[发明专利]通过控制和/或处理含水丙烯腈工艺物流使氧化剂减少

说明书

丙烯腈产品必须满足极其严格的规格。这是因为丙烯腈在许多聚合反应中是作单体使用和有某些杂质的污染是一种极其不希望的特性，因为它会危及聚合反应。这些杂质包括各种亚硝酸盐、过氧化物和它们的母体。作为丙烯腈产品规格要求正碘量试验得到的化合物浓度小于千万分之二(0.2ppm)。对照已知的过氧化氢量对该试验做校准。很显然如此微量浓度的化合物是难于鉴定和更难于分离及使其破坏的。破坏微量杂质由于以下两因素而更复杂化，(1)要准确地选定在制造不饱和腈化物工艺中什么位点应该破坏这些杂质，(2)重要的是破坏这些杂质不会引入新的污染物进入所要求的产品中。杂质通常是在反应器中进行制造α,β-单烯属不饱和腈化物的反应阶段引入的。然而，十分可能有害杂质是在工艺中其它阶段引入的，即用稀酸的中和反应、用水萃取等，尤其要牢记这些杂质可以存在的浓度范围不超过百万分之几。

由丙烯和异丁烯氨氧化反应制造丙烯腈和甲基丙烯腈的工艺和催化剂在许多美国专利中已有论述，它们包括美国专利2,481,826；2,904,580；3,044,966；3,050,546；3,197,419；3,198,750；3,200,084；3,230,246和3,248,340。

当烯烃，如丙烯或异丁烯与氨和分子氧相反应生成相应的不饱和腈化物如丙烯腈或甲基丙烯腈时，也生成相对小量的各种化合物，例如，氰化氢；如乙腈等饱和脂族腈化物；如乙醛、丙醛、丙烯醛、甲基丙烯醛等低分子量羰基化物和微量或通常被称为亚硝酸盐、过氧化物和它们母体等其它化合物。用水等适当溶剂吸收来回收所要求的反应产品，在这期间可以形成其它重有机化合物，更优选的是先用如硫酸等稀酸急冷回收反应产品，它起中和在反应器流出液中存在的过剩氨的作用，然后再用水吸收。

在萃取蒸馏塔(称回收塔)中从“富”吸收剂水中分离丙烯氨氧化反应中的产品。回收塔的塔顶馏出物是水和丙烯腈的共沸物，而釜底残留物是含乙腈的含水物流，乙腈在另外蒸馏塔(称汽提塔)中除去。在制造甲基丙烯腈的装置中，回收的腈化物是甲基丙烯腈而回收的副产物将是由异丁烯形成的相应化合物。

所要求的单烯属不饱和腈化物，如丙烯腈和甲基丙烯腈的回收和纯化工艺在美国专利3,352,764；2,904,580；3,044,966和3,198,750中已有论述。

涉及包括丙烯腈、丙酮和水混合物分离问题的讨论，以及用蒸馏在全部水量存在下实施分离的方法在美国专利2,681,306中已提出。

涉及类似混合物从小量的各种饱和羰基化合物中分离问题在美国专利3,149,055中已有讨论。

从含所要求的不饱和腈化物和相应的不饱和脂族醛及腈化氢等杂质的不纯混合物中生产基本纯的不饱和脂族腈化物的工艺已在美国专利2,836,614中公开。

从小量饱和羰基化合物中分离不饱和腈化物如丙烯腈或甲基丙烯腈的其它工艺在美国专利3,185,636中已公开。

优选的是往含腈化合物亚硝酸盐中加入任何化合物应在产物塔中腈化物纯化之前加，以便可以从产物流中容易分离出和排出微量杂质的反应产物和所加的化合物。所加的化合物也称作“净化剂”，而任何水溶性的碱性化合物将起有效的净化剂作用。加净化剂的合理地点应是在吸收塔、汽提塔或在回收塔或同时在几个塔中。作为加入净化剂的优选位置是以一种如下文所述的相对稀水溶液加在回收塔的塔顶。当所要求的腈化物是在回收塔中与水共沸物塔顶馏出物蒸馏时，将含不希望的杂质和净化剂的水溶性反应产物萃取到含水相中以从产品中除去上述杂质是可能的。

不饱和脂族腈化物产品，如丙烯腈或甲基丙烯腈在急冷塔中用酸化的水流逆流接触进行冷却。从急冷塔流出的气体流入吸收塔的底部，在此丙烯腈、乙腈和其它有关可溶性气体被吸收。未被吸收的气体通入烟囱和除掉。

按照惯例，从吸收塔釜底得到的称作富水物流流入回收塔中进行萃取蒸馏。回收塔可以是任何合适的接触设备，在此液体和蒸汽以多重的连通区或级逆流接触。从回收塔得到的塔顶蒸汽是富丙烯腈的，其它组分主要是水和氰化氢，和被亚硝酸盐等杂质所污染的化合物，这些化合物有亚硝酸盐的特性，和它们的母体。冷凝塔顶蒸汽并收集在滗析器中，而液体进行液-液相分离，低密度层是一种有机相，较高密度的下层是一种含水相。有机相主要是被水和氰化氢污染的丙烯腈，将它取出进一步纯化。含水相回流到回收塔的上段。