[其他]停止与启动丙烯酰胺反应器的方法

说明书

本发明涉及改进合成丙烯酰胺的方法，该方法采用金属铜基催化剂做成悬浮床，使丙烯腈和水在液相中发生反应。本发明特别讨论了需要从反应器中排放催化剂因而关停反应器时，停止与启动反应器的方法。

如后所述，合成丙烯酰胺最一般的工业方法是用金属铜基催化剂悬浮床，让丙烯腈与水在液相中发生反应。由于此反应通常是在70至150℃的高温下进行的，丙烯腈，丙烯酰胺和/或其它杂质趋于发生聚合，已经知道，可以采用不同类型的稳定剂防止这些聚合，这些稳定剂将在后面加以叙述。

在采用这些稳定剂的方法中，在反应器的正常运行期间可以有效地控制聚合。然而根据本发明者的经验，聚合反应常在启动反应器之后立即发生，同时观察到催化剂突然失去活性。在这种情况下，可用加大量稳定剂的办法来压抑聚合的发展。然而必须替换昂贵的催化剂，因为催化剂的活性一旦失去就不能复原，并且必须从反应产物中除去加入反应系统内的大量稳定剂。从技术和经济的观点来看，这种办法都会带来极大的困难。因此希望建立一种新方法以防止在启动运行后于反应器内可能立即发生的那种特有的聚合作用。

对于启动运行后立即引起聚合的情形进行了详细研究之后，本发明者发现，这种聚合是与停止反应器运行排放催化剂后残留在反应器内的小量催化剂有关。本发明就是在这个发现的基础上完成的。

本发明的一个目的是提供一种停止和启动反应器的方法，它能防止降低催化剂的活性（更确切地说，是防止迅速减低丙烯腈的转化度），在采用金属铜基催化剂悬浮床，使丙烯腈和水反应，以合成丙烯酰胺的过程中，特别是利用早先停止的反应器，在重新启动运行后可能常常会碰到这种情形。

本发明的另一个目的是提供一种停止和启动反应器的方法，它不用稳定剂污染反应产物而能完全地防止反应器内聚合现象的发生。

本发明还有一个目的是提供一种停止和启动反应器的方法，将反应过的溶液通过催化剂过滤器，将溶液中的微细催化剂颗粒物分离出来，从而得到不含催化剂颗粒物的液体丙烯酰胺溶液，在除去产生的极小量的微细催化剂颗粒物并同时防止过滤器的流体阻力不正常增加的情况下，反应器内部连续稳定的生产就可能实现了。

在用金属铜基催化剂悬浮床，使丙烯腈和水反应合成丙烯酰胺的方法中，本发明的上述目的是用下述停止与启动丙烯酰胺反应器的方法来实现的：在经过连续反应后，从反应器中排放催化剂来停止其运行;在启动该反应器（包括排放了催化剂的反应器或排放了催化剂并保养过的反应器）时，要使得存留在反应器内的金属铜基催化剂中含有的氧化铜量（以金属铜来表示）不超过开始运行时所用金属催化剂量的0.3%（重量）。

在本发明的上述方法中，最好使存留在反应器中的金属铜基催化剂中含有的氧化铜量（以金属铜表示），不超过开始运行时所用金属铜催化剂量的0.07%（重量）。此外，当所用的反应器为搅拌式反应器，至少有一个热交换器，一个催化剂澄清器或催化剂过滤器设置在反应器内部或外部时，采用本方法的效果特别明显。

将存留在反应器内的金属铜基催化剂排放掉，或排放掉催化剂并保养反应器的步骤，最好能包括将催化剂冲洗出去，或是排放掉催化剂，然后在反应器内部形成一个惰性环境。尤其在后一情况下，那些难以排走的部分金属铜催化剂就可以被允许存留在反应器内，从而简化了冲洗操作。

更确切地讲，对于排放催化剂或对于排放催化剂并保养反应器而言，有效步骤包括：将催化剂冲洗出去;排放掉大部分催化剂，再将残余的催化剂溶解出去;排放掉大部分催化剂，然后将水或一种惰性气体充入反应器，使得反应器内部不与大气接触;排放掉大部分催化剂，然后为同一目的抽空反应器，再用上述方法中任一种来保持反应器内的氧分压在50乇或小于50乇。依此办理，则存留在反应器中的金属铜基催化剂中含有的氧化铜量就能加以控制，从而能允许安全地停止一个丙烯酰胺反应器的运行。

图1是一个悬浮床反应器的示意图，在下面给出的一些实施例或比较实施例中要用到：

图2是另一种悬浮床反应器的示意图。

在这些图中，原料加料管用1表示，反应后溶液排放管用2表示，催化剂澄清器表示为3，蒸汽加热盘管表示为4，搅拌器表示为5，催化剂排放阀为6，倾斜板为7。

在本发明中所用的金属铜基催化剂是一种以金属铜作为主要活性组分的催化剂。其典型的例子有：

（A）用氢气还原氧化铜得到的汽相还原铜（如在美国专利3631104和3928439以及在1985年的Shokubai    27卷6期365页所叙述的）;