[发明专利]一种丙烷一步氧化连续生产丙烯酸的方法

权利要求书

1.一种丙烷一步氧化连续生产丙烯酸的方法，其特征在于按照以下步骤进行：

(1)将原料丙烷自界区送入装置进入丙烷汽化器汽化，再经丙烷过热器过热后进入进料混合器；氧气、氮气分别自界区送入预混合器，与来自界区的水蒸气和来自吸收塔塔顶循环气充分混合进入进料混合器，与过热丙烷充分混合；混合后H₂O：N₂：O₂：丙烷：CO；CO₂：丙烯摩尔比为10.0～20.0％：40.0～60.0％：10.0～18.0％：10.0～15.0％：1.5～8.0％：2.0～8.0％：1.0～5.0％；将混合气体送入氧化反应器中与催化剂在反应器中接触发生氧化反应，产生包括丙烯酸的出口气流；其中进料温度200～300℃，出料温度350～500℃，反应操作温度300～500℃，反应器出口压力0.1～0.5MPa，反应空速2000～5000L Kg^-1h^-1，反应过程放出的热量由熔盐冷却器迅速而均匀地移出；

(2)氧化反应器出口气流经反应器冷却段换热后进入急冷器，经来自吸收塔釜的丙烯酸水溶液喷淋急冷后，进入吸收塔，喷淋液中丙烯酸浓度为15～25wt％，操作温度200～300℃,操作压力0.01～0.5MPa；在塔内由来自塔顶的脱盐水洗涤吸收反应气体中的丙烯酸等组分，吸收塔压力为0.01～0.1MPa，塔釜温度30～80℃；分离得到产物粗丙烯酸溶液，其浓度为15％～25wt％；部分丙烯酸水溶液送入急冷器作为喷淋液；

(3)吸收塔顶排出的反应尾气经焚烧和脱水罐将副产物浓度调控到合理水平范围，其中H₂O：N₂：O₂：丙烷：CO；CO₂：丙烯摩尔比为3.5～10.0％：45.0～65.0％：8.0～15.0％：10.0～15.0％：2.0～10.0％：2.0～10.0％：1.5～5.0％，经循环压缩机压缩后返回氧化反应器继续参与丙烷一步氧化反应。

2.根据权利要求1所述的一种丙烷一步氧化连续生产丙烯酸的方法，其特征在于所述丙烷汽化器使用容量0.2～10.0m³，气化时操作温度5～60℃，压力0.5～1.8MPa。

3.根据权利要求1所述的一种丙烷一步氧化连续生产丙烯酸的方法，其特征在于所述丙烷过热器特过热面积0.2～5.0m²，过热温度100～250℃，过热压力0.5～1.5MPa。

4.根据权利要求1所述的一种丙烷一步氧化连续生产丙烯酸的方法，其特征在于所述氧化反应器为列管式固定床反应器，该固定床反应器含有20000～25000根单管，单管长1.0～4.0m，直径0.2～1.0m。

5.根据权利要求1所述的一种丙烷一步氧化连续生产丙烯酸的方法，其特征在于所述催化剂至少含有Mo、V、Sb、Te、Nb、Al、W、K、Co中的四种元素或以上组成的混合金属氧化物；催化剂可为环形、球形或圆柱形，，其内径1.5～3.0mm，外径4.0～6.0mm，高3.0～5.0mm。

6.根据权利要求5所述的一种丙烷一步氧化连续生产丙烯酸的方法，其特征在于所述催化剂优选环形。

7.根据权利要求1所述的一种丙烷一步氧化连续生产丙烯酸的方法，其特征在于所述热熔盐为钾、钠的硝酸盐、亚硝酸盐，优选KNO₃：NaNO₃：NaNO₂的重量百分含量为50～60％：5～10％：30～45％。

8.根据权利要求一种丙烷一步氧化连续生产丙烯酸的方法，其特征在于所述熔盐介质在氧化反应器的壳程中流动均匀移去反应过程放出的热量，熔盐介质进入壳程的温度250～330℃，离开壳程的温度300～350℃。

9.根据权利要求1所述的一种丙烷一步氧化连续生产丙烯酸的方法，其特征在于反应器出口所有气体进入反应器底端冷却段换热，冷却段管程中介质为反应气，操作进口温度300～400℃，出口温度250～350℃；壳程介质为水蒸汽、氧气和氮气、空气、循环尾气，操作进口温度100～150℃，出口温度200～300℃。

10.根据权利要求1所述的一种丙烷一步氧化连续生产丙烯酸的方法，其特征在于循环气压缩机将含有丙烯酸的循环气压缩后与来自界区的反应原料气混合进入氧化反应器中继续反应，入口操作温度30～50℃，出口操作温度80～105℃，入口操作压力0.1～0.4MPa，出口操作压力0.2～0.6MPa。