[发明专利]丙烷一步法制丙烯酸生产中的尾气循环工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工产品的原料，更具体地说，涉及一种丙烯酸生产中的尾气循环工艺。

背景技术

丙烯酸是有机化工重要的原料，广泛应用于高吸水性树脂、涂料、纺织等化工生产领域。丙烯酸制备技术主要有丙烯腈水解法、氰乙醇法、Reppe法和丙烯气相两步氧化法，目前世界上主要采用的是丙烯气相两步氧化法。而最近几年，采用适宜的催化剂，以丙烷和氧气为原料，一步氧化制丙烯酸的技术已成为了研究的热点。传统的丙烯气相两步氧化法，第一步是丙烯氧化制丙烯醛；第二步为丙烯醛氧化得到丙烯酸，由于两步法制备过程需要设备投资较大，且原料丙烯比丙烷的价格要高很多。若采用丙烷一步法制备丙烯酸的工业化技术能够实施，可有效节约投资，降低生产成本。

丙烷一步法制丙烯酸工艺中尾气循环技术。

1、丙烷一步法制丙烯酸的工艺

丙烷一步氧化法生产丙烯酸工艺，主要是以丙烷、氧气为原料，在催化剂的作用下，反应生成丙烯酸和一氧化碳、二氧化碳、乙酸、丙烯等副产物。该反应为强放热的氧化反应，其反应方程式如下：

CH₃-CH₂-CH₃+2O₂-→CH₂＝CHCOOH(g)+2H₂O(g)  ΔH＝-715kJ

主要的副反应有：

CH₃-CH₂-CH₃+3O₂→CH₃COOH+2H₂O+CO₂

CH₃-CH₂-CH₃+5O₂→4H₂O+3CO₂

2、尾气循环工艺技术

尾气循环工艺技术是将洗涤塔未吸收的部分反应气体，再返回至反应器系统，与新加入丙烷、氧气、氮气和水蒸气混合后，进入氧化反应器继续进行反应，通过尾气的部分循环，对部分未反应的丙烷再利用，降低原料的消耗。

3、传统工艺

目前的尾气循环技术，已经应用于传统的丙烯气相两步氧化法制丙烯酸工艺，其工艺过程如下：

丙烯进入丙烯蒸发器汽化，再经丙烯过热器微过热。空气经空气压缩机送入进料混合器，在进料混合器中与过热丙烯及洗涤塔塔顶部分未吸收的气体充分混合后，再进入第一反应器，在催化剂的作用下，丙烯与氧反应生成丙烯醛和少量丙烯酸。反应气体在混合器再次与空气混合后进入第二反应器，继续发生选择性氧化反应，生成丙烯酸。反应气体进入冷却器冷却后，进入洗涤塔，反应产物被从塔顶进入的脱盐水吸收及冷却，塔底丙烯酸水溶液用泵送至丙烯酸精制单元。塔顶未吸收的气体部分，经循环气压缩机压缩后，送至混合器循环使用。其余洗涤塔顶未吸收的气体至尾气焚烧系统，经焚烧并回收余热，达到排放标准后放空。

目前未见反应尾气循环技术应用于丙烷一步法制丙烯酸的报道，鉴于丙烷一步氧化法制丙烯酸工艺技术的多重优点，故将尾气循环技术优化并集成至丙烷一步法制丙烯酸的工艺技术中，更进一步的推动技术进步和创新。

发明内容

本发明的目的在于针对丙烷一步法制丙烯酸工艺技术，提供一种丙烷一步法制丙烯酸尾气循环技术。