Способ получения акрилонитрила

(51)07 253/34, 255/08 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель ТЕ СТАНДАРД ОИЛ КОМПАНИ(73) Патентообладатель ТЕ СТАНДАРД ОИЛ КОМПАНИ(57) 1. Способ получения акрилонитрила путем взаимодействия пропилена, аммиака и кислорода в реакционной зоне в присутствии катализатора с получением вытекающего из реактора потока, содержащего неочищенный акрилонитрил, перемещения вытекающего из реактора потока, содержащего неочищенный акрилонитрил, в охладительную колонну,в которой указанный поток контактирует с первым водным потоком для охлаждения вытекающего из реактора потока, перемещения охлажденного вытекающего из реактора потока, содержащего неочищенный акрилонитрил, в абсорбционную колонну, в которой указанный поток контактирует со вторым водным потоком для отделения и удаления неочищенного акрилонитрила в виде донного потока из абсорбционной колонны, и перемещения донного потока, содержащего неочищенный акрилонитрил, в секцию выделения и очистки, где акрилонитрил выделяется и очищается, отличающийся тем, что второй водный поток в абсорбционную колонну подают с помощью жидкостных распылительных сопел. 7782 1 2006.02.28 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что реакционная зона представляет собой реактор с кипящим слоем. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что распылительные сопла расположены в донной части абсорбционной колонны. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что распылительные сопла расположены в верхней части абсорбционной колонны. 5. Способ по п. 1. отличающийся тем, что распылительные сопла расположены по всему протяжению абсорбционной колонны. Данное изобретение относится к получению акрилонитрила. Более конкретно, данное изобретение относится к усовершенствованному способу получения акрилонитрила с помощью реактора с кипящим слоем. Способ получения акрилонитрила в реакторе с кипящим слоем применяется на практике с начала 1960-х годов. Обычно вытекающий из реактора с кипящим слоем поток после реакции аммоксидирования пропилена проходит через охладительную колонну,абсорбционную колонну и дистилляционно-ректификационные колонны для очистки и выделения акрилонитрильного продукта. Вообще, для абсорбции органических продуктов(акрилонитрила, ацетонитрила и ) из паровой струи в абсорбционной колонне используется струя воды. Органические продукты, удаляемые в абсорбционной колонне, затем отгоняются из потока воды в дистилляционно-ректификационных колоннах. Абсорбционная колонна обычно содержит три секции (1) нижнюю зону теплообмена, где горячие газы из охладителя охлаждаются путем прямого теплообмена с холодной водой(2) зону абсорбции, где органические вещества в реакционных газах абсорбируются в охлажденную воду (после чего вода, насыщенная органическим продуктом, называется обогащенной водой) и (3) верхнюю зону теплообмена, где поступающая вода охлаждается путем прямого теплообмена с холодным очищенным газом. В предшествующих способах внутренние части этих трех секций абсорбционной колонны обычно содержат рефракционирующие тарелки, либо упорядоченную или неупорядоченную насадку. В данном изобретении предлагается усовершенствованный способ получения и извлечения акрилонитрила, который результируется в уменьшенной продолжительности процесса вследствие устранения полимерного засорения в абсорбционной колонне. Основной целью данного изобретения является обеспечение усовершенствованного способа получения акрилонитрила. Другой целью данного изобретения является обеспечение усовершенствованного способа получения акрилонитрила, в котором применяется реактор с кипящим слоем. Еще одной целью данного изобретения является обеспечение усовершенствованного процесса выделения и очистки акрилонитрила, выпускаемого из реактора с кипящим слоем. Дополнительные цели и преимущества данного изобретения частично будут изложены в последующем описании, а частично выяснятся из описания или могут быть усвоены при практическом осуществлении изобретения. Цели и преимущества данного изобретения могут быть реализованы и достигнуты посредством мероприятий и комбинаций, особо подчеркнутых в прилагаемой формуле. Для достижения вышеуказанных целей и в соответствии с замыслом изобретения, который достаточно полно описывается здесь, способ, предлагаемый в данном изобретении,включает в себя реагирование пропилена, аммиака и кислорода в зоне реактора в присутствии катализатора, причем вытекающий из реактора поток содержит неочищенный акрилонитрил, перемещение вытекающего потока, содержащего неочищенный акрилонитрил,в охладительную колонну, в которой поток, содержащий неочищенный акрилонитрил,входит в контакт со струей воды с целью охлаждения потока, перемещение охлажденного 2 7782 1 2006.02.28 потока, содержащего неочищенный акрилонитрил, в абсорбционную колонну, в которой этот поток входит в контакт с второй струей воды с целью отделения и удаления неочищенного акрилонитрила из абсорбционной колонны в виде донного потока, перемещение донного потока, содержащего неочищенный акрилонитрил, в дистилляционную колонну,где акрилонитрил выделяется. Усовершенствование данного способа заключается в подаче в абсорбционную колонну второй водяной струи с помощью жидкостных распылительных сопел. В предпочтительном варианте осуществления данного изобретения способ получения акрилонитрила содержит контактирование аммиака, кислородосодержащего газа и пропилена в присутствии кипящего слоя катализатора в реакторе с кипящим слоем. В дополнительном предпочтительном варианте осуществления данного изобретения распылительные сопла располагаются в донной части абсорбционной колонны. В следующем предпочтительном варианте осуществления изобретения распылительные сопла располагаются в верхней теплопередающей части абсобционной колонны. И в еще одном варианте осуществления изобретения распылительные сопла располагаются по всей высоте абсорбционной колонны. Фиг. 1 - схема процесса, предлагаемого в данном изобретении. Фиг. 2 - поперечное сечение абсорбционной колонны с жидкостными распылительными соплами. Теперь способ, предлагаемый в данном изобретении, будет описан подробно со ссылками на прилагаемые чертежи. Данное изобретение можно применить в любом процессе выделения и очистки акрилонитрила и метакрилонитрила, в котором используется абсорбционная колонна, а продукт поступает из охладительной колонны в абсорбционную колонну до выделения и очистки продуцируемого акрилонитрила. Особые промежуточные этапы, связанные с выделением и очисткой, не являются решающими для данного изобретения и находятся в пределах компетенции любого среднего специалиста в данной области. Например, для очистки сырого акрилонитрила при получении акрилонитрила могут быть применены дистилляционные колонны. На фиг. 1 в реактор 1 по трубопроводу 2 поступают пропилен и аммиак, а по трубопроводу 4 подают кислородо-содержащий газ (обычно воздух). Пропилен, аммиак и кислород реагируют в реакторе (предпочтительно реакторе с кипящим слоем) в присутствии кипящего слоя катализатора, причем образуется акрилонитрил. Вытекающий поток,содержащий акрилонитрил, из реактора 1 по трубопроводу 3 поступает в охладительную колонну 5, где этот поток охлаждается при помощи прямого контакта со струей воды. Охлажденный поток реактора вытекает из охладительной колонны 5 по трубопроводу 7 и поступает в абсорбционную колонну 9, в которой с охлажденным потоком реактора контактирует водяная струя, удаляя неочищенный акрилонитрил (под сырым акрилонитрилом подразумевается акрилонитрил, содержащий различные примеси, включая побочные продуктыи ацетонитрил), присутствующий в вытекающем потоке реактора. Неочищенный акрилонитрил затем поступает по трубопроводу 13 из абсорбционной колонны 9 в дистилляционную колонну 15, где жидкий акрилонитрил подвергается дистилляции для удаления некоторых примесей, после чего он по трубопроводу 23 поступает в отгоночную колонну 25, где имеет место дальнейшая дистилляция для отделения акрилонитрила от побочных продуктов (то есть,и ацетонитрила). После этого выделенный акрилонитрил удаляется из отгоночной колонны 25 по трубопроводу 27 и дополнительно очищается в колонне 31 готового продукта. Очищенный акрилонитрил удаляется из колонны 31 по трубопроводу 35, а отходы извлекаются для рециркуляции по трубопроводу 33. Побочный продуктобычно извлекается по трубопроводу 29 отгоночной колонны 25. Побочный продукт ацетонитрил обычно извлекается в виде бокового погона (не показан) из дистилляционной колонны 15. 3 7782 1 2006.02.28 В практическом осуществлении данного изобретения абсорбционную колонну 9 приспосабливают для обеспечения нового способа контактирования охлажденного потока газа из реактора, содержащего акрилонитрил, с целью удаления акрилонитрила из вытекающего потока реактора. На фиг. 2 показана новая конфигурация внутренней части абсорбционной колонны 9. Фиг. 2 является поперечным сечением абсорбционной колонны 9 и показывает предпочтительный пример осуществления данного изобретения. Внутренняя часть абсорбционной колонны 9 содержит решетку кольцевой формы, имеющую поперечный брус 41. Решетка 37 и поперечный брус 41 имеют жидкостные распылительные сопла 39, расположенные в разных местах кольцевой решетки 37 и поперечного бруса 41 таким образом,что распыляемая вода, выходящая из сопел 39, перекрывает всю окружность абсорбционной колонны 39, позволяя полный контакт распыляемой воды с охлаждаемым выходным потоком газа и удаляя акрилонитрил в виде донного потока по трубопроводу 13 (фиг. 1). Обычно расстояние между распылительными соплами составляет от 36 до 144 дюймов,предпочтительно 48-90 дюймов. Понятно, что количество распылительных сопел, используемых в колонне, зависит от размера колонны и должно гарантировать полный охват всей окружности колонны распыляемой водой. Обычно в колонне диаметром 16 футов количество используемых сопел составляет 7-10 в зависимости от размера сопла. Вдобавок, фактическая конфигурация сопел не является решающей для обеспечения перекрытия всей окружности колонны картиной распыления, создаваемой распылительными соплами. Жидкостные сопла с пустотелой или сплошной конусной струей могут устанавливаться в верхней и/или нижней секциях теплопередачи абсорбционной колонны. В предпочтительном варианте осуществления данного изобретения сопла с пустотелой конусной струей устанавливаются на многих уровнях с соответствующими расстояниями между соплами и уровнями для обеспечения зоны действия жидкостного распыления по всему живому сечению корпуса абсорбционной колонны. Через распылительные сопла вводится адекватная циркуляция накачиваемой жидкости для выполнения желаемого теплопереноса в верхней и/или нижней секции теплопередачи путем непосредственного контакта газовой фазы, содержащей продуцируемый акрилонитрил, с распыляемой жидкостью. Накачиваемая жидкость предпочтительно может быть скользящим потоком дна абсорбционной колонны или скользящим потоком бокового отвода абсорбционной колонны, и/или отработанной водой абсорбционной колонны,и/или свежей подпиточной водой, подаваемой в абсорбционную колонну, и/или технологической водой, конденсируемой при резком охлаждении. В дополнительном предпочтительном варианте осуществления данного изобретения в питающий трубопровод каждого уровня распылительных сопел устанавливаются ручные или автоматические регулировочные клапаны, позволяющие регулирование расхода на каждом уровне и оптимизацию теплопереноса. Адаптация жидкостных распылительных сопел во внутренней части абсорбционной колонны на месте тарелок или упорядоченной или неупорядоченной насадки дает следующие преимущества. Применение распылительных сопел ведет к уменьшению обычного падения давления в распылительной системе, что уменьшает тенденцию этой системы к засорению. Наблюдалось, что насадка абсорбционной колонны, как неупорядоченная,так и упорядоченная, имеет тенденцию засорения полимерами во время работы системы выделения и очистки акрилонитрила. Накапливающиеся отложения полимеров вызывают увеличение падения давления в колонне до такой степени, что колонна отключается для дорогостоящей очистки, требующей затраты времени. В способе, предлагаемом в данном изобретении, распылительная система устраняет возможные поверхности для образования полимеров, вследствие чего отпадает в значительной степени проблема полимерного засорения. С устранением или существенным уменьшением этой проблемы появляется сопутствующая способность работы системы при пониженном давлении. Само собой разу 4 7782 1 2006.02.28 меется, что работа при пониженном давлении ведет к усовершенствованию системы выделения и очистки, что, в свою очередь, приводит к повышению выхода акрилонитрила. Понятно, что данным изобретением обеспечивается способ, который полностью соответствует целям и преимуществам, указанным выше. В то время как изобретение описано в связи с определенными примерами его осуществления, ясно, что в свете вышеизложенного многие альтернативные варианты и модификации станут очевидными для всех специалистов в данной области. Соответственно, следует воспринимать все такие альтернативные варианты и модификации как включенные в пределы сущности и объема прилагаемой формулы изобретения. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.