粗制丙烯腈儲存罐的制作方法
【專利摘要】本公開涉及粗制丙烯腈儲存罐，并提供了一種用于維持粗制罐中的粗制丙烯腈的儲存的過程。所述過程包括：將所述粗制丙烯腈?zhèn)鬏數(shù)剿龃种乒?；向所述粗制罐中的粗制丙烯腈添加酸，所添加的酸的量適合于將pH值維持成低于目標pH值；和將所述粗制罐中的粗制丙烯腈的溫度維持成低于目標溫度。
【專利說明】粗制丙烯腈儲存罐

【技術領域】
[0001]本公開涉及在制造丙烯腈和甲基丙烯腈時的改進的工藝。具體地，本公開涉及粗制丙烯腈罐操作。

【背景技術】
[0002]丙烯腈是重要的大量生產(chǎn)型化學品，其主要被作為單體，用于制造多種聚合物材料，例如用于紡織品和樹脂(例如ABS和SAN樹脂)中的丙烯酸纖維的聚合物。在世界范圍內(nèi)，每年生產(chǎn)的丙烯腈數(shù)量超過四百萬公噸。制造丙烯腈或其他烯烴不飽和腈(例如甲基丙烯腈)的最常用的工藝是使用空氣或其他分子氧源作為氧化劑使合適的碳氫化合物在具有氨的情況下在氨氧化反應器中發(fā)生化學反應，例如使丙烯或丙烷發(fā)生化學反應以用于制造丙烯腈，或者使異丁烯發(fā)生化學反應以用于制造甲基丙烯腈。這種氧化反應(也稱為氨氧化反應)通常使用流態(tài)化催化劑床中的固體顆粒狀混雜催化劑來催化氨氧化反應并且以可接受的轉換率和產(chǎn)量提供所期望的丙烯腈或甲基丙烯腈。除了產(chǎn)生烯烴不飽和腈之外，這種氨氧化反應通常還產(chǎn)生其他產(chǎn)品，例如乙腈、氰化氫(HCN)和其他副產(chǎn)品。用于碳氫化合物原料到丙烯腈的催化氨氧化反應的工藝在例如美國專利N0.4，503，001、N0.4，767，878、N0.4，863，891和N0.5，093，299中公開，這些專利通過引用并入本文中。
[0003]重要的是丙烯腈產(chǎn)品滿足一些規(guī)范，包括某些化學雜質(zhì)的最大含量以及水和聚合抑制劑的預定含量。丙烯腈產(chǎn)品的水和聚合成分的控制對于丙烯腈產(chǎn)品的穩(wěn)定性而言是重要的。丙烯腈產(chǎn)品中的水和氫醌單甲醚(monomethyl ether hydroquinone)或氫醌甲醚(methyl ether of hydroquinone)(后文稱為“MEHQ”)聚合抑制劑通常必須被維持在特定水平或范圍內(nèi)。MEHQ聚合抑制劑需要一定量的水以便發(fā)揮功用并且抑制丙烯腈產(chǎn)品的不期望的聚合。諸如美國和國際運輸規(guī)范之類的規(guī)范通常要求在丙烯腈產(chǎn)品中運輸最小量的水和抑制劑，因為在沒有一定量的水和抑制劑的情況下，丙烯腈產(chǎn)品是非常易起化學反應的。所述規(guī)范通常也具有水和抑制劑成分的最大量，因為過多的水和抑制劑將會使得例如在被設計成使丙烯腈聚合的顧客工廠處的丙烯腈的期望的后續(xù)反應變慢或者變得困難。丙烯腈產(chǎn)品的規(guī)范通常規(guī)定了某些雜質(zhì)的最大量，例如氰化氫、乙腈和丙酮。
[0004]偶爾可能需要將未精煉或不合格產(chǎn)品放置在保持罐中。在這種時候，可能需要將粗制丙烯腈罐投入使用，用作未精煉或不合格產(chǎn)品的保持罐。
[0005]雖然丙烯腈/甲基丙烯腈的制造已經(jīng)商業(yè)化實施了多年，但仍然存在一些改進會具有顯著益處的地方。來自回收柱的粗制丙烯腈通常包括丙烯腈、氰化物和水并且不是特別穩(wěn)定。因此，粗制丙烯腈可能易于發(fā)生聚合反應，從而失去丙烯腈產(chǎn)品。提供更加有效的粗制丙烯腈罐操作的過程和設備是有用的，相比常規(guī)過程和設備，所述過程和設備減小或消除了聚合反應以及丙烯腈產(chǎn)品的損失。
[0006]本公開的以上和其他方面、特征和優(yōu)點將從本公開的所示實施例的以下詳細描述變得明顯，應當聯(lián)系附圖來閱讀所示實施例。實用新型內(nèi)容
[0007]相應地，本公開的一個方面在于提供一種安全、有效并且成本高效的過程和設備，其克服或減小了常規(guī)過程和設備的缺點。
[0008]提供了一種用于維持粗制罐中的粗制丙烯腈的儲存的過程。所述過程包括:將所述粗制丙烯腈?zhèn)鬏數(shù)剿龃种乒?；向所述粗制罐中的粗制丙烯腈添加酸，所添加的酸的量適合于將PH值維持成低于目標pH值；和將所述粗制罐中的粗制丙烯腈的溫度維持成低于目標溫度。
[0009]在另一方面，一種用于制備粗制罐以接收粗制丙烯腈的過程包括:向粗制罐添加水，所添加的水的量適合于吸收漂浮頂蓋下面的有機物；將所述粗制罐中的水的溫度維持在大約25 °C或更低；和將所述水酸化到pH值為4或更低。
[0010]在另一方面，一種粗制丙烯腈儲存罐包括:多個傳感器，其構造成探測所述粗制丙烯腈儲存罐中的不同溫度高度處的溫度；和多個移除位置，其構造成從所述粗制丙烯腈儲存罐移除粗制丙烯腈。所述罐還包括:pH傳感器，其構造成探測所述粗制丙烯腈儲存罐中的粗制丙烯腈的PH值；制冷器，其構造成冷卻從所述粗制丙烯腈儲存罐的移除位置抽取的再循環(huán)流；和返回管線，其構造成使再循環(huán)流的至少一部分返回到所述粗制丙烯腈儲存罐。
[0011]本公開的以上和其他方面、特征和優(yōu)點將從本公開的所示實施例的以下詳細描述變得明顯，應當聯(lián)系附圖來閱讀所示實施例。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]通過參照以下描述并考慮附圖可以獲知本公開的示例性實施例的更加完整的理解及其優(yōu)點，在附圖中，相同的附圖標記指代相同的特征，其中:
[0013]圖1是適用于制造丙烯腈產(chǎn)品的根據(jù)本公開的方面的實施例的示意性流程圖；
[0014]圖2示出了根據(jù)本公開的方面的過程的流程圖。

【具體實施方式】
[0015]溫度和pH值的監(jiān)視和控制對于粗制丙烯腈的存儲而言都是重要的。在這方面，一種過程包括探測粗制罐的不同高度處的液體的多個溫度。該過程包括:使從粗制罐的流出高度抽取的再循環(huán)流循環(huán)；冷卻該再循環(huán)流；以及當所探測的溫度處于預定溫度范圍之外時，使該再循環(huán)流的至少一部分返回到該罐。
[0016]相比常規(guī)系統(tǒng)和方法，本文描述的過程時間更少并且在丙烯腈產(chǎn)品被釋放到最終產(chǎn)品儲存處之前可需要更少的步驟。在執(zhí)行樣品分析和調(diào)整以操作參數(shù)來生產(chǎn)合格的丙烯腈產(chǎn)品時可以減少實驗室和工廠的勞動。所提供的其他益處在于:可以相對于常規(guī)系統(tǒng)和方法所需的傾入罐(rundown tank)的數(shù)量和/或容積減小傾入罐的數(shù)量和/或容積。所提供的另一益處在于:可以更快地探測到化學雜質(zhì)不合格的丙烯腈產(chǎn)品，從而允許執(zhí)行校正操作并且將再次經(jīng)過系統(tǒng)的(一個或多個)部分的丙烯腈產(chǎn)品的量減少到如常規(guī)系統(tǒng)和方法所需的。
[0017]下面，關于附圖進一步描述了該過程和用于執(zhí)行該過程的設備。
[0018]如圖1所示，設備10包括罐12。罐12可構造成經(jīng)由管線16接收粗制丙烯腈產(chǎn)品。粗制丙烯腈流14可被從回收柱或其他容器(未示出)傳輸?shù)焦?2。粗制丙烯腈產(chǎn)品流14可經(jīng)由管線16傳輸并且在位置18進入罐12。溫度傳感器20、22、24、26和28可構造成在罐12中的液體的對應豎直高度30、32、34、36和38處測量罐12中的液體的溫度。罐12中的粗制丙烯腈產(chǎn)品可經(jīng)由管線40傳輸?shù)焦?2之外。頂部蒸氣110可經(jīng)由管線110從罐12傳輸?shù)较雌崞?未不出)。
[0019]粗制丙烯腈產(chǎn)品可以從罐12經(jīng)由管線82、84、86和/或88傳輸。閥92、94、96和98可分別對應于管線82、84、86和88。噴嘴102、104、106和108可分別對應于管線82、84、86和88。噴嘴102、104、106和108在罐12中的豎直高度可分別對應于罐12中的液體的豎直高度32、34、36和38。該一系列噴嘴中的噴嘴和相鄰噴嘴的距離可以是相同的。因此，噴嘴102和噴嘴104之間的距離可以與噴嘴104和噴嘴106之間的距離相同，等等。在一個方面，相繼噴嘴之間的距離可以是大約二(2)到大約十二(12)英尺，在另一個方面為大約五(5)到大約十二(12)英尺，在另一個方面為大約八(8)到大約十二(12)英尺，并且在另一個方面為大約十(10)英尺。雖然圖1中示出噴嘴100的豎直高度低于豎直高度30，但噴嘴100的豎直高度可以與豎直高度30相同或者接近豎直高度30。
[0020]管線46可以將粗制丙烯腈產(chǎn)品傳輸?shù)綋Q熱器或制冷器54，例如在進口 56處傳輸?shù)街评淦?4的管側。制冷器54可構造成經(jīng)由與冷卻流體58 (例如，冷卻水)的熱傳遞來冷卻粗制丙烯腈產(chǎn)品，冷卻流體58在進口 60處被引到制冷器54的殼側。冷卻流體58可以在出口 62處排出制冷器54。
[0021]在制冷器54中被冷卻之后，粗制丙烯腈產(chǎn)品可在出口 64處排出并且作為經(jīng)冷卻的丙烯腈產(chǎn)品流78從制冷器54經(jīng)由管線66傳輸。酸68 (例如乙醇酸或乙酸及其組合)可經(jīng)由管線70傳輸并且在接頭74處添加到管線66中的粗制丙烯腈產(chǎn)品。酸68可以被泵72從酸源76經(jīng)由管線70泵送。在一個方面，酸68可被添加到經(jīng)冷卻的丙烯腈產(chǎn)品流78以將罐12中的液體的pH值維持在預定pH值范圍。經(jīng)冷卻的丙烯腈產(chǎn)品可經(jīng)由管線80通過噴嘴100返回到罐12。
[0022]在一個方面，控制器11可構造成處理對應于所測量的參數(shù)(例如，溫度傳感器20、22、24、26和/或28測量的液體溫度以及豎直高度30、32、34、36和/或38)的一個或多個信號?？刂破?1可構造成確定所測量的參數(shù)是否高于或低于預定參數(shù)范圍。本領域技術人員將會意識到根據(jù)本公開，所測量的參數(shù)可以是在罐12的操作中有用的任何合適的參數(shù)，例如溫度傳感器在預定豎直高度處測量的溫度?？刂破?1可構造成如果所測量的參數(shù)低于或高于預定參數(shù)范圍則經(jīng)由通信線路或無線通信(圖1未示出)調(diào)節(jié)一個或多個裝置的操作。例如，控制器11可構造成通過控制制冷器54的操作和閥(例如閥92、94、96和/或98)的操作來調(diào)節(jié)通過一個或多個噴嘴100、102、104、106和/或108傳輸?shù)拇种票╇娈a(chǎn)品的量。
[0023]在一個方面，通過再循環(huán)、冷卻并且將經(jīng)冷卻的丙烯腈產(chǎn)品與罐12中的液體混合，可以將罐12中的液體的溫度和/或罐12中的液體的局部區(qū)域的溫度維持在預定溫度范圍內(nèi)。在一個方面，控制器11可構造成控制經(jīng)由管線40從罐12提取的液體的量、在制冷器54中冷卻的粗制丙烯腈產(chǎn)品的量、以及經(jīng)由管線66傳輸回到罐12的粗制丙烯腈產(chǎn)品(冷卻之后)的量。在該方面，再循環(huán)可用于將粗制罐中的溫度設置為大約25 1:或更低。在一個相關方面，在I個到大約5個位置處測量溫度，并且在另一個方面，在2個到大約4個位置處測量溫度。在一個方面，該過程可用于提供大約50到大約150小時的周轉率，在另一個方面大約75到大約125小時的周轉率，在另一個方面大約75到大約80小時的周轉率，并且在另一個方面大約100到大約105小時的周轉率。
[0024]在一個方面，控制器11可構造成處理對應于罐12中的液體的pH值和/或經(jīng)由管線40從罐12提取的液體的pH值的一個或多個信號。在該方面，pH計116可構造成在位置120處測量罐12中的粗制丙烯腈產(chǎn)品的pH值并且將對應于所測量的pH值的信號傳輸?shù)娇刂破?1或流量控制器118?？刂破?1或流量控制器118可構造成處理來自pH計的信息并且控制流到接頭74的酸68的流量。在一個方面，控制器11或流量控制器118可構造成如果在位置120處測量的pH值處于預定pH值之外則至少調(diào)節(jié)與流到接頭74的酸68的流量有關的操作參數(shù)。在一個方面，控制器11可構造成控制流量控制器118的操作。在一個方面，控制器11可包括流量控制器118。控制器11和/或流量控制器118可包括處理器。控制器11和/或流量控制器118的處理器可包括存儲器，該存儲器構造成接收和存儲預定條件或參數(shù)。預定條件或參數(shù)可以是位置120處的液體的期望pH值或期望pH值的范圍。
[0025]在一個方面，控制器11或流量控制器118可構造成以預定頻率接收對應于pH計116測量的pH值的信號，例如大約每六(6)小時接收一次，并且確定所測量的pH值是否在預定PH值范圍內(nèi)。在一個方面，預定pH值范圍可以是大約2.5-4.5，并且在另一個方面為大約3到大約4。在一個方面，如果所測量的pH值大于或接近于大約4.5，則控制器11或流量控制器118可調(diào)節(jié)對應于流量控制器118的閥119的開口，以允許在接頭74處添加更多的酸68，從而允許向罐12添加更多的酸68。如果在位置120處測量的pH值為大約2.5或接近于大約2.5，則控制器11或流量控制器118可調(diào)節(jié)對應于流量控制器118的閥119的開口，以減小在接頭74處添加的酸68的量，從而減小向罐12添加的酸68的量。
[0026]如圖1所示，可在位置43處從罐12的底部抽取管線40中的流出物。相對于罐12的總高度，位置43的豎直高度可以為零或者大約零。在一個方面，粗制丙烯腈儲存罐的長度與直徑的比為大約0.5到大約1.5，在另一個方面為大約0.75到大約1.25，并且在另一個方面為大約0.9到大約1.1。
[0027]圖2示出了根據(jù)本公開的方面的過程300的流程圖?？梢允褂脠D1所示的設備10來執(zhí)行過程300。步驟301可包括探測粗制罐的第一高度處的液體的第一溫度。步驟302可包括探測粗制罐的第二高度處的液體的第二溫度。步驟303可包括使從粗制罐的流出高度抽取的再循環(huán)流循環(huán)。步驟304可包括冷卻該再循環(huán)流。步驟305可包括當所探測的第一溫度處于預定溫度范圍之外時使再循環(huán)流的至少第一部分返回到第一返回高度。過程300可包括當所探測的第二溫度處于預定溫度范圍之外時使再循環(huán)流的至少第二部分返回到第二返回高度。在一個方面，至少該第一返回高度或者該第二返回高度高于粗制罐的流出高度。
[0028]在一個方面，提供了一種過程，該過程用以制備空的粗制罐，該粗制罐用于接收粗制丙烯腈產(chǎn)品流，例如粗制丙烯腈產(chǎn)品流14。在一個方面，該過程包括向粗制罐添加水，所添加的水的量適合于吸收粗制罐的漂浮頂蓋下面的有機物。有機物的吸收可用于防止粗制罐的有機物損失。
[0029]在另一個方面，啟動過程可包括用按重量計算大約6%或更多的水來填充空的粗制罐以使罐的頂蓋漂浮，在另一個方面大約6%到大約15%，在另一個方面大約6%到大約10%，并且在另一個方面大約6%到大約8%。該過程可包括使水循環(huán)通過制冷器(例如制冷器54)以實現(xiàn)罐中的液體的目標溫度，例如大約25 °C或更低，在另一個方面大約20 V或更低，在另一個方面大約18 °C或更低，在另一個方面大約15 °C或更低，在另一個方面大約10 °C或更低，在另一個方面大約I °C到大約10 °C，并且在另一個方面大約5 °C到大約10 °C。該過程可包括向循環(huán)水添加酸以實現(xiàn)罐中的液體的大約4或更低的pH值，并且在另一個方面大約3到大約4的pH值。在該方面，在水已經(jīng)達到25 °C或更低的溫度之后，向水添加酸。在另一個方面，當粗制罐為大約25 °C或更低并且pH值為大約4或更低時，向粗制罐添加粗制丙烯腈。
[0030]在粗制丙烯腈處于罐內(nèi)的方面，該過程可包括周期性地采樣液體的pH值，例如大約每六(6)小時一次，并且如果pH值大于大約4.5則添加更多的酸。該過程可包括使粗制丙烯腈產(chǎn)品循環(huán)通過制冷器(例如制冷器54)以維持低于大約18攝氏度的溫度。
[0031]在一個方面，可提供一種過程來解決將未精煉或不合格產(chǎn)品放置在保持罐內(nèi)的需求。在這種時候，可能需要將粗制丙烯腈罐投入使用，用作未精煉或不合格產(chǎn)品的保持罐。在一個方面，對罐溫度和PH值進行監(jiān)視以避免或減少罐中的化學反應。
[0032]在一個方面，兩個單獨的罐12可以串聯(lián)或并聯(lián)操作。
[0033]雖然已經(jīng)在前面的說明書中關于本公開的某些優(yōu)選實施例描述了本公開并且為了例示而闡述了許多細節(jié)，但本領域技術人員將會明白本公開可以有其他實施例并且本文所描述的某些細節(jié)能夠顯著變化而不偏離本公開的基本原理。應當理解，本公開的特征可以有修改、變形、變化或替代物，而不偏離本公開的精神和范圍或權利要求的范圍。例如，各種部件的尺寸、數(shù)量、大小和形狀可以改變以適合特定的應用。因此，本文所示出和描述的特定實施例僅僅用于例示的目的。
【權利要求】
1.一種粗制丙烯腈儲存罐，其特征在于包括: 一個或多個傳感器，其構造成探測所述粗制丙烯腈儲存罐中的不同溫度高度處的溫度； 一個或多個移除位置，其構造成從所述粗制丙烯腈儲存罐移除粗制丙烯腈； pH傳感器，其構造成探測所述粗制丙烯腈儲存罐中的粗制丙烯腈的pH值；和 返回管線，其構造成使再循環(huán)流的至少一部分返回到所述粗制丙烯腈儲存罐。
2.如權利要求1所述的粗制丙烯腈儲存罐，其特征在于還包括制冷器，所述制冷器構造成冷卻從所述粗制丙烯腈儲存罐的一個或多個移除位置抽取的再循環(huán)流。
3.如權利要求1所述的粗制丙烯腈儲存罐，其特征在于還包括控制器，所述控制器構造成從所述pH傳感器接收對應于由所述pH傳感器探測的pH值的信號，所述控制器構造成調(diào)節(jié)流到所述罐的酸的流量。
4.如權利要求3所述的粗制丙烯腈儲存罐，其特征在于，所述控制器構造成從所述溫度傳感器接收對應于由所述溫度傳感器探測的溫度的信號，所述控制器構造成調(diào)節(jié)所述再循環(huán)流的流率。
5.如權利要求1所述的粗制丙烯腈儲存罐，其特征在于還包括進口，所述進口用于向所述再循環(huán)流添加酸。
6.如權利要求1所述的粗制丙烯腈儲存罐，其特征在于，所述粗制丙烯腈儲存罐的長度與直徑的比為大約0.5到大約1.5。
【文檔編號】B65D88/74GK204237037SQ201420301627
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年6月9日 優(yōu)先權日:2014年6月9日
【發(fā)明者】T.R.麥克唐奈, J.R.庫奇, D.R.瓦納, P.T.瓦赫滕多夫, T.G.特拉弗斯 申請人:英尼奧斯歐洲股份公司