第一情报 ---化学工业

提高丙烯腈精制回收率的研究进展

供稿人:瞿丽曼  供稿时间:2004-11-4   关键字:丙烯腈  精制  回收  
丙烯腈是合成纤维、合成橡胶、合成树脂及有机合成的重要有机化工原料,近年来大量用于腈纶纤维、SAN和ABS树脂、丙烯酰胺、己二睛及丁腈橡胶等产品的生产。据美国休斯敦CMAI公司资料报道,2003年全球丙烯腈需求量520万吨,产能约580万吨/年。CMAI公司烯烃项目负责人Steve Zinger预计,全球丙烯腈需求增速会略高于产能增速,平均为2-2.5%/年,且集中在亚洲,特别是中国。随着我国经济的不断发展.丙烯腈的生产规模和产量也将不断增加,预计到2010年我国的丙烯腈生产能力将达到750kt/年。
二十世纪90年代后,我国自行研究开发成功的丙烯腈催化剂,使丙烯腈的单程反应收率已达到或超过了国际先进水平,为我国丙烯腈的生产创造了良好的条件。但是,在丙烯腈装置的精制回收率上,我国与国外存在着较大的差距。因此,提高丙烯腈装置的精制回收率,对降低丙烯脂的生产成本,赶超国际先进生产水平,具有重要的现实意义。
 
由于国内丙烯腈装置都采用回收硫铵的生产工艺,其精制回收率均在90%-92%左右,而国外丙烯腈装置精制回收率为97%-98%,
一、国外丙烯腈装置精制回收率现状
国外丙烯腈装置按其是否回收硫铵而分为2个档次,回收硫铵的,精制回收率在95%-97%,而不回收硫铵的丙烯腈装置的精制回收率在97%以上。
 
二、国内丙烯腈装置精制回收率现状
国内丙烯腈装置除上海高桥石化8000t/a、大庆石化化纤厂10kt/a是国内自行设计的外,其它装置大多引进国外技术。其中引进装置中,除上海金山50kt/a装置是引进日本旭化成的技术外,其它万吨级以上装置都是由BP公司引进的,在BP公司提供的设计基础中,精制回收率可以达到94%,但是国内除安庆丙烯腈厂、以及齐鲁分公司丙烯腈厂在上海石化院的联合公关下回收率均可达到94%外,其余大多在90%-92%之间徘徊,与国外差距较大。
  
三、目前提高回收率的做法
为了改变我国丙烯腈精制回收率低的现状,国内的许多相关单位如大庆石化公司化纤厂和腈纶厂、大庆炼化公司、上海石油化工研究院、天津大学、上海高桥石油化工厂、中石化股份有限公司安庆分公司腈纶厂等做了许多深入的研究,并取得了一定成效:
●提高丙烯腈精制回收率的方法之一
(1)实现操作条件的优化
 操作条件显著影响丙烯腈的全程收率,可建立以丙烯腈产量为基准的多项式数学模型,使用已开发成功的应用软件,进行在线优化装置操作参数。这样可根据不同时期的生产情况,调整工艺条件,使丙烯腈生产参数长期处于最优状态。实践表明,实现在线优化操作参数,可以将丙烯腈全程收率提高1%以上。
(2)改善原料进料的分布水平
 反应器内原料的充分接触,可以提高反应器内反应的选择性,提高氨的转化率,减少杂质产物的生成,进而提高丙烯腈的全程收率。
(3)对聚合损失严重的急冷塔进行改造
 急冷塔上段内构件的增加及喷头的改造改善了汽液接触的效果,增强了脱除反应剩余氨的能力,有效地防止了剩余氨的穿透,使得丙烯腈的自聚、丙烯腈与氨的加成反应减少,大约提高收率1%左右。急冷塔下段内构件的增加及喷头的改造有效地改善了汽液的流场分布,加酸工艺的实施改善了下段pH值的分布,这些改造使得急冷塔下段丙烯腈的聚合损失大为减少,可提高收率2.5%左右。
(4)降低吸收温度减少丙烯腈的损失 ;
(5)回收塔、脱氰塔、成品塔采用高效塔盘提高分离效率减少聚合。
●提高丙烯腈精制回收率的方法之二
 (1)急冷塔上段增设新型内构件;(2)调整急冷培上段的加酸方式;(3)急冷塔下段增设新型内构件;(4)急冷塔下段增加PH值调节系统;(5)调整急冷塔下段的补水方式;(6)优化回收系统的pH值。
●提高丙烯腈精制回收率的方法之三
(1)将原三段式急冷塔改为两段式塔,保留上段作为冷却段.比采用外冷却器易于操作不易堵塞;(2)增加急冷塔上段气液分离器,防止硫铵带入后续系统;(3)对塔内汽液接触的相构件采用新型高效构件,提高接触效率降低丙烯腈的聚合;(4)急冷塔上、下段排污加汽提塔,减少排污液中丙烯腈量.尽量降低丙烯腈损失。  
●提高丙烯腈精制回收率的方法之四
对丙烯腈生产装置的中和塔为三段式的对其中和塔采取以下改造方法:
(1)保留原三段式中和塔相当于引进装置中后冷却器作用的上段;
(2)分别在中段、下段增加补充水管、出料管以及相应的液位控制回路;
(3)在中段、下段分别采用了新型内构件进行改造。
   
四、国内外近年来丙烯腈回收的主要专利申请情况
近年来,国外公司在丙烯腈回收率方面有许多专利申请,其中美国俄亥标准石油公司申请的专利占较大的份额,该公司关于丙烯腈回收率的主要专利申请见下表:
 
专利号
标题
申请日
公开日
US6054603
Acrylonitrile recovery process
1999.04.06
2000.04.25
US5703268
Acrylonitrile recovery process
1996.04.08
1997.12.30
US5629444
Acrylonitrile recovery process
1996.06.06
1997.05.13
EP0811609
Improved acrylonitrile recovery process
1997.01.21
1997.12.10
EP0891967
Improved acrylonitrile recovery process
1997.07.18
1999.01.20
CN1167757
改进的丙烯腈回收方法
1997.01.29
1997.12.17
CN1207386
改进的丙烯腈回收方法
1997.08.06
1999.02.10
 
国内目前关于丙烯腈回收率的专利主要有:
专利号
标题
申请人
公开日
CN1033045
丙烯腈的精馏回收过程
中国石油化工总公司; 天津大学
1989.05.24
CN1413981
回收丙烯腈急冷方法
中国石油化工股份有限公司;上海石油化工研究院
2003.04.30
CN1413982
丙烯腈高回收率急冷方法
中国石油化工股份有限公司;上海石油化工研究院
2003.04.30
CN1413983
提高丙烯腈回收率的急冷方法
中国石油化工股份有限公司;上海石油化工研究院
2003.04.30
 
随着国际化竞争的日趋激励,我国丙烯腈行业将受到更加严峻的挑战,丙烯腈精制回收率的提高对提高产量降低消耗,增强市场竞争能力具有重要意义。 

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