用于控制急冷塔pH的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]提供了一種用于控制急冷塔pH的工藝。更具體地，該工藝包括向急冷塔添加酸來(lái)在來(lái)自一個(gè)或更多急冷塔后冷卻器的冷凝物中提供大約3.5至大約7的pH。
【背景技術(shù)】
[0002]丙烯腈是一種主要用作單體的重要的常用化學(xué)品，該單體用于各種聚合體材料的制造，例如在紡織品中和在樹(shù)脂(例如，ABS和SAN樹(shù)脂)中使用的丙烯酸纖維用的聚合體。世界范圍內(nèi)，丙烯腈以超出四百萬(wàn)公噸每年的量被生產(chǎn)。用于制造丙烯腈或其它烯不飽和腈(例如，甲基丙烯腈)的最常用的工藝為，使用空氣或其它分子氧的源作為氧化劑，使適當(dāng)?shù)奶細(xì)浠衔?例如，用于丙烯腈的制造的丙烯或丙烷、或用于甲基丙烯腈的制造的異丁烯)在氨氧化反應(yīng)器中在氨的存在下反應(yīng)。也稱(chēng)為氨氧化反應(yīng)的這樣的氧化反應(yīng)典型地在液化的催化劑床中使用固體、微粒、非均勻催化劑，以催化氨氧化反應(yīng)并且以可接受的轉(zhuǎn)化和產(chǎn)量提供期望的丙烯腈或甲基丙烯腈。除了產(chǎn)生烯不飽和腈之外，這樣的氨氧化反應(yīng)還通常產(chǎn)生其它有機(jī)化合物，例如，乙腈、氰化氫(HCN)以及其它副產(chǎn)物。例如在均通過(guò)引用并入本文的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)4，503，001,4, 767，878,4, 863，891以及5，093，299中公開(kāi)了用于碳?xì)浠衔锕?yīng)向丙烯腈的催化氨氧化的工藝。
[0003]在用于回收這樣的碳?xì)浠衔锇毖趸?例如，用來(lái)形成丙烯腈的丙烯的氨氧化)的產(chǎn)物的商業(yè)實(shí)踐中廣泛地使用的工藝通常包括如下步驟:a)將來(lái)自氨氧化反應(yīng)器的流出物在急冷器或塔中與含水急冷液接觸來(lái)中和氨并冷卻氣態(tài)流出物；b)將急冷的氣態(tài)流出物與水在吸收器中接觸，從而形成包括氨氧化產(chǎn)物的含水溶液；c)使含水溶液在蒸餾塔中遭受水抽提蒸餾；以及d)從塔的頂部移除包括不飽和腈和一些水的第一塔頂蒸汽流，并且從塔的底部收集包含水和污染物的液體廢水。烯不飽和腈(例如，丙烯腈)的進(jìn)一步凈化可通過(guò)使塔頂蒸汽流行進(jìn)至第二蒸餾塔來(lái)從丙烯腈移除至少一些雜質(zhì)且進(jìn)一步蒸餾部分凈化的丙烯腈來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0004]來(lái)自氨氧化反應(yīng)器的流出物大體包含一定量的氨。因而，在急冷塔中使用的急冷液還可包含強(qiáng)無(wú)機(jī)酸(例如，硫酸)，來(lái)與其反應(yīng)并因而形成氨的水溶性鹽，例如，硫酸銨。包含硫酸銨和其它成分的使用或耗費(fèi)的急冷流體典型地以環(huán)境安全的方式被處理或布置。
[0005]在急冷塔中的pH的控制是重要的。必須將未轉(zhuǎn)化的行進(jìn)穿過(guò)反應(yīng)器的任何氨中和。如果未中和，那么氨可與丙烯腈反應(yīng)來(lái)形成各種聚合體并引起積垢。氨還可有助于HCN的聚合作用。在急冷塔中的有效的PH控制的缺乏導(dǎo)致產(chǎn)物的損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]控制急冷塔pH的工藝提供了具有穩(wěn)定和接近不變的pH的急冷塔流。在現(xiàn)有工藝中的冷凝流的連續(xù)PH測(cè)量消除了急冷液的直接pH測(cè)量帶有的問(wèn)題。例如，急冷塔液體自身包括導(dǎo)致PH探針和樣品線路阻塞的常見(jiàn)故障的特性。驚人地且未意料到地，急冷塔冷凝物提供了直接與急冷塔PH相關(guān)的更清潔流并且以小偏移追蹤急冷塔pH。
[0007]用于控制急冷塔pH的工藝包括向急冷塔添加酸來(lái)控制在來(lái)自一個(gè)或更多急冷塔的急冷塔流出物中的pH。在一個(gè)方面中，該工藝包括測(cè)量急冷塔冷凝物的pH和調(diào)整添加至急冷塔的酸的量來(lái)在冷凝物中維持大約3.5至大約7、在另一方面中為大約3.5至大約6、且在另一方面中為大約5至大約5.5的pH。冷凝物pH的測(cè)量提供了用于控制向急冷塔的酸添加的一致且精確的程序。
[0008]用于降低在來(lái)自急冷塔的急冷流出物中的氨的工藝包括將急冷流出物輸送至急冷塔后冷卻器；測(cè)量來(lái)自急冷塔后冷卻器的冷凝物的PH ;以及向急冷塔添加酸。在該方面中，工藝包括向急冷塔添加酸來(lái)在來(lái)自急冷塔后冷卻器的冷凝物中提供大約3.5至大約7、在另一方面中為大約3.5至大約6、且在另一方面中為大約5至大約5.5的pH。
[0009]用于控制急冷塔pH的工藝包括:測(cè)量來(lái)自急冷塔流出物的冷凝物的pH，其中，冷凝物具有大約5%重量或更少的丙烯腈、和/或大約I %重量或更少的HCNjP /或大約
0.05%重量或更少的氨、和/或大約0.01%重量或更少的溶解硫酸鹽；以及向急冷塔添加酸。在該方面中，工藝包括向急冷塔添加酸來(lái)在來(lái)自急冷塔的冷凝物中提供大約3.5至大約7、在另一方面中為大約3.5至大約6、且在另一方面中為大約5至大約5.5的pH。
[0010]用于控制在急冷塔中的氨中和的工藝包括:向急冷塔添加酸且測(cè)量來(lái)自急冷塔流出物的冷凝物的PH，其中，冷凝物具有大約5%重量或更少的丙烯腈、和/或大約1%重量或更少的HCNjP /或大約0.05%重量或更少的氨、和/或大約0.01 %重量或更少的溶解硫酸鹽，其中，添加至急冷塔的酸提供大約90%或更多的氨中和。在該方面中，工藝包括向急冷塔添加酸來(lái)在來(lái)自急冷塔流出物的冷凝物中提供大約3.5至大約7、在另一方面中為大約
3.5至大約6、且在另一方面中為大約5至大約5.5的pH。
[0011]用于控制急冷塔pH的系統(tǒng)包括:急冷塔，其構(gòu)造為向急冷塔后冷卻器供應(yīng)急冷塔流出物，該急冷塔后冷卻器構(gòu)造為提供冷凝物；pH傳感器，其用于監(jiān)測(cè)來(lái)自急冷塔后冷卻器的冷凝物的PH ;以及控制器，其電連接至pH傳感器和酸控制閥，該酸控制閥構(gòu)造為控制到急冷塔的酸流；其中控制器構(gòu)造為增加或減少穿過(guò)酸控制閥的酸流。
【附圖說(shuō)明】
[0012]該工藝的數(shù)個(gè)方面的上述和其它方面、特征以及優(yōu)點(diǎn)將從下列圖示變得更加顯而易見(jiàn)。
[0013]圖1大體不出了急冷塔和后冷卻器。
[0014]遍及附圖，相對(duì)應(yīng)的參考標(biāo)號(hào)指示相對(duì)應(yīng)的部件。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解在附圖中的元件出于簡(jiǎn)易性和清晰性被示出，并且不必遵循比例繪制。例如，在附圖中的其中一些元件的尺寸可相對(duì)其它元件夸大，來(lái)有助于改善各種方面的理解。此外，在商業(yè)上可實(shí)行的方面中有用或必須的常用但充分理解的元件通常未被繪出，以便促進(jìn)這些各方面的更少被阻礙的視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下列描述不以被限制的意義采取，而是僅僅出于描述示例性實(shí)施例的一般原理的目的進(jìn)行。本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)參照權(quán)利要求確定。
[0016]如下，關(guān)于附圖進(jìn)一步描述對(duì)該工藝和用于執(zhí)行該工藝的設(shè)備的參考。
[0017]如在圖1所顯示，急冷塔10包括第一部分28和第二部分30，第一部分28定位在第二部分30下面。急冷塔10的第一部分28包括構(gòu)造為接收氣體流或反應(yīng)器流出物12的入口 32。氣體流或反應(yīng)器流出物12可包括丙烯腈和氨。急冷塔10的第二部分30包括構(gòu)造為接收含水流或急冷液16的多級(jí)噴灑系統(tǒng)34。含水流或急冷液16可包括酸36。
[0018]在一方面中，工藝包括在工業(yè)生產(chǎn)液流進(jìn)入急冷塔之前向工業(yè)生產(chǎn)液流添加酸。在該方面中，工藝包括在接合點(diǎn)40處經(jīng)由管線38向急冷液16添加酸36。酸36可包括任何合適的酸，例如硫酸(諸如98%的硫酸)。
[0019]急冷液16可包括離開(kāi)急冷塔10的底部42和穿過(guò)管線44的流出物或急冷塔底部流。在一方面中，流出物或急冷塔底部流可包括按重量大約45%或更少、在另一方面中為按重量大約10至大約25%且在另一方面中為按重量大約15至大約21%的硫酸銨的濃度。
[0020]水可通過(guò)入口 48經(jīng)由管線46添加至急冷塔10，或者另外地可添加至急冷液16或由流16和44形成的液體再循環(huán)