (en) | Process for recovery and recycle of ammonia from a vapor stream | |
| RU2247718C2 (ru) | Способ получения ненасыщенного мононитрила (варианты) | |
| KR100811500B1 (ko) | 반응기 유출액 스트림에서 암모니아를 회수 및 재순환하는방법 | |
| US5895635A (en) | Process for recovery and recycle of ammonia from an acrylonitrile reactor effluent stream using an ammonium phosphate quench system | |
| JPS6141346B2 (ru) | ||
| JP2007518736A (ja) | オレフィン性不飽和ニトリル類の精製方法 | |
| US10647663B2 (en) | High purity HCN from acrylonitrile co-production | |
| MXPA04000362A (es) | Reciclaje de cabezas de destilacion enfriadas en un procedimiento para purificar acrilonitrilo. | |
| RU2237016C2 (ru) | Способ извлечения непрореагировавшего аммиака из вытекающего из реактора потока | |
| EP0885843B1 (en) | Process for recovery and recycle of ammonia from an acrylonitrile reactor effluent stream using an ammonium phosphate quench system | |
| TW201514100A (zh) | 使用第二廢熱鍋爐之氰化氫製造方法 | |
| JP4186132B2 (ja) | リン酸アンモニウムクエンチ系を用いてアクリロニトリル反応器流出液流からアンモニアを回収し再循環させるプロセス | |
| KR100644119B1 (ko) | 암모늄포스페이트켄치시스템에의한아크릴로니트릴반응기유출액흐름으로부터암모니아의회수및재순환방법 | |
| US20010006614A1 (en) | Process for recovery and recycle of ammonia from an acrylonitrile reactor effluent stream using an ammonium phosphate quench system | |
| CN1204620A (zh) | 使用磷酸铵骤冷系统从丙烯腈反应器流出物中回收和再循环氨的方法 | |
| JP4124391B2 (ja) | 廃水の処理方法 | |
| MXPA97004617A (en) | Process to recover and recycle ammonia from an effluent current of the acrylonitril reactor using an amo phosphate cooling system | |
| JP2008260762A (ja) | リン酸アンモニウムクエンチ系を用いてアクリロニトリル反応器流出液流からアンモニアを回収し再循環させるプロセス | |
| BG63295B1 (bg) | Метод за извличане и рециклиране на амоняка от изходящия поток от акрилонитрилов реактор, използващамониево-фосфатна охладителна система | |
| KR810001375B1 (ko) | 올레핀 나트릴의 회수방법 | |
| KR810001374B1 (ko) | 올레핀 니트릴의 회수방법 | |
| RO118413B1 (ro) | Procedeu pentru recuperarea amoniacului din efluentul unui reactor de acrilonitril | |
| EP1681269A2 (en) | Process for recovery and recycle of ammonia from a reactor effluent stream | |
| JP2002515479A (ja) | プロセスフレアヘッダーからの有機物の回収 | |
| KR790001107B1 (ko) | 아크릴로나트릴 또는 메타아크릴로니트릴의 정제 및 회수방법 |
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 |