[發明專利]降低丙烯腈中甲基丙烯腈含量的方法、丙烯腈生產系統

無效

• 申請號: 201410043611.4
• 申請日: 2014-01-29
• 公開（公告）號: CN103804230A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 潘秀亮;劉清娟;李大偉;趙立巖;胡明亮;苑文博;李洪明;孫成志;陸玲;李鳳強;趙輝
• 申請（專利權）人: 中國石油集團東北煉化工程有限公司吉林設計院
• 主分類號: C07C255/08
• 分類號: C07C255/08;C07C253/34;D01F9/22
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術領域

本發明涉及一種降低丙烯腈中甲基丙烯腈含量的方法和一種使用該方法的丙烯腈生產系統。

背景技術

高性能聚丙烯腈基碳纖維具有良好的材料綜合性能，例如高強度、高模量、低密度、耐高低溫、耐化學腐蝕、導電性好、熱膨脹系數小、耐輻射、生物相容性較好，是先進復合材料的重要的增強材料，廣泛應用于衛星、運載火箭、戰術導彈、飛機、宇宙飛船等航空航天尖端領域。

丙烯腈是生產高性能聚丙烯腈基碳纖維的主要原料。碳纖維性能優劣的關鍵之一是丙烯腈原料品質的好壞，制備高性能聚丙烯腈基碳纖維對丙烯腈原料的純度要求極高。目前國內丙烯腈原料主要來源于由丙烯、氨氧化反應工藝生產的成品，工業優級品丙烯腈中含有微量的乙醛、氫氰酸、丙酮、丙烯醛、甲基丙烯腈、噁唑、丙腈、丁烯腈、阻聚劑、過氧化物等有機雜質以及鐵離子等金屬雜質，這些雜質對碳纖維的性能有嚴重影響。

原料丙烯腈中的雜質尤其是甲基丙烯腈的存在是導致碳纖維缺陷的重要影響因素之一，甲基丙烯腈雜質若含量很高將導致碳纖維的強度、性能下降。因此，在使用前必須對工業級產品丙烯腈進行進一步的精制純化，降低其中的甲基丙烯腈等有機雜質，以滿足高性能聚丙烯腈基碳纖維原絲對原料的要求。

傳統丙烯腈生產工藝是將成品塔塔底內的物料送至回收塔，然后送回至丙烯腈生產系統中循環利用。但在生產過程中未見有效降低成品丙烯腈中甲基丙烯腈含量的方法，導致丙烯腈成品中含有較多的甲基丙烯腈，使該丙烯腈成品不能直接用于生產高性能聚丙烯腈基碳纖維。

發明內容

針對相關技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種降低丙烯腈中甲基丙烯腈含量的方法和一種使用該方法的丙烯腈生產系統。使用該方法和該系統生產出的丙烯腈成品中，具有較少含量的甲基丙烯腈。

為實現上述目的，一方面提供一種降低丙烯腈中甲基丙烯腈含量的方法，包括如下步驟：步驟1，將成品塔塔底內的物料送入脫甲基丙烯腈塔進行分餾；步驟2，將分餾出的塔頂產物送至回收塔；步驟3，將聚集于脫甲基丙烯腈塔塔底的塔底產物送入焚燒爐焚燒。

根據本發明，物料至少含有液相丙烯腈和液相甲基丙烯腈；塔頂產物至少含有氣相丙烯腈；塔底產物至少含有液相甲基丙烯腈。

根據本發明，送入脫甲基丙烯腈塔的物料被脫甲基丙烯腈塔的再沸器加熱，以進行對物料的分餾。

根據本發明，步驟2包括如下子步驟：步驟2.1，將塔頂產物經過冷凝器冷凝；步驟2.2，將冷凝后的塔頂產物經回流罐，一部分送回至脫甲基丙烯腈塔進行再次分餾，另一部分送至回收塔。

根據本發明，脫甲基丙烯腈塔為浮閥塔，將浮閥塔以0.1MpaA的壓力運行；在進行對物料的分餾時，浮閥塔的塔頂內部溫度位于65℃～80℃的范圍內，塔底內部溫度位于80℃～95℃的范圍內。

根據本發明，浮閥塔中設置有30個塔板。

另一方面提供一種使用上述任一項的方法的丙烯腈生產系統，包括：成品塔和脫甲基丙烯腈塔，脫甲基丙烯腈塔的物料入口與成品塔的塔底連通；回收塔，脫甲基丙烯腈塔的塔頂出口連通至回收塔的入口；焚燒爐，焚燒爐的入口可選擇地與脫甲基丙烯腈塔的塔底出口連通，或與成品塔的塔底連通。

根據本發明，從塔頂出口至回收塔的入口之間的連接管段上依次設置有冷凝器和回流罐，其中，回流罐具有回流出口，回流出口分別與回收塔的入口和脫甲基丙烯腈塔連通。

根據本發明，脫甲基丙烯腈塔為浮閥塔。

根據本發明，浮閥塔中設置有30個塔板。

相比于現有技術，本發明的有益效果為：

1.本發明的方法，將成品塔塔底內的物料送入脫甲基丙烯腈塔進行分餾，將分餾出的塔頂產物送至回收塔，并將聚集于脫甲基丙烯腈塔塔底的塔底產物送入焚燒爐焚燒。由此，經過脫甲基丙烯腈塔的分餾，塔頂產物中的甲基丙烯腈的含量降低，將塔頂產物經回收塔送回至丙烯腈生產系統中循環利用，從而降低了由丙烯腈生產系統生產出的丙烯腈成品中的甲基丙烯腈的含量。在例如使用丙烯腈成品生產高性能聚丙烯腈基碳纖維時，可直接使用丙烯腈成品而不會降低高性能聚丙烯腈基碳纖維中碳纖維的強度、性能。

2.本發明的系統，經過脫甲基丙烯腈塔的分餾，由脫甲基丙烯腈塔的塔頂出口排出的塔頂產物中的甲基丙烯腈的含量降低，將塔頂產物經回收塔送回至丙烯腈生產系統中循環利用，從而降低了由丙烯腈生產系統生產出的丙烯腈成品中的甲基丙烯腈的含量。在例如使用丙烯腈成品生產高性能聚丙烯腈基碳纖維時，可直接使用丙烯腈成品而不會降低高性能聚丙烯腈基碳纖維中碳纖維的強度、性能。

附圖說明