專利名稱：乙腈的改進(jìn)純化和回收的制作方法
在由丙烯與氨和氧氣進(jìn)行催化氨氧化反應(yīng)制備丙烯腈的過程中，生成了副產(chǎn)物粗乙腈。術(shù)語“粗乙腈”是指含有氰化氫、水和其它雜質(zhì)的液態(tài)乙腈。其它雜質(zhì)可能包括丙烯腈、乙醛、丙酮、甲醇、丙烯醛、噁唑(OXAZOLE)、順式和反式丁烯腈、甲基丙烯腈和烯丙醇。根據(jù)不同的條件，粗乙腈中組分的相對(duì)比例變化范圍較寬。粗乙腈中有機(jī)雜質(zhì)的濃度通常小于15％，未發(fā)現(xiàn)單個(gè)有機(jī)組分的濃度大于2-4％(重量)。由丙烯腈裝置中獲得的粗乙腈中通常含有25-85％的乙腈。按重量基準(zhǔn)計(jì)算，粗乙腈一般由52％乙腈、43.6％水、2.5％氰化氫、0.5％丙烯腈和1.3％上面提及的其它有機(jī)雜質(zhì)組成。起初在生產(chǎn)丙烯腈的過程中，生成的粗乙腈通過焚燒處理。然而近年來，該物質(zhì)已經(jīng)被回收、純化和出售以增加該反應(yīng)的價(jià)值。
這里有兩種基本技術(shù)用于生產(chǎn)丙烯腈過程中生成的粗乙腈副產(chǎn)物的“第一步”純化。這些方法一般可以制得足夠純度的乙腈作為本體溶劑使用。首選和最普通的實(shí)用技術(shù)為分批法。在該方法中，將粗乙腈蒸餾除去大部分作為低沸點(diǎn)餾出液的HCN。使剩余物質(zhì)或者與強(qiáng)堿混合物-通常為氫氧化鈉水溶液-甲醛和水反應(yīng)，或者與強(qiáng)堿和硫酸亞鐵反應(yīng)以基本上除去所有的殘余HCN(參見U.S.專利4328075和3201451)。然后蒸餾無HCN的物質(zhì)制得含約25％水的乙腈/水的共沸物。然后用無水氯化鈣漿化共沸物除去共沸物中大部分水，制得含約3-5％水的乙腈/水混合物。然后蒸餾該混合物制得作為許多用途可接受純度的乙腈產(chǎn)物。一般每百萬份該物質(zhì)中含有幾份(重量)的丙烯腈或其它在UV譜圖中有強(qiáng)吸收的雜質(zhì)。
制備“第一步”純化乙腈的第二種方法是連續(xù)回收法，其中包括(1)首先在1或1個(gè)以上大氣壓下在蒸餾區(qū)中蒸餾粗乙腈，除去大部分HCN,(2)將共沸物通過浸煮器，其中通過用堿和甲醛的水溶液處理除去剩余的HCN,(3)在低于1大氣壓下進(jìn)行第二蒸餾，將該物質(zhì)分離成含有水的底部產(chǎn)物和含有較高濃度乙腈的第二乙腈/水共沸物，以及(4)在高于第一蒸餾的壓力下進(jìn)行第三蒸餾制得作為側(cè)餾分的純化的乙腈。該方法在委托本發(fā)明代理人的U.S.專利4362603中描述過，這里作為參考一起并入本發(fā)明。通過該方法純化的每百萬份乙腈中含有最多達(dá)幾份(重量)丙烯腈、乙酰胺、噁唑或其它UV-吸收的雜質(zhì)。
盡管這兩種用于形成本體溶劑級(jí)乙腈的基本工藝已被廣泛接受，但它們?cè)谥苽溆糜谏V應(yīng)用的乙腈的用途還不能被接受，因?yàn)橐译婧邢喈?dāng)高含量的UW-吸收雜質(zhì)。對(duì)于基本不含UW-吸收雜質(zhì)(雜質(zhì)的UV遮斷＜190nm)的高性能(HPLC級(jí))乙腈具有特殊的市場(chǎng)。
HPLC級(jí)乙腈的特性使得由第一步純化制得的物質(zhì)不能接受，因此要求HPLC級(jí)乙腈的生產(chǎn)廠家進(jìn)一步處理。獲得這樣高級(jí)純度的乙腈純化的傳統(tǒng)工業(yè)方法使用昂貴的多步工藝，包括例如高錳酸鹽氧化、酸處理、五氧化二磷干燥和兩步蒸餾。
U.S.專利5292919和5426208中公開的較新方法公開了將乙腈用臭氧進(jìn)行處理之后，將乙腈通過一系列活性碳或石墨化的炭、活性氧化鋁和/或分子篩的吸附床。
幾種其它的專利和文獻(xiàn)描述了用酸性離子交換樹脂純化乙腈，除去乙腈中的雜質(zhì)。英國(guó)專利1223915描述了使用一系列強(qiáng)酸陽離子交換附脂將乙腈水溶液中的堿，即氨和3,3’-亞氨二丙腈的濃度分別從500ppm降至10ppm和＜50ppm。這樣的純度仍然不能被HPLC級(jí)乙腈所接受。
本發(fā)明的方法指向改進(jìn)的工藝，能夠容易地基本除去粗乙腈，特別是在生產(chǎn)丙烯腈過程中作為副產(chǎn)物生成的粗乙腈中所有的丙烯腈雜質(zhì)。另外本發(fā)明方法的結(jié)果是制備出能夠簡(jiǎn)化制備HPLC級(jí)乙腈方法的粗乙腈中間流，從而導(dǎo)致顯著的經(jīng)濟(jì)節(jié)約。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種改進(jìn)方法，能基本除去粗乙腈中的丙烯腈雜質(zhì)。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的在于提供一種改進(jìn)方法，能基本除去在生產(chǎn)丙烯腈過程中作為副產(chǎn)物獲得的粗乙腈中含有的丙烯腈雜質(zhì)。
本發(fā)明的更進(jìn)一步目的在于提供一種用于制備HPLC級(jí)乙腈的改進(jìn)方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種提高回收效率和產(chǎn)物循環(huán)的方法用于制備溶劑級(jí)乙腈。
本發(fā)明的其他目的、優(yōu)點(diǎn)和新特點(diǎn)將在下文說明書部分中陳述，該部分對(duì)于審查下文的本領(lǐng)域人員來說是顯而易見的，或者通過實(shí)施本發(fā)明可以得知。通過在附后的權(quán)利要求中特別指出的手段和組合可以實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和優(yōu)點(diǎn)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，并根據(jù)其中體現(xiàn)和描述的本發(fā)明的目的，本發(fā)明的方法包括將含有丙烯腈雜質(zhì)的粗乙腈和水送入蒸餾塔的上部，在水存在下將粗乙腈蒸餾足夠長(zhǎng)的時(shí)間使得基本上所有的丙烯腈雜質(zhì)轉(zhuǎn)移到水蒸氣相中，從而在離開蒸餾塔的塔頂流中除去，以及從蒸餾塔的較低部分中回收基本無丙烯腈雜質(zhì)的粗乙腈。
在本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施例中，從粗乙腈進(jìn)入蒸餾塔的點(diǎn)的上方將水送入蒸餾塔。
在本發(fā)明方法的另一優(yōu)選實(shí)施方案中，蒸餾塔裝有塔盤，并在塔上高于最高塔盤的點(diǎn)將水送入蒸餾塔。
在本發(fā)明方法的另一優(yōu)選實(shí)施方案中，蒸餾塔中裝有填料。
在本發(fā)明方法的另一優(yōu)選實(shí)施方案中，在壓力為約18psia下，輕餾分塔頂蒸餾溫度為約140°F-160°F(優(yōu)選144°F-155°F，特別優(yōu)選148°F-152°F)。
本發(fā)明的方法使得制備由輕餾分蒸餾塔的側(cè)流中回收的乙腈成為可能，與以前回收的輕餾分蒸餾塔側(cè)流的乙腈相比，該方法明顯降低了丙烯腈雜質(zhì)程度。例如，在實(shí)施本發(fā)明方法過程中，回收的側(cè)流乙腈中丙烯腈雜質(zhì)水平從約240ppm降至約40ppm，這表示從一般輕餾分塔側(cè)流粗產(chǎn)物中的丙烯腈雜質(zhì)量降低約600％％。在實(shí)施本發(fā)明方法時(shí)，由產(chǎn)物塔側(cè)餾分獲得的溶劑級(jí)乙腈產(chǎn)物從約1-3ppm降至低于測(cè)定極限100ppb的數(shù)值。
另外還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)連同制備HPLC級(jí)乙腈的后續(xù)工藝一起實(shí)施時(shí)，本發(fā)明方法的實(shí)施產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益。與現(xiàn)有方法的蒸餾工藝中獲得的一般溶劑級(jí)的乙腈相比，由于本發(fā)明的實(shí)施制得的其中不含可檢測(cè)到的丙烯腈的溶劑級(jí)乙腈產(chǎn)物，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)在下游處理溶劑級(jí)乙腈制備HPLC級(jí)乙腈的過程中，實(shí)質(zhì)上只加入較少的苛性劑(例如60％-70％)和幾乎不加入甲醛。實(shí)際上，與以前方法要求的HPLC苛性處理相比，苛性劑的用量幾乎降低80％-85％，這樣導(dǎo)致浸煮操作簡(jiǎn)單化、較少與聚合相關(guān)的操作問題以及總純化方法中明顯的成本節(jié)約。
用于生產(chǎn)HPLC級(jí)乙腈的優(yōu)選制備方法的細(xì)節(jié)在未決U.S.系列號(hào)08/632382中詳細(xì)描述，該申請(qǐng)日為4/10/96，并轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人，這里作為參考一起并入本發(fā)明。
按照這里體現(xiàn)和描述的本發(fā)明的另一個(gè)目的，本發(fā)明方法包括(1)在至少1大氣壓的第一壓力下，將含有丙烯腈雜質(zhì)的粗乙腈和水裝入附加第一塔頂回流回路的第一蒸餾塔的上部，在水存在下將粗乙腈蒸餾足夠長(zhǎng)的時(shí)間使得基本所有的丙烯腈雜質(zhì)在水存在下蒸發(fā)，連同在離開第一蒸餾塔的塔頂流中的粗乙腈中的HCN雜質(zhì)一起除去，制備出基本不含丙烯腈雜質(zhì)的第一乙腈/水的共沸物和含有水和含水第一底部產(chǎn)物的第一底部產(chǎn)物，(2)在低于1大氣壓的第二壓力下在附加第二塔頂回流回路的第二蒸餾塔中蒸餾第一共沸物，將第一共沸物分離為含水的第二底部產(chǎn)物和第二乙腈/水共沸物，其中的乙腈濃度大于第一共沸物，(3)在高于1大氣壓的第三壓力下在附加第三塔頂回流回路的第三蒸餾塔中蒸餾第二乙腈/水共沸物，制備出含有基本上來自第二共沸物中所有的水的第三乙腈/水共沸物，含有乙腈和重質(zhì)有機(jī)物的第三底部產(chǎn)物，以及含有高純乙腈的側(cè)流，以及(4)將高純乙腈的側(cè)流通過酸性離子交換樹脂，進(jìn)一步純化所述的高純乙腈制備出HPLC級(jí)乙腈，其中步驟1、2和3中的回流比分別保持高于2.7-1，高于2.2-1和高于3.0-1。
上文使用的術(shù)語“回流比”定義如下對(duì)于第一塔(輕餾分塔)，回流比定義為塔頂回流速率除以從塔側(cè)到浸煮器的進(jìn)料速率之比。對(duì)于第二蒸餾(干燥塔)，回流比定義為塔頂回流速率與由塔頂泄出至產(chǎn)物塔的速率之比。對(duì)于第三蒸餾塔(產(chǎn)物塔)，回流比定義為塔頂回流速率與乙腈產(chǎn)物側(cè)流速率之比。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，輕餾分塔的回流比優(yōu)選高于4.4-1，干燥塔的回流比優(yōu)選高于4.5-1，以及產(chǎn)物塔的回流比優(yōu)選高于8.0-1。特別優(yōu)選的是輕餾分塔的回流比高于5.2-1，干燥塔的回流比高于5.0-1，以及產(chǎn)物塔的回流比高于10.9-1。
酸性離子交換樹脂以其H+形式使用。樹脂床的再生通過按照本領(lǐng)域已知的任何常用工藝將硫酸或鹽酸溶液通過樹脂床來進(jìn)行。再生后，樹脂床用幾倍于床容積的乙腈洗滌，干燥床并除去雜質(zhì)。
樹脂處理步驟可以以本領(lǐng)域熟知的任何方式進(jìn)行。盡管例如在(任意地)攪拌罐反應(yīng)器中的漿化操作在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，但樹脂處理步驟優(yōu)選按照連續(xù)固定床的方法進(jìn)行。吸附床可以以連續(xù)的方式在室溫下或加需要在升高或降低的溫度下操作，或者上流或者下流，優(yōu)選溫度為15-35℃。每小時(shí)約0.1-300塔床容積的流速范圍是在本發(fā)明方法的范圍之內(nèi)，盡管在此范圍之外的操作也是令人滿意的。流速優(yōu)選為每小時(shí)0.2-50塔床容積。最優(yōu)選的是每小時(shí)0.5-35塔床容積。
最后，HPLC級(jí)乙腈的最后蒸餾是可選擇的，可以通過本領(lǐng)域中熟知的常用方式進(jìn)行。優(yōu)選的蒸餾方式為在玻璃或不銹鋼設(shè)備中蒸餾，盡管其它對(duì)乙腈情性且無污染的建造物質(zhì)也在發(fā)明范圍之內(nèi)。分餾可以用奧爾德肖精餾柱，或用床、單環(huán)、塔盤、車床切屑、馬鞍形或其它本領(lǐng)域已知的常用填料填充的塔完成。
實(shí)施本發(fā)明適用的離子交換樹脂包括與磺酸官能團(tuán)結(jié)合的強(qiáng)酸型，或者是凝膠形式或者是大網(wǎng)絡(luò)或大孔形。例子包括但不局限于大孔樹脂Amberlyst 15(商品名)、大孔樹脂Amberlyst XN 1010(商品名)、杜樹脂Dowex 50(商品名)、樹脂Amberlite IRP-69(商品名)、樹脂Amberlite IR-118(商品名)和它們的等同物。也可接受但不太優(yōu)選的是所謂的與羧酸官能團(tuán)結(jié)合的弱酸樹脂，或者是凝膠形式或者是大網(wǎng)絡(luò)或大孔形。這類樹脂的例子包括但不局限于樹脂AmberliteIRP-64(商品名)和樹脂IRC-50S(商品名)。尤其優(yōu)選的是特別設(shè)計(jì)為非水使用的強(qiáng)酸樹脂，如Amberlist 15。
附圖
為實(shí)施本發(fā)明方法的流程圖。
按照本發(fā)明的方法，將含有丙烯腈雜質(zhì)的粗乙腈和水送入蒸餾塔的上部。在水存在下將粗乙腈蒸餾足夠長(zhǎng)的時(shí)間，使得粗乙腈中基本上所有的丙烯腈雜質(zhì)在水存在下蒸發(fā)，在離開蒸餾塔的塔頂流中除去。從蒸餾塔的較低部分中回收基本無丙烯腈雜質(zhì)的粗乙腈，優(yōu)選作為側(cè)流。
在實(shí)施本發(fā)明的另一方面，基本上無丙烯腈雜質(zhì)的粗乙腈再進(jìn)一部回收高純的乙腈?！案呒儭币译嬷父咝阅芤合嗌V(HPLC)級(jí)乙腈，即具有極高純度和基本不含UV吸收遮斷＜190nm的UV吸收雜質(zhì)(正好低于0.1-0.3ppm的最高值)的乙腈。按照本發(fā)明生產(chǎn)的粗乙腈為至少含有15％水的任意乙腈/水混合物。因此本發(fā)明方法適用于多種水/乙腈的共沸物的生產(chǎn)。然而本發(fā)明發(fā)現(xiàn)最廣泛的應(yīng)用在于加工由丙烯與氧氣和氨進(jìn)行氨氧化形成丙烯腈制得的粗乙腈流。由上文指出這樣的粗乙腈流通常含有約52％的乙腈、43.6％的水、0.5％丙烯腈、2.5％HCN和1.3％其它少量雜質(zhì)如噁唑、烯丙醇、丙酮和丙腈。
回收自丙烯腈設(shè)備并具有上述組分的粗乙腈可以通過本發(fā)明的方法方便地加工。當(dāng)用于生產(chǎn)HPLC級(jí)乙腈時(shí)，將按照本發(fā)明方法的附圖中的流程示意圖作詳細(xì)的參考。
按照這樣的優(yōu)選系統(tǒng)，將經(jīng)過入口管線14的粗乙腈和經(jīng)過入口管線12或選擇地經(jīng)過管線13的水裝入輕餾分塔16，其中將含有丙烯腈雜質(zhì)的粗乙腈在約140°F-160°F(優(yōu)選144°F-155°F，特別優(yōu)選148°F-152°F)的溫度和約18psia的壓力下蒸餾足夠長(zhǎng)的時(shí)間，使得相當(dāng)大量的丙烯腈雜質(zhì)通過萃取蒸餾蒸發(fā)，經(jīng)過管線18從塔中除去。粗乙腈中的輕質(zhì)雜質(zhì)，即HCN、和丙酮也作為蒸汽提取物經(jīng)過管線18從輕餾分塔16中提取出并與丙烯腈一起冷凝，經(jīng)過回流管線17回流至塔16的上部區(qū)域。上述定義的回流比優(yōu)選大于2.7∶1。未回收的塔頂餾出物經(jīng)過管線18除去并轉(zhuǎn)移至廢氣洗滌器(未標(biāo)明)或任何其它常用的用于廢物處理的設(shè)備。水從輕餾分塔16的底部回收并經(jīng)過管線20排至廢物處理，經(jīng)過再沸器21部分循環(huán)。將含有約70％乙腈、30％水、500ppmHCN、40ppm-60ppm范圍內(nèi)的丙烯腈和非常少量重質(zhì)有機(jī)物的第一乙腈/水共沸物經(jīng)過管線22作為冷凝器23中冷凝的蒸汽側(cè)提取物回收，經(jīng)過管線25轉(zhuǎn)移至浸煮器24中。
將包括氫氧化鈉的水溶液和甲醛的HCN浸煮器組分經(jīng)過管線26加入浸煮器24中，這樣破壞了第一共沸物中任何剩余的HCN和丙烯腈。正如上文提及的，在本發(fā)明方法的實(shí)施中明顯降低了所需的苛性劑和甲醛添加劑的用量，事實(shí)上在本發(fā)明方法的最佳實(shí)施中，預(yù)見甚至可以省去使用甲醛。
將由浸煮器24中流出的無HCN-丙烯腈的乙腈/重質(zhì)有機(jī)物和水的混合物經(jīng)過管線30裝入干操塔32中，經(jīng)過管線27將未回收的物質(zhì)作為塔頂餾出物從浸煮器24中除去，并在管線18中混合用于送至廢氣洗滌器及廢物處理裝置。另外包括含有少量重雜質(zhì)的乙腈的物流也通過管線34從產(chǎn)物塔42裝入干燥塔32。在干燥塔32中，乙腈/重質(zhì)有機(jī)物和水的混合物在低于一個(gè)大氣壓的壓力例如3.4psi下蒸餾，經(jīng)過管線36將重質(zhì)有機(jī)物排至廢物處理裝置，其中一些經(jīng)過再沸器39循環(huán)回塔32的底部，以及含有第二乙腈/水共沸物、含有約10％水的第二共沸物的氣態(tài)頂部提出物從塔32經(jīng)過管線38被除去。至少部分這樣的第二共沸物通過冷凝器40冷凝，并經(jīng)過回流管線37循環(huán)至塔32。如上面定義的該步回流比大于2.2∶1。
第二乙腈/水共沸物經(jīng)過管線38裝入冷凝器40，在其中冷卻，經(jīng)過管線43通過熱交換器44，在其中加熱，然后通過管線45裝入產(chǎn)物塔42。在產(chǎn)物塔42中，第二乙腈/水共沸物在高壓例如50psia下蒸餾。包括含重雜質(zhì)的乙腈的底部產(chǎn)物從產(chǎn)物塔42的底部提取至再沸器46用于經(jīng)過管線41部分循環(huán)至塔42中及經(jīng)過管線34至干燥塔32中。第三乙腈/水共沸物經(jīng)過管線28從產(chǎn)物塔42的頂部提取，冷凝并經(jīng)過回流管線47回流至產(chǎn)物塔42的頂部再循環(huán)。未冷凝的蒸汽繼續(xù)經(jīng)過管線28至共沸冷凝器23中，在其中與第一共沸物混合。另一方面，這些未冷凝的蒸汽也可以經(jīng)過管線29和14繞行至輕餾分塔16中。本工藝中該步驟的如上定義的回流比優(yōu)選大于3.0∶1。在本發(fā)明另一實(shí)施方案中，來自產(chǎn)物塔塔頂餾出物流28的一些液體可以經(jīng)過管線48再循環(huán)至干燥塔32中或者經(jīng)過管線41循環(huán)至浸煮器24中。由于在高壓下操作產(chǎn)物塔42，裝入產(chǎn)物塔42的第二乙腈/水共沸物中的所有的水在產(chǎn)物塔42的塔頂餾出物流，即第三乙腈/水共沸物中回收，使得高純乙腈留在產(chǎn)物塔中。這種高純乙腈(99.8重量％乙腈)經(jīng)過管線50作為側(cè)流從塔42中抽出(該流可以為蒸汽或液體，優(yōu)選為蒸汽)，以及在熱交換器51中冷卻后經(jīng)過管線52排至樹脂處理床54中，在其中經(jīng)過處理制得HPLC級(jí)乙腈，該乙腈在產(chǎn)物罐58中經(jīng)過管線56回收。
干燥塔中的蒸餾溫度變化范圍為約75°F-90°F，優(yōu)選為78°F-88°F。產(chǎn)物塔中一般的蒸餾溫度為約250°F-260°F，優(yōu)選為255°F-258°F。
在本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方案中，可以實(shí)現(xiàn)下面的控制示意圖(無插圖)。輕餾分塔底部溫度的控制是通過將其控制與進(jìn)料流量的控制串聯(lián)來實(shí)現(xiàn)。輕餾分塔底部溫度的控制目標(biāo)是通過與塔底部壓力相關(guān)的等式來設(shè)定的。再沸器流的流量控制側(cè)提取的壓力。使用共沸冷凝器的側(cè)流蒸汽流量來控制浸煮器中的液面。使用流至冷凝器的冷卻塔的水流量來控制塔頂餾出物的溫度。然后，塔頂餾出物溫度目標(biāo)的變化保持輕餾分塔的溫度分布確保該塔的上部有固定組成。輕餾分的底部水平通過底部的排空流量來控制。這樣的控制設(shè)計(jì)連同添加的溶劑水一起確保離開輕餾分塔的所有三種物流中有較固定的組成。
一旦在共沸冷凝器的接收器中形成液面，就可以開始向浸煮器中進(jìn)料?？刂瓶列詣┑奶砑铀俾蕬?yīng)控制為確保非常少量的丙烯腈進(jìn)入干燥塔的進(jìn)料中?？列詣┑奶砑咏档土伺c添加的溶劑水一起出現(xiàn)的低級(jí)丙烯腈。按照目標(biāo)產(chǎn)率干燥塔的進(jìn)料通過手工固定其流量。所有其它塔的進(jìn)料速率最終由干燥塔的固定進(jìn)料決定。干燥塔中的壓力降是通過改變?cè)俜衅髁鞯牧髁縼砜刂啤；亓髁髁靠刂苹亓饕簝?chǔ)器中的液面。底部水平通過干燥塔的底部排空來控制。干燥塔的底部溫度是通過產(chǎn)物塔進(jìn)料流量來控制..正如在輕餾分塔中，這樣的控制設(shè)計(jì)確保離開干燥塔的兩種流中有較固定的組成。干燥塔的壓力降與物流的流量串聯(lián)保持所述的輕餾分塔的固定負(fù)載。
產(chǎn)物塔的底部水平通過調(diào)節(jié)產(chǎn)物塔側(cè)流的流量來控制。產(chǎn)物塔的底部流量是通過手工設(shè)定固定的流量。再沸器的物流同樣也是固定輸入?；亓鞯牧髁靠刂飘a(chǎn)物塔中的塔盤溫度。蒸汽循環(huán)也是固定的。在輕餾分塔和干燥塔之間分開的產(chǎn)物塔液體循環(huán)由循環(huán)中噁唑的量作為目標(biāo)。
還已發(fā)現(xiàn)，從30％-10％改變進(jìn)入輕餾分塔的產(chǎn)物塔液體循環(huán)將給乙腈的回收方法帶來較大的經(jīng)濟(jì)利益。這意味著僅僅進(jìn)入干燥塔的產(chǎn)物塔的循環(huán)量由70％增加到90％。通過過程模型以及設(shè)備數(shù)據(jù)，已經(jīng)證實(shí)了回收效率和處理能力的提高。
下面陳述的實(shí)施例將說明本發(fā)明的實(shí)施。實(shí)施例1當(dāng)輕餾分塔進(jìn)料為12gpm時(shí)，輕餾分塔側(cè)流顯示在輕餾分塔側(cè)流蒸汽組分中丙烯腈的濃度一般為約240ppm。半小時(shí)之內(nèi)在頂部塔盤上加入溶劑水，不需要對(duì)輕餾分塔的設(shè)定位置改變或作任何變化；輕餾分塔側(cè)提取蒸汽中丙烯腈的濃度降至約40ppm。這樣可以解釋浸煮器中苛性劑的消耗從約120英寸苛性劑/移距改變至約30英寸/移距。甚至當(dāng)苛性劑的消耗這樣急劇降低時(shí)，產(chǎn)物塔側(cè)流的乙腈含量已從約3ppm降至低于每?jī)|份中100份的可檢測(cè)限度。
在一般的乙腈純化裝置單元操作中，在產(chǎn)物塔液體塔頂餾出物回流流量為6gpm時(shí)操作乙腈產(chǎn)物塔。當(dāng)我們僅僅循環(huán)0.6gpm，而不是循環(huán)約1.8gpm回至輕餾分塔中，輕餾分塔不必須再反應(yīng)1.2gpm，該值為上述引用的實(shí)施例1中12gpm輕餾分塔進(jìn)料的約10％。這樣降低輕餾分塔約10％，并且提高了整個(gè)方法的回收效率，降低了能源消耗。
權(quán)利要求
1．一種處理含有丙烯腈雜質(zhì)的粗乙腈的方法，包括將含有丙烯腈雜質(zhì)的粗乙腈和水送入蒸餾塔的上部，在水存在下將粗乙腈蒸餾足夠長(zhǎng)的時(shí)間使得基本上所有的丙烯腈雜質(zhì)在水存在下蒸發(fā)，從而在離開蒸餾塔的塔頂流中除去，以及從蒸餾塔的較低部分中回收基本無丙烯腈雜質(zhì)的粗乙腈。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中將水從粗乙腈進(jìn)入蒸餾塔的點(diǎn)的上方送入蒸餾塔。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中蒸餾塔裝有塔盤，并在塔中高于最高塔盤的點(diǎn)將水送入蒸餾塔。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中蒸餾溫度為約140°F-160°F。
5．一種生產(chǎn)HPLC級(jí)乙腈的方法，包括(1)在至少1大氣壓的第一壓力下，將含有丙烯腈雜質(zhì)的粗乙腈和水裝入附加第一塔頂回流回路的第一蒸餾塔的上部，在水存在下將粗乙腈蒸餾足夠長(zhǎng)的時(shí)間使得基本所有的丙烯腈雜質(zhì)被水吸收，連同離開第一蒸餾塔的塔頂流中的粗乙腈中的HCN雜質(zhì)一起除去，制備出基本不含丙烯腈雜質(zhì)的第一乙腈/水的共沸物和含有水和含水第一底部產(chǎn)物的第一底部產(chǎn)物，(2)在低于1大氣壓的第二壓力下在附加第二塔頂回流回路的第二蒸餾塔中蒸餾第一共沸物，將第一共沸物分離為含水的第二底部產(chǎn)物和第二乙腈/水共沸物，其中乙腈濃度大于第一共沸物，(3)在高于1大氣壓的第三壓力下在附加第三塔頂回流回路的第三蒸餾塔中蒸餾第二乙腈/水共沸物，制備出含有基本上來自第二共沸物的所有水的第三乙腈/水共沸物，含有乙腈和重質(zhì)有機(jī)物的第三底部產(chǎn)物，以及含有高純乙腈的側(cè)流，以及(4)將高純乙腈的側(cè)流通過酸性離子交換樹脂，進(jìn)一步純化所述的高純乙腈制備出HPLC級(jí)乙腈，其中步驟1、2和3中的回流比分別保持高于2.7-1，高于2.2-1和高于3.0-1。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中步驟1中的回流比為約4.4-1。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中步驟2中的回流比為約4.5-1。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中步驟3中的回流比保持約8.0-1。
9．根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中酸性離子交換樹脂選自包括與磺酸官能團(tuán)結(jié)合的強(qiáng)酸樹脂。
10．根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中酸性離子交換樹脂選自包括與羧酸官能團(tuán)結(jié)合的弱酸樹脂。
11．根據(jù)權(quán)利要求5的方法，進(jìn)一步包括蒸餾從酸性離子交換樹脂回收的純化了的乙腈。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中步驟1中的回流比為約4.4-1。
13．根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中步驟2中的回流比為約4.5-1。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中步驟3中的回流比保持約8-1。
15．根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中酸性離子交換樹脂選自包括與磺酸官能團(tuán)結(jié)合的強(qiáng)酸樹脂。
16．根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中酸性離子交換樹脂選自包括與羧酸官能團(tuán)結(jié)合的弱酸樹脂。
全文摘要
本發(fā)明的方法包括將含有丙烯腈雜質(zhì)的粗乙腈和水送入蒸餾塔的上部,在水存在下將粗乙腈蒸餾足夠長(zhǎng)的時(shí)間使得基本上所有的丙烯腈雜質(zhì)在水存在下蒸發(fā),從而除去在離開蒸餾塔的塔頂流中基本上所有的丙烯腈,以及從蒸餾塔的較低部分中回收基本無丙烯腈雜質(zhì)的粗乙腈。尤其可以利用本方法制備HPLC級(jí)乙腈(UV遮斷< 190)。
文檔編號(hào)C07C255/03GK1231282SQ9910332
公開日1999年10月13日 申請(qǐng)日期1999年2月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月23日
發(fā)明者S·P·戈德波勒, R·L·瓦佩爾霍斯特, P·A·雅各布森 申請(qǐng)人:標(biāo)準(zhǔn)石油公司