[發明專利]用于氨氧化反應器的氨進料的控制

有效

• 申請號: 201410295420.7
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104028172B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發明（設計）人: T.R.麥克唐奈;J.R.庫赫;D.R.沃格納;P.T.沃赫滕多夫;T.G.特拉弗斯
• 申請（專利權）人: 英尼奧斯歐洲股份公司
• 主分類號: B01J4/00
• 分類號: B01J4/00;B01J8/00;C07C255/08;C07C253/26
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;傅永霄

本發明涉及用于氨氧化反應器的氨進料的控制。具體而言，提供了一種用于控制提供至氨氧化反應器的氨和/空氣的量的過程和系統。該過程包括保持急冷水底部的pH和調整反應器進料中的氨量以在反應器進料中提供大約1至大約2的氨與烴之比。此外，該過程可包括調整反應器進料中的空氣量，以在反應器進料中提供大約9至大約10的空氣與烴之比。

技術領域

提供了一種用于控制提供至氨氧化反應器的氨和/空氣的量的過程。更具體而言，該過程包括保持急冷水底部的pH并且調整反應器進料中的氨量來在反應器進料中提供大約1至大約2的氨與烴之比。此外，該過程可包括調整反應器進料中的空氣量，以在反應器進料中提供大約9至大約10的空氣與烴之比。

背景技術

在丙烯腈的商業制造中，丙烯、氨和氧根據以下反應流程一起反應：

CH2=CH-CH3+NH3+3/2O2→CH2=CH-CN+3H2O

通常稱為氨氧化的該過程在存在適合的流化床氨氧化催化劑的情況下在升高的溫度(例如，350℃至480℃)下以氣相執行。

圖1示出了用于執行該過程的典型的丙烯腈反應器。如這里所示，反應器10包括反應器外殼12、空氣格柵14、進料噴灑器16、冷卻盤管18和旋風分離器(cyclone)20。在正常操作期間，過程空氣穿過空氣入口22充入反應器10中，同時，來自丙烯入口34和氨入口36的丙烯和氨的混合物通過給送噴灑器16充入反應器10中。這些進氣的流速高到足以使反應器內部中的氨氧化催化劑床24流化，在該處發生丙烯和氨的成為丙烯腈的催化氨氧化反應。

反應氣體穿過反應器流出物出口26離開反應器10。在這樣做之前，它們行進穿過旋風分離器20，旋風分離器20移除這些氣體可夾帶的任何氨氧化催化劑，以用于穿過浸入管25送回到催化劑床24。氨氧化是極為發熱的，且冷卻盤管18用于回收余熱，且因此將反應溫度保持在適當的水平。

如圖1進一步所示，從離開典型丙烯腈反應器10的熱反應氣體回收丙烯腈和其它副產物的第一步驟是通過在急冷塔30中用急冷水噴灑它們來冷卻它們。這些反應氣體含有未反應的氨，其在這些氣體被進一步處理之前被移除。出于此目的，硫酸加至急冷水，其根據以下反應與該未反應的氨反應來產生硫酸銨：

H2SO4+2NH3→(NH4)2SO4

該硫酸銨溶解在急冷水塔底部中，其通過急冷底部出口管線31排出以廢棄。此時大致較冷且基本上沒有未反應的氨的熱反應氣體從急冷塔的上部穿過急冷氣體出口管線33離開，以用于進一步處理。由于反應器流出物出口26中的這些總體反應氣體中的未反應氨的量可隨時間變化，故由pH監測器37監測急冷塔底部水的pH，且借助于硫酸控制閥40和控制器42調整加至急冷塔的硫酸的量，以將該pH保持在期望水平。補充水可根據需要穿過管線45加至急冷。

為了丙烯腈反應器10以最大效率操作，在任何特定時間給送至反應器的氨量應當在摩爾量上略微超過在將在相同時間給送至反應器的丙烯中的全部轉換成丙烯腈所需的量。由于進入的丙烯的流速可出于許多原因而隨時間變化，故慣例是連續地監測該流速F1，且借助于氨控制閥32和控制器38響應于該測得的丙烯流速來連續地調整進入的氨的流速。