本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種化工產(chǎn)品的原料，丙烷一步法制丙烯酸生產(chǎn)中的尾氣循環(huán)工藝，其特征在于，蒸汽、氧氣、氮?dú)鈴念A(yù)混合器進(jìn)入，再與丙烷進(jìn)入進(jìn)料混合器，充分混合后，送入氧化反應(yīng)器，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成丙烯酸和一氧化碳、二氧化碳、乙酸、丙烯副產(chǎn)物；反應(yīng)的生成物經(jīng)第一冷卻器換熱后，進(jìn)入洗滌塔，洗滌塔塔頂出來氣體大部分作為循環(huán)氣。本發(fā)明專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，采用反應(yīng)尾氣循環(huán)工藝，部分含丙烷的反應(yīng)尾氣，經(jīng)壓縮后返回反應(yīng)器，繼續(xù)參與氧化反應(yīng)，降低了丙烷的消耗。若循環(huán)量過大，將造成副產(chǎn)物CO的大量積累，過高的CO濃度會產(chǎn)生安全危害；若循環(huán)量過小，將使反應(yīng)的總收率降低，以85％循環(huán)氣送入壓縮機(jī)為最佳。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種化工產(chǎn)品的原料，更具體地說，涉及一種丙烯酸生產(chǎn)中的尾氣循環(huán)工藝。
技術(shù)介紹
丙烯酸是有機(jī)化工重要的原料，廣泛應(yīng)用于高吸水性樹脂、涂料、紡織等化工生產(chǎn)領(lǐng)域。丙烯酸制備技術(shù)主要有丙烯腈水解法、氰乙醇法、Reppe法和丙烯氣相兩步氧化法，目前世界上主要采用的是丙烯氣相兩步氧化法。而最近幾年，采用適宜的催化劑，以丙烷和氧氣為原料，一步氧化制丙烯酸的技術(shù)已成為了研究的熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的丙烯氣相兩步氧化法，第一步是丙烯氧化制丙烯醛；第二步為丙烯醛氧化得到丙烯酸，由于兩步法制備過程需要設(shè)備投資較大，且原料丙烯比丙烷的價格要高很多。若采用丙烷一步法制備丙烯酸的工業(yè)化技術(shù)能夠?qū)嵤捎行Ч?jié)約投資，降低生產(chǎn)成本。丙烷一步法制丙烯酸工藝中尾氣循環(huán)技術(shù)。1、丙烷一步法制丙烯酸的工藝丙烷一步氧化法生產(chǎn)丙烯酸工藝，主要是以丙烷、氧氣為原料，在催化劑的作用下，反應(yīng)生成丙烯酸和一氧化碳、二氧化碳、乙酸、丙烯等副產(chǎn)物。該反應(yīng)為強(qiáng)放熱的氧化反應(yīng)，其反應(yīng)方程式如下:CH3-CH2-CH3+202- — CH2 = CHCOOH (g) +2H20 (g) ΔΗ = -715k J主要的副反應(yīng)有:CH3-CH2-CH3+302 — CH3C00H+2H20+C02CH3-CH2-CH3+502 — 4H20+3C022、尾氣循環(huán)工藝技術(shù)尾氣循環(huán)工藝技術(shù)是將洗滌塔未吸收的部分反應(yīng)氣體，再返回至反應(yīng)器系統(tǒng)，與新加入丙烷、氧氣、氮?dú)夂退魵饣旌虾螅M(jìn)入氧化反應(yīng)器繼續(xù)進(jìn)行反應(yīng)，通過尾氣的部分循環(huán)，對部分未反應(yīng)的丙烷再利用，降低原料的消耗。3、傳統(tǒng)工藝目前的尾氣循環(huán)技術(shù)，已經(jīng)應(yīng)用于傳統(tǒng)的丙烯氣相兩步氧化法制丙烯酸工藝，其工藝過程如下:丙烯進(jìn)入丙烯蒸發(fā)器汽化，再經(jīng)丙烯過熱器微過熱。空氣經(jīng)空氣壓縮機(jī)送入進(jìn)料混合器，在進(jìn)料混合器中與過熱丙烯及洗滌塔塔頂部分未吸收的氣體充分混合后，再進(jìn)入第一反應(yīng)器，在催化劑的作用下，丙烯與氧反應(yīng)生成丙烯醛和少量丙烯酸。反應(yīng)氣體在混合器再次與空氣混合后進(jìn)入第二反應(yīng)器，繼續(xù)發(fā)生選擇性氧化反應(yīng)，生成丙烯酸。反應(yīng)氣體進(jìn)入冷卻器冷卻后，進(jìn)入洗滌塔，反應(yīng)產(chǎn)物被從塔頂進(jìn)入的脫鹽水吸收及冷卻，塔底丙烯酸水溶液用泵送至丙烯酸精制單元。塔頂未吸收的氣體部分，經(jīng)循環(huán)氣壓縮機(jī)壓縮后，送至混合器循環(huán)使用。其余洗滌塔頂未吸收的氣體至尾氣焚燒系統(tǒng)，經(jīng)焚燒并回收余熱，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后放空。目前未見反應(yīng)尾氣循環(huán)技術(shù)應(yīng)用于丙烷一步法制丙烯酸的報道，鑒于丙烷一步氧化法制丙烯酸工藝技術(shù)的多重優(yōu)點(diǎn)，故將尾氣循環(huán)技術(shù)優(yōu)化并集成至丙烷一步法制丙烯酸的工藝技術(shù)中，更進(jìn)一步的推動技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于針對丙烷一步法制丙烯酸工藝技術(shù)，提供一種丙烷一步法制丙烯酸尾氣循環(huán)技術(shù)。丙烷一步法制丙烯酸生產(chǎn)中的尾氣循環(huán)工藝，其特征在于，蒸汽從預(yù)混合器上部進(jìn)入，氧氣、氮?dú)鈴念A(yù)混合器下部進(jìn)入，混合后進(jìn)入進(jìn)料混合器，再與丙烷進(jìn)入進(jìn)料混合器，進(jìn)料混合器的出口壓力為0.048MPaG,出口溫度為224.7°C，充分混合后，送入氧化反應(yīng)器，丙烷與氧在氧化催化劑的作用下，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，本化學(xué)反應(yīng)是強(qiáng)放熱的氧化反應(yīng)，反應(yīng)熱由反應(yīng)器的殼側(cè)內(nèi)的熱熔鹽移出，生成丙烯酸和一氧化碳、二氧化碳、乙酸、丙烯副產(chǎn)物；氧化反應(yīng)器的出口壓力為0.028MPaG,出口溫度為385°C，反應(yīng)的生成物經(jīng)第一冷卻器換熱后，溫度降至80°C，進(jìn)入洗滌塔，洗滌塔底部操作壓力為0.015MPaG，操作溫度為70°C，洗滌塔頂部操作壓力為0.014MPaG，操作溫度為45°C，洗滌塔上部有脫鹽水進(jìn)行吸收及冷卻，洗滌塔下部設(shè)有循環(huán)泵，循環(huán)泵連有第二冷卻器、冷卻后的反應(yīng)液，為粗丙烯酸溶液，按94%循環(huán)至洗滌塔,另一部分送入下部工序；洗滌塔塔頂出來氣體的一部分作為廢氣,廢氣去廢氣焚燒系統(tǒng)焚燒，洗滌塔塔頂出來氣體大部分作為循環(huán)氣，以80% 90%循環(huán)氣送入壓縮機(jī)為好，以85%循環(huán)氣送入壓縮機(jī)為最佳，循環(huán)氣加壓后，送入預(yù)混合器，與蒸汽混合，繼續(xù)參與化學(xué)反應(yīng)，以提高全程轉(zhuǎn)換率，提高經(jīng)濟(jì)效意，又降低CO的積累，避免反應(yīng)氣體組成在到爆炸范圍區(qū)間內(nèi)，確保生產(chǎn)的安全。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)1、丙烷一步法制丙烯酸工藝，原料一次轉(zhuǎn)化率較低，約35 45%，采用反應(yīng)尾氣循環(huán)工藝，部分含丙烷的反應(yīng)尾氣，經(jīng)壓縮后返回反應(yīng)器，繼續(xù)參與氧化反應(yīng)，降低了丙烷的消耗。2、丙烷一步法制丙烯酸工藝，將產(chǎn)生副產(chǎn)物CO，若循環(huán)量過大，將造成副產(chǎn)物CO的大量積累，過高的CO濃度會產(chǎn)生安全危害；若循環(huán)量過小，將使反應(yīng)的總收率降低。故確定適宜的循環(huán)比例是關(guān)鍵，本專利技術(shù)選擇了適宜的比例，既避免反應(yīng)氣體組成在到爆炸范圍區(qū)間，又保證了一定的收率。3、采用丙烷一步法制丙烯酸工藝技術(shù)，與傳統(tǒng)丙烯制丙烯酸工藝技術(shù)相比，可有效的減少裝置的一次性投資及運(yùn)行成本，提升裝置的競爭力。附圖說明圖1為本專利技術(shù)的簡化流程圖。圖中有反應(yīng)器1、洗滌塔2、循環(huán)氣壓縮機(jī)3、預(yù)混合器4、進(jìn)料混合器5、第一冷卻器6、循環(huán)泵7、第二冷卻器8。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對本專利技術(shù)作出進(jìn)一步地詳細(xì)描述。圖1中的物流編號I為尾氣循環(huán)物料，物流編號2為吸收塔塔頂物料，物流編號3為廢氣焚燒物料，物流編號4為反應(yīng)器進(jìn)料，物流編號5為粗丙烯酸出料。以某中型試驗(yàn)裝置為例，采用反應(yīng)尾氣循環(huán)工藝，有多次試驗(yàn)證明，洗滌塔2塔頂出來氣體大部分作為循環(huán)氣，以80% 90%循環(huán)氣送入壓縮機(jī)3為好，以85%循環(huán)氣送入壓縮機(jī)3為最佳，既避免反應(yīng)氣體組成在到爆炸范圍區(qū)間，又可充分利用丙烷資源，保證了一定的轉(zhuǎn)化率。具體實(shí)施例表格中表中的C3為丙烷，AA為丙烯酸。1、丙烷一步法制丙烯酸丙烷及尾氣循環(huán)技術(shù)無尾氣循環(huán)工況物流參數(shù)表表I權(quán)利要求1.一種丙烷一步法制丙烯酸生產(chǎn)中的尾氣循環(huán)工藝，其特征在于，蒸汽從預(yù)混合器(4)上部進(jìn)入，氧氣、氮?dú)鈴念A(yù)混合器(4)下部進(jìn)入，混合后進(jìn)入進(jìn)料混合器(5)，再與丙烷進(jìn)入進(jìn)料混合器(5)，進(jìn)料混合器(5)的出口壓力為0.048MPaG,出口溫度為224.7V，充分混合后，送入氧化反應(yīng)器(I)，丙烷與氧在氧化催化劑的作用下，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，本化學(xué)反應(yīng)是強(qiáng)放熱的氧化反應(yīng)，反應(yīng)熱由反應(yīng)器(I)的殼側(cè)內(nèi)的熱熔鹽移出，生成丙烯酸和一氧化碳、二氧化碳、乙酸、丙烯副產(chǎn)物；氧化反應(yīng)器(I)的出口壓力為0.028MPaG,出口溫度為385°C，反應(yīng)的生成物經(jīng)第一冷卻器(6)換熱后，溫度降至80°C，進(jìn)入洗滌塔(2)，洗滌塔(2)底部操作壓力為0.015MPaG,操作溫度為70°C，洗滌塔(2)頂部操作壓力為0.014MPaG,操作溫度為45°C，洗滌塔(2)上部有脫鹽水進(jìn)行吸收及冷卻，洗滌塔(2)下部設(shè)有循環(huán)泵(7)，循環(huán)泵(7)連有第二冷卻器(8)、冷卻后的反應(yīng)液，為粗丙烯酸溶液，按94%循環(huán)至洗滌塔(2)，另一部分送入下部工序；洗滌塔(2)塔頂出來氣體的一部分作為廢氣，廢氣去廢氣焚燒系統(tǒng)焚燒，洗滌塔(2)塔頂出來氣體大部分作為循環(huán)氣，以80% 90%循環(huán)氣送入壓縮機(jī)(3)，循環(huán)氣加壓后，送入預(yù)混合器(4)，與蒸汽混合，繼續(xù)參與化學(xué)反應(yīng)，以提高全程轉(zhuǎn)換率，提高經(jīng)濟(jì)效意，又降低CO的積累，避免反應(yīng)氣體組成在到爆炸范圍區(qū)間內(nèi)，確保生產(chǎn)的安全。2.按照權(quán)利要求1所述的丙烷一步法制丙烯酸生產(chǎn)中的尾氣循環(huán)工藝，其特征在于，本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種丙烷一步法制丙烯酸生產(chǎn)中的尾氣循環(huán)工藝，其特征在于，蒸汽從預(yù)混合器(4)上部進(jìn)入，氧氣、氮?dú)鈴念A(yù)混合器(4)下部進(jìn)入，混合后進(jìn)入進(jìn)料混合器(5)，再與丙烷進(jìn)入進(jìn)料混合器(5)，進(jìn)料混合器(5)的出口壓力為0.048MPaG，出口溫度為224.7℃，充分混合后，送入氧化反應(yīng)器(1)，丙烷與氧在氧化催化劑的作用下，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，本化學(xué)反應(yīng)是強(qiáng)放熱的氧化反應(yīng)，反應(yīng)熱由反應(yīng)器(1)的殼側(cè)內(nèi)的熱熔鹽移出，生成丙烯酸和一氧化碳、二氧化碳、乙酸、丙烯副產(chǎn)物；氧化反應(yīng)器(1)的出口壓力為0.028MPaG，出口溫度為385℃，反應(yīng)的生成物經(jīng)第一冷卻器(6)換熱后，溫度降至80℃，進(jìn)入洗滌塔(2)，洗滌塔(2)底部操作壓力為0.015MPaG，操作溫度為70℃，洗滌塔(2)頂部操作壓力為0.014MPaG，操作溫度為45℃，洗滌塔(2)上部有脫鹽水進(jìn)行吸收及冷卻，洗滌塔(2)下部設(shè)有循環(huán)泵(7)，循環(huán)泵(7)連有第二冷卻器(8)、冷卻后的反應(yīng)液，為粗丙烯酸溶液，按94％循環(huán)至洗滌塔(2)，另一部分送入下部工序；洗滌塔(2)塔頂出來氣體的一部分作為廢氣，廢氣去廢氣焚燒系統(tǒng)焚燒，洗滌塔(2)塔頂出來氣體大部分作為循環(huán)氣，以80％～90％循環(huán)氣送入壓縮機(jī)(3)，循環(huán)氣加壓后，送入預(yù)混合器(4)，與蒸汽混合，繼續(xù)參與化學(xué)反應(yīng)，以提高全程轉(zhuǎn)換率，提高經(jīng)濟(jì)效意，又降低CO的積累，避免反應(yīng)氣體組成在到爆炸范圍區(qū)間內(nèi)，確保生產(chǎn)的安全。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡明亮，劉學(xué)線，劉利，鞏傳志，王寶杰，梁宏斌，祝濤，楊莉，史家偉，
申請(專利權(quán))人：中國石油集團(tuán)東北煉化工程有限公司吉林設(shè)計(jì)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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