本發(fā)明涉及化工生產(chǎn)，具體涉及一種超重力己二腈生產(chǎn)系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
1、己二腈生產(chǎn)方法之一是由過量氨與熔融己二酸，在以磷酸為催化劑的條件下，反應(yīng)在液相中進(jìn)行的。理論反應(yīng)壓力為0.03～0.045mpag，理論反應(yīng)溫度在250-290℃的范圍內(nèi)。
2、工業(yè)上液相法生產(chǎn)己二腈采用的是列管式腈化反應(yīng)器，管束外采用熱載體蒸汽加熱，在生產(chǎn)周期內(nèi)，逐步地從307℃增高至340℃，平均高于理論反應(yīng)溫度50℃。現(xiàn)有工藝技術(shù)路線中的腈化反應(yīng)器由于反應(yīng)界面小，反應(yīng)停留時間長，界面溫度遠(yuǎn)超理論溫度，易結(jié)焦，尤其到了末期，通常反應(yīng)溫度高于理論溫度很多，特別是反應(yīng)器內(nèi)壁溫度梯度更高，結(jié)焦嚴(yán)重，副反應(yīng)增多造成后續(xù)分離能耗高。
3、文章《關(guān)于己二腈反應(yīng)機(jī)理的探討》中提到，己二酸氨化過程中是與大量副反應(yīng)同時發(fā)生的，己二酸在220℃以上就開始大量分解，分界速度隨溫度升高而加快；己二腈的二聚物也是在長時間加熱或局部過熱條件下生產(chǎn)的，為使液相法制得粗己二腈雜質(zhì)達(dá)到最少量，必須縮短氨化時間，并盡快地將己二腈從反應(yīng)區(qū)引出。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供一種超重力己二腈生產(chǎn)系統(tǒng)及方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。
2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：
3、一種超重力己二腈生產(chǎn)系統(tǒng)，包括超重力腈化反應(yīng)器、分離塔、半腈蒸發(fā)器和精制裝置，所述超重力腈化反應(yīng)器的中部通過主管路與所述分離塔的下部連通，且其頂部連通有主氨氣管路；所述分離塔的頂部分別連通有氨回收管路和水回收管路，其上部通過管路與所述精制裝置連通；所述半腈蒸發(fā)器的頂部分別通過管路與所述分離塔的底部、所述主管路以及所述主氨氣管路連通。
4、本發(fā)明的有益效果是：生產(chǎn)過程中，熔融己二酸與催化劑混合后送至超重力腈化反應(yīng)器內(nèi)與氨氣逆向濃度梯度接觸反應(yīng)，經(jīng)所述超重力腈化反應(yīng)器所得產(chǎn)物進(jìn)入分離塔，所述分離塔從上自下分離出氨、水、粗腈及半腈，氨和水送至其他系統(tǒng)進(jìn)行處理回收，粗腈進(jìn)入精制系統(tǒng)處理獲得己二腈產(chǎn)品；
5、半腈送至一個用熱載體蒸汽加熱的、有攪拌的降膜半腈蒸發(fā)器，并通入氨氣，逆流的氨能使半腈進(jìn)一步轉(zhuǎn)化己二腈，并將己二腈和揮發(fā)性產(chǎn)品經(jīng)所述分離塔從殘余物和催化劑中分離回收。
6、本發(fā)明利用超重力反應(yīng)器結(jié)構(gòu)、技術(shù)等特點(diǎn)，轉(zhuǎn)子徑向從內(nèi)到外，形成氨氣與熔融己二酸的逆向濃度梯度，增大氣液接觸比面積，增大傳質(zhì)推動力，加快反應(yīng)速率，在反應(yīng)過程中同時將反應(yīng)產(chǎn)物分離出來，加快推動反應(yīng)進(jìn)行。
7、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
8、進(jìn)一步，所述精制裝置包括通過管路依次連通的粗腈水洗罐、傾析器、脫水器、拔頂塔和脫尾塔，所述粗腈水洗罐的頂部通過管路與所述分離塔的上部連通。
9、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是生產(chǎn)過程中，粗腈進(jìn)入粗腈水洗罐進(jìn)行洗滌，除去一些中間產(chǎn)品，再經(jīng)傾析器得到預(yù)蒸餾己二腈的輕相；溶解在預(yù)蒸餾己二腈中的氨水通過粗腈脫水器脫出，并經(jīng)冷凝后經(jīng)處理以回收循環(huán)使用；脫水后的己二腈在真空操作的拔頂塔中脫出輕組分，拔頂后的己二腈在真空操作的脫尾塔中脫出重組分，精制后獲得己二腈產(chǎn)品。
10、進(jìn)一步，所述拔頂塔的頂部通過管路一與所述脫尾塔的下部連通，所述脫尾塔的頂部連通有產(chǎn)品管路；所述管路一和所述產(chǎn)品管路上分別固定安裝有緩沖罐。
11、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，通過設(shè)置緩沖罐對相應(yīng)的物質(zhì)進(jìn)行緩沖，以便后續(xù)生產(chǎn)的進(jìn)行。
12、進(jìn)一步，所述管路一與所述產(chǎn)品管路上還分別固定安裝有冷凝器，兩個所述冷凝器分別位于所述管路一上對應(yīng)所述拔頂塔與其中一個所述緩沖罐之間的部位以及所述產(chǎn)品管路上對應(yīng)所述脫尾塔與另一個所述緩沖罐之間的部位，且兩個所述冷凝器的頂部分別連通有真空管路。
13、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，通過兩個冷卻器對拔頂塔和脫尾塔出來的物質(zhì)進(jìn)行冷卻處理，回收相應(yīng)的熱量，節(jié)約能耗。
14、進(jìn)一步，所述精制裝置還包括精己二腈儲罐，所述精己二腈儲罐與所述產(chǎn)品管路連通。
15、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，通過精己二腈儲罐收集制備的己二腈產(chǎn)品，收集方便。
16、進(jìn)一步，所述拔頂塔的下部和所述脫尾塔的下部分別并聯(lián)有再沸器。
17、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，通過兩個再沸器使得拔頂塔和脫尾塔內(nèi)的液體再次氣化，以便生產(chǎn)作業(yè)的正常進(jìn)行。
18、進(jìn)一步，所述脫水器的底部通過管路二與所述拔頂塔的中部連通，所述管路二上固定安裝有拔頂塔進(jìn)料罐；所述粗腈水洗罐的底部通過管路三與所述傾析器的頂部連通，所述管路三上固定安裝有過濾器。
19、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，通過拔頂塔進(jìn)料罐將粗腈脫水器中脫出的物質(zhì)送至拔頂塔，以便生產(chǎn)的正常進(jìn)行。
20、進(jìn)一步，還包括預(yù)混罐，所述預(yù)混罐通過管路與所述超重力腈化反應(yīng)器的底部連通。
21、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，通過預(yù)混罐將熔融己二酸與催化劑磷酸進(jìn)行預(yù)先混制，以便將混合溶液送至超重力腈化反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行后續(xù)加工。
22、進(jìn)一步，還包括加熱器，所述加熱器的頂部和底部分別與加熱管路的兩端連通，所述加熱管路貫穿所述超重力腈化反應(yīng)器。
23、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)合理，通過加熱器對超重力腈化反應(yīng)器進(jìn)行加熱，保證分離作業(yè)的正常進(jìn)行。
24、本發(fā)明還涉及一種超重力己二腈生產(chǎn)方法，采用如上所述的超重力己二腈生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，包括以下具體步驟：
25、熔融己二酸與催化劑混合后送至超重力腈化反應(yīng)器內(nèi)與氨氣逆向濃度梯度接觸反應(yīng)，所得產(chǎn)物進(jìn)入分離塔，所述分離塔從上自下分離出氨、水、粗腈及半腈，氨和水送至其他系統(tǒng)進(jìn)行處理回收，粗腈進(jìn)入精制系統(tǒng)處理獲得己二腈產(chǎn)品；
26、半腈送至降膜半腈蒸發(fā)器，并通入氨氣，逆流的氨能使半腈進(jìn)一步轉(zhuǎn)化己二腈，并將己二腈和揮發(fā)性產(chǎn)品重新送入所述分離塔。
27、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是本發(fā)明還提供一種超重力己二腈生產(chǎn)方法，該方法利用超重力反應(yīng)器結(jié)構(gòu)、技術(shù)等特點(diǎn)，轉(zhuǎn)子徑向從內(nèi)到外，形成氨氣與熔融己二酸的逆向濃度梯度，增大氣液接觸比面積，增大傳質(zhì)推動力，加快反應(yīng)速率，在反應(yīng)過程中同時將反應(yīng)產(chǎn)物分離出來，加快推動反應(yīng)進(jìn)行。
1.一種超重力己二腈生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：包括超重力腈化反應(yīng)器(2)、分離塔(4)、半腈蒸發(fā)器(6)和精制裝置，所述超重力腈化反應(yīng)器(2)的中部通過主管路與所述分離塔(4)的下部連通，且其頂部連通有主氨氣管路；所述分離塔(4)的頂部分別連通有氨回收管路和水回收管路，其上部通過管路與所述精制裝置連通；所述半腈蒸發(fā)器(6)的頂部分別通過管路與所述分離塔(4)的底部、所述主管路以及所述主氨氣管路連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超重力己二腈生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：所述精制裝置包括通過管路依次連通的粗腈水洗罐(7)、傾析器(9)、脫水器(10)、拔頂塔(12)和脫尾塔(16)，所述粗腈水洗罐(7)的頂部通過管路與所述分離塔(4)的上部連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超重力己二腈生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：所述拔頂塔(12)的頂部通過管路一與所述脫尾塔(16)的下部連通，所述脫尾塔(16)的頂部連通有產(chǎn)品管路；所述管路一和所述產(chǎn)品管路上分別固定安裝有緩沖罐(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超重力己二腈生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：所述管路一與所述產(chǎn)品管路上還分別固定安裝有冷凝器(5)，兩個所述冷凝器(5)分別位于所述管路一上對應(yīng)所述拔頂塔(12)與其中一個所述緩沖罐(14)之間的部位以及所述產(chǎn)品管路上對應(yīng)所述脫尾塔(16)與另一個所述緩沖罐(14)之間的部位，且兩個所述冷凝器(5)的頂部分別連通有真空管路。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超重力己二腈生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：所述精制裝置還包括精己二腈儲罐(15)，所述精己二腈儲罐(15)與所述產(chǎn)品管路連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超重力己二腈生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：所述拔頂塔(12)的下部和所述脫尾塔(16)的下部分別并聯(lián)有再沸器(13)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超重力己二腈生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：所述脫水器(10)的底部通過管路二與所述拔頂塔(12)的中部連通，所述管路二上固定安裝有拔頂塔進(jìn)料罐(11)；所述粗腈水洗罐(7)的底部通過管路三與所述傾析器(9)的頂部連通，所述管路三上固定安裝有過濾器(8)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的超重力己二腈生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：還包括預(yù)混罐(1)，所述預(yù)混罐(1)通過管路與所述超重力腈化反應(yīng)器(2)的底部連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的超重力己二腈生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：還包括加熱器(3)，所述加熱器(3)的頂部和底部分別與加熱管路的兩端連通，所述加熱管路貫穿所述超重力腈化反應(yīng)器(2)。
10.一種超重力己二腈生產(chǎn)方法，其特征在于：采用如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的超重力己二腈生產(chǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，包括以下具體步驟：