[发明专利]改进的旋风分离器构造

说明书

本发明涉及改进的旋风分离器构造。具体而言，一种氨氧化反应反应器包括悬吊在反应器中的多级旋风分离器组的外环。旋风分离器的各多级组包括具有第一级入口的第一级旋风分离器，该第一级旋风分离器构造为接收从反应器中的流化催化剂床向上流动的反应器流，并且从反应器流分离催化剂中的至少一部分。每平方米反应器的可用剖面面积的第一级入口面积的平方米比率为大约0.03至大约0.05。氨氧化反应工艺包括使烃流在反应器中的流化催化剂床中反应来产生反应器流。该工艺还包括在多级旋风分离器组的外环中从反应器流分离催化剂。以米/秒计的旋风分离器入口速率与以米/秒计的反应器流出物速率之比为15或更大。

技术领域

本发明涉及用于反应器中的催化剂的回收的改进的工艺，包括利用改进的旋风分离器构造的用于在丙烯腈和甲基丙烯腈的制造中使用的反应器中的催化剂的回收的工艺。氨氧化反应反应器和工艺包括悬吊在反应器中的多级旋风分离器组的外环。更具体地，每平方米反应器的可用剖面面积的旋风分离器的第一级入口面积的平方米比率为大约0.03至大约0.05。

背景技术

用于丙烯腈和甲基丙烯腈的制造的各种工艺和系统是已知的；参见例如美国专利No. 6,107,509。典型地，已经通过如下步骤实现在催化剂的存在下通过烃、氨和氧的直接反应回收和净化产生的丙烯腈/甲基丙烯腈，该烃从由丙烷、丙烯或异丁烯组成的集合中选择，该步骤为：将含有丙烯腈/甲基丙烯腈的反应器流出物输送至第一柱(淬冷)，在此利用第一水性流冷却反应器流出物；将含有丙烯腈/甲基丙烯腈的冷却的流出物输送到第二柱(吸收器)中，在此利用第二水性流接触冷却的流出物，以将丙烯腈/甲基丙烯腈吸收到第二水性流中；将含有丙烯腈/甲基丙烯腈的第二水性流从第二柱输送至第一蒸馏柱(回收柱)，以用于从第二水性流分离粗制的丙烯腈/甲基丙烯腈；和将分离的粗制丙烯腈/甲基丙烯腈输送至第二蒸馏柱(头馏分柱(heads column))，以从粗制丙烯腈/甲基丙烯腈移除至少一些杂质；和将部分低净化的丙烯腈/甲基丙烯腈输送至第三蒸馏柱(产物柱)，来获得产物丙烯腈/甲基丙烯腈。美国专利Nos. 4,234,510；3,885,928；3,352,764；3,198,750和3,044,966例示了用于丙烯腈和甲基丙烯腈的典型的回收和净化工艺。

常规的流化床反应器包括：高压间(plenum)，其在反应器的顶部部分的中央处附接至反应器的头部；和旋风分离器，其绕高压间从附接至反应器头部的支撑杆悬挂。旋风分离器构造为俘获在反应器中已从流化床向上行进的催化剂，并且将俘获的催化剂向下回送至流化床，从而减少了运送至高压间且与丙烯腈产物一起离开反应器顶部的催化剂。

在典型的丙烯腈工艺中，丙烯、氨和氧在催化剂的存在下在流化床反应器中反应来产生丙烯腈。也产生了乙腈和氰化氢(HCN)。产生的丙烯腈、乙腈和HCN典型地通过高压间运送出反应器顶部部分。高压间典型地定位在反应器顶部部分的中央处，并且附接至反应器的头部。为了减少运送至高压间且与丙烯腈、乙腈和HCN一起离开反应器的催化剂，已使用旋风分离器来在反应器的较高部分中俘获催化剂，并且将俘获的催化剂回送至反应器的较低部分。典型的反应器包括旋风分离器的外环，其从绕反应器的内周定位的反应器顶板悬垂。在典型的反应器中，各个旋风分离器具有立管，其从旋风分离器竖直向上地延伸并且以相对于高压间外周的侧面的向上角度成角度。在典型的反应器中，反应器蒸汽流(例如包含丙烯腈、乙腈和HCN的反应器流)从流化的催化剂床升起，并且在反应器的内周附近进入旋风分离器的入口。在各旋风分离器中，反应器流被引导通过旋风分离器，并且一从旋风分离器离开就进入相对应的立管，并且通过立管首先竖直地并然后以向上的角度被引导，并且离开立管并进入高压间外周的侧面处的高压间入口。因而仅从反应器的外周抽出将反应器流出物气体，并且因此建立反应器气体循环模式。美国专利Nos. 7,442,345；7,323,038；和5,221,301描述了具有旋风分离器的反应器和旋风分离器操作。

虽然丙烯腈/甲基丙烯腈的制造已在商业上实践多年，但依然存在在其中改进将具有显著益处的区域。这些改进区域之一将为更加有效的反应器操作，尤其是当从对反应器的常规供给速率按比例增加至更高的供应速率时。

发明内容