[发明专利]一种精制乙腈的工艺及装置

说明书

本发明涉及一种精制乙腈的工艺及装置，步骤如下：将粗乙腈送入闪蒸罐中进行闪蒸，得乙腈、水及少量高沸点的塔釜液，将塔釜液送至化学反应釜，加入强氧化剂和碱，得到主要成分为乙腈、水和重组分的混合物，混合物预热后送入优先透有机物膜分离装置，乙腈有选择性的渗透汽化透过膜成为渗透蒸汽，渗透侧抽真空，渗透蒸汽冷凝后送入精馏塔，精馏分离后塔釜得到高纯度乙腈。本发明简化了生产工艺和设备，所使用的优先透过乙腈有机物的特定功能性膜，不受共沸限制，渗透汽化所需的能耗低，液体混合物可直接进入优先透有机物膜分离装置，无须增加蒸发器等设备，所获得的乙腈纯度达99.99％以上，且该工艺具有操作简便，能耗低，收率高，生产成本低的特点。

技术领域

本发明涉及乙腈精制技术领域，尤其涉及一种精制乙腈的工艺及装置。

背景技术

乙腈是一种介电常数很高的透明无色极性溶液，易溶于水和其它有机溶剂，不溶于饱和类烃溶液，作为用途相当广泛的有机化工原料，乙腈最主要的用途是作为溶剂，如用于从烯烃和链烷烃中抽提异戊二烯和丁二烯的萃取剂、合成纤维的纺丝溶剂等，也可用于有机合成、制药、色谱分析的流动相溶剂等。工业上，乙腈的生产方法包括醋酸和氨一步合成法、乙酰胺与五氧化二磷脱产法、丙烯氨氧化副产法、酒精合成法等。

乙腈的市场供应主要来源于丙烯氨氧化生产丙烯腈过程中副产得到，生产1吨丙烯腈可副产0.02～0.03吨乙腈。副产的粗乙腈是一种组分非常复杂的水溶液混合物，其主要成分为水和乙腈，同时还含有氢氰酸、丙烯腈、噁唑、丙腈、烯丙醇、丙酮、丙烯酸以及重有机物等杂质，需要经过精制才能被广泛利用。

针对上述丙烯氨氧化生产丙烯腈过程中获得的粗乙腈(以下简称粗乙腈)，工业上通常采用由脱氰塔、化学处理、减压共沸、加压共沸精馏的组合工艺，对乙腈进行连续回收，此类工艺成熟稳定，但其存在的缺陷是操作难度大，安全性较差，粗乙腈中含水率较高，造成精馏阶段耗能较高。膜分离法作为基于材料的分离过程，对材料的物化性质和微结构进行调控，具有高效节能、环境友好、操作方便等优点，最重要的是可以突破共沸平衡限制，因而膜分离法得到越来越广泛的应用。

申请号为201310119890.3的中国专利，提出一种渗透汽化法精制乙腈的工艺，该工艺的粗乙腈经脱氰塔分离，提馏段下侧抽出乙腈-水的共沸物进入化学反应釜加碱处理，处理后的含水乙腈在预热器与高纯度乙腈蒸汽换热后进入蒸发器，从蒸发器蒸出的含水乙腈进入渗透汽化膜分离器，截留侧获得高纯度乙腈。该工艺利用脱氰塔精馏得到乙腈-水的共沸物，加碱处理后的含水乙腈必须在蒸发器中加热产生乙腈蒸汽，送入至渗透汽化分离器中，且渗透汽化膜主要为脱水膜，由于水的潜热2457kJ/kg远远大于乙腈潜热33.25kJ/kg，汽化所需的能耗较高。很显然，该工艺存在能耗高、设备复杂等弊端。同样，申请号为201410847512.1的中国专利因采用优先脱水膜也存在此弊端。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的精制乙腈的工艺的不足，提出基于优先透有机物膜渗透汽化法，对丙烯氨氧化生产丙烯腈过程中获得副产——粗乙腈进行精制的工艺，该工艺简化了生产工艺和设备，具有操作简便，能耗低，收率高，生产成本低的特点。

为实现上述目的，本发明所采用的第一技术方案如下：

一种精制乙腈的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将粗乙腈溶液送入闪蒸罐中进行闪蒸，除去由氢氰酸、噁唑和丙烯腈组成的低沸点物质，得到由乙腈、水和含有少量高沸点物质组成的塔釜液；

(2)将所述步骤(1)中的塔釜液送至化学反应釜，向所述化学反应釜内加入强氧化剂和碱，化学处理后得到乙腈、水和重组分的混合物；

(3)将所述步骤(2)得到的乙腈、水和重组分的混合物预热后，以液态形式送入优先透有机物膜分离装置进行渗透汽化，渗透侧抽真空，渗透侧得乙腈渗透蒸汽，所述乙腈渗透蒸汽冷凝为乙腈渗透液；