本實(shí)用新型涉及一種丙烯腈生產(chǎn)裝置。

背景技術(shù)：

丙烯腈是一種重要的有機(jī)化工原料，工業(yè)丙烯腈裝置大多采用丙烯氨氧化法生產(chǎn)丙烯腈。原料丙烯、氨和空氣在流化床反應(yīng)器中反應(yīng)生成丙烯腈，以及乙腈、氫氰酸等副產(chǎn)物。反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入急冷塔，采用硫酸洗滌反應(yīng)產(chǎn)物中未反應(yīng)的氨，生成稀硫銨溶液。稀硫銨溶液主要含有硫銨和水，還有少量的丙烯腈、乙腈和氫氰酸?，F(xiàn)有丙烯腈裝置硫銨單元中，一般通過對(duì)稀硫銨溶液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶，從而得到硫銨產(chǎn)品。蒸發(fā)是一個(gè)有相變的高能耗過程，將稀硫銨溶液蒸發(fā)濃縮至目標(biāo)濃度，需要將溶液中大量的水蒸發(fā)汽化，如不能充分回收利用這些二次蒸汽，一方面將造成能量浪費(fèi)，增加蒸汽消耗，另一方面也將增加了后續(xù)冷凝器的負(fù)荷。目前，常用的稀硫銨蒸發(fā)濃縮工藝主要采用單效蒸發(fā)和雙效蒸發(fā)，但這些工藝能量利用效率低、能耗高。

CN101092266A公開了一種汽提或精餾的方法蒸發(fā)提純稀硫銨溶液，將稀硫銨溶液送入汽提塔或精餾塔，塔頂蒸出丙烯腈、氫氰酸等有機(jī)物輕組分和水，塔釜得到含聚合物的重組分，側(cè)線抽出硫銨溶液。但此方法得到的硫銨溶液濃度較低，需進(jìn)一步蒸發(fā)濃縮。CN101928016A、CN102657946A和CN203108242U采用雙效蒸發(fā)的方法來濃縮稀硫銨溶液，以得到硫銨產(chǎn)品。與單效蒸發(fā)相比，雙效蒸發(fā)利用了二次蒸汽，合理利用了蒸汽的熱量，但蒸汽凝液直接排出，能量沒有得到回收利用，導(dǎo)致冷凝器的負(fù)荷仍較大?？偟膩碚f，當(dāng)前硫銨蒸發(fā)濃縮方法能量利用效率較低，能耗較高，需進(jìn)一步改進(jìn)提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)存在能量利用效率低、能耗高的問題，提出一種新的丙烯腈生產(chǎn)裝置。該裝置的特點(diǎn)在于節(jié)省了硫銨濃縮的蒸汽用量，提高了蒸汽的綜合利用效率；同時(shí)為丙烯腈裝置其他單元提供熱源，為丙烯腈裝置整體節(jié)能創(chuàng)造了有利條件。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：一種丙烯腈生產(chǎn)裝置，包括預(yù)熱單元、急冷單元和硫銨濃縮單元；所述硫銨濃縮單元包括用于對(duì)來自急冷單元的硫銨溶液進(jìn)行濃縮處理的分離器、用于給分離器提供加熱介質(zhì)的加熱器和用于對(duì)分離器所排放的蒸汽進(jìn)行冷凝的冷凝器；其中，所述分離器至少包括三效分離器，各效分離器之間通過硫銨溶液輸送管道連通；除一效加熱器設(shè)置有外接加熱蒸氣管道外，其余各效加熱器與上一效分離器的二次蒸汽管道相連通；除一效加熱器外，其余各效加熱器通過所述預(yù)熱單元與所述急冷單元連通；所述預(yù)熱單元用于對(duì)包括丙烯原料、氨原料和循環(huán)水的需加熱的物流進(jìn)行預(yù)熱。

上述技術(shù)方案中，所述分離器包括三效分離器。

上述技術(shù)方案中，所述分離器包括四效分離器。

上述技術(shù)方案中，所述分離器包括五效分離器。

上述技術(shù)方案中，所述冷凝器與所述急冷單元連通。

本實(shí)用新型裝置通過采用多效蒸發(fā)流程對(duì)來自丙烯腈裝置急冷單元的稀硫銨溶液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，一效蒸發(fā)采用蒸汽加熱，其余各效蒸發(fā)采用上一效的二次蒸汽作為熱源，一效蒸汽凝液直接回用，其余各效蒸汽凝液先用作丙烯腈裝置其他單元的熱源再返回急冷單元，硫銨濃縮液進(jìn)入后續(xù)結(jié)晶流程。本實(shí)用新型節(jié)省了硫銨濃縮的蒸汽用量，提高了蒸汽的綜合利用效率；同時(shí)為丙烯腈裝置其他單元提供熱源，為丙烯腈裝置整體節(jié)能創(chuàng)造了有利條件。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的工藝流程簡圖，以三效分離為例。

圖1中，T為急冷單元，F(xiàn)1為一效分離器，F(xiàn)2為二效分離器，F(xiàn)3為三效分離器，E1為一效加熱器，E2為二效加熱器，E3為三效加熱器，E4為預(yù)熱單元，C1為冷凝器。1為來自急冷單元的稀硫銨溶液，2為來自界外的蒸汽，3為一效蒸汽凝液，4為一效二次蒸汽，5為一效硫銨濃縮液，6為二效蒸汽凝液，7為二效二次蒸汽，8為二效硫銨濃縮液，9為三效蒸汽凝液，10三效二次蒸汽，11為三效蒸汽凝液，12為飽和硫銨濃縮液，13為二效、三效蒸汽凝液混合物，14為降溫后二效、三效蒸汽凝液混合物，15為急冷單元?dú)庀辔锪鳎?6為丙烯原料、氨原料或循環(huán)水的冷物流，17為升溫后的丙烯原料、氨原料或循環(huán)水物流。

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

來自急冷單元T的稀硫銨溶液1經(jīng)一效加熱器E1加熱后，進(jìn)入一效分離器F1進(jìn)行汽液分離，一效加熱器以蒸汽2為熱源，一效硫銨濃縮液5送至二效分離器F2，蒸汽凝液3直接回用送至凝液罐(圖中未顯示)。一效硫銨濃縮液通過二效加熱器E2，采用來自一效分離器的二次蒸汽4進(jìn)行換熱，然后在二效分離器進(jìn)行汽液分離，二效硫銨濃縮液8送至三效分離器F3，二次蒸汽凝液6送至預(yù)熱單元E4。二效硫銨濃縮液通過三效加熱器E3，采用來自二效分離器的二次蒸汽7進(jìn)行換熱，然后在三效分離器F3進(jìn)行汽液分離，汽相物流10經(jīng)冷凝器C1冷凝后返回急冷單元T，液相物流12為飽和硫銨濃縮液，二次蒸汽凝液送至預(yù)熱單元E4。來自二效加熱器和三效加熱器的蒸汽凝液混合物13通過預(yù)熱單元E4先用作丙烯腈裝置其他單元設(shè)備的熱源(丙烯原料、氨原料或循環(huán)水物流16的預(yù)熱)，然后再返回急冷單元T。

所述來自急冷單元的稀硫銨溶液中，以重量百分比計(jì)，硫銨含量為15～30％，水含量為70～85％，丙烯腈含量為0.01～2％，乙腈含量為0.01～2％，氫氰酸含量為0.01～2％。

所述一效分離器的操作壓力為0.08～0.8MPa(A)，操作溫度為93～170℃；二效分離器的操作壓力為0.04～0.09MPa(A)，操作溫度為97～76℃；三效分離器的操作壓力為0.01～0.07MPa(A)，操作溫度為90～46℃。

所述一效加熱器蒸汽規(guī)格為壓力0.2～2MPa(A)，溫度120～300℃。

所述多效蒸發(fā)流程將稀硫銨溶液中的丙烯腈、乙腈、氫腈酸和部分水蒸出，所得到的飽和硫銨溶液中硫銨含量為45～65％，丙烯腈、乙腈和氫氰酸含量均低于5ppm。

下面通過實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的闡述。

具體實(shí)施方式

【實(shí)施例1】

采用圖1所示裝置，來自某丙烯腈裝置的稀硫銨溶液1000kg/h，含有硫銨18.4％，丙烯腈0.2％，乙腈含量為0.1％，氫氰酸0.2％，其余為水。

稀硫銨溶液由一效加熱器加熱，一效加熱器使用1.0MPa(A)、200℃蒸汽270kg/h，然后進(jìn)入一效分離器蒸發(fā)，一效分離器操作壓力為0.15MPa(A)，操作溫度為112℃。一效硫銨濃縮液送至二效分離器，二效加熱器采用一效分離器蒸出的二次蒸汽為熱源，二效分離器操作壓力為0.07MPa(A)，操作溫度為91℃。二效硫銨濃縮液送至三效分離器，三效 加熱器采用二效分離器蒸出的二次蒸汽為熱源，三效分離器操作壓力為0.04MPa(A)，操作溫度為79℃，分離器頂部汽相物流進(jìn)入冷凝器冷凝，底部得到的飽和硫銨濃縮液硫銨含量為54.2％，丙烯腈含量為0.4ppm，乙腈含量為3ppm，氫氰酸含量為0.6ppm。二效加熱器和三效加熱器的蒸汽凝液用作丙烯原料加熱器熱源，可回收32.4kW熱量，然后返回急冷單元。

由此可見，采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，硫銨濃縮所消耗的蒸汽量少，能量綜合利用率高；硫銨濃縮液的純度高，產(chǎn)品質(zhì)量好。

【實(shí)施例2】

采用圖1所示裝置，來自某丙烯腈裝置的稀硫銨溶液1000kg/h，含有硫銨24.6％，丙烯腈0.3％，乙腈含量為0.1％，氫氰酸0.2％，其余為水。

稀硫銨溶液由一效加熱器加熱，一效加熱器使用0.6MPa(A)、180℃蒸汽185kg/h，然后進(jìn)入一效分離器蒸發(fā)，一效分離器操作壓力為0.09MPa(A)，操作溫度為98℃。一效硫銨濃縮液送至二效分離器，二效加熱器采用一效分離器蒸出的二次蒸汽為熱源，二效分離器操作壓力為0.05MPa(A)，操作溫度為82℃。二效硫銨濃縮液送至三效分離器，三效加熱器采用二效分離器蒸出的二次蒸汽為熱源，三效分離器操作壓力為0.03MPa(A)，操作溫度為71℃，分離器頂部汽相物流進(jìn)入冷凝器冷凝，底部得到的飽和硫銨濃縮液硫銨含量為48.7％，丙烯腈含量為1ppm，乙腈含量為4ppm，氫氰酸含量為1ppm。二效加熱器和三效加熱器的蒸汽凝液用作氨原料加熱器熱源，可回收19.9kW熱量，然后返回急冷單元。

由此可見，采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，硫銨濃縮所消耗的蒸汽量少，能量綜合利用率高；硫銨濃縮液的純度高，產(chǎn)品質(zhì)量好。

【實(shí)施例3】

采用圖1所示裝置，來自某丙烯腈裝置的稀硫銨溶液1000kg/h，含有硫銨23.8％，丙烯腈0.2％，乙腈含量為0.2％，氫氰酸0.2％，其余為水。

稀硫銨溶液由一效加熱器加熱，一效加熱器使用0.6MPa(A)、180℃蒸汽180kg/h，然后進(jìn)入一效分離器蒸發(fā)，一效分離器操作壓力為0.12MPa(A)，操作溫度為106℃。一效硫銨濃縮液送至二效分離器，二效加熱器采用一效分離器蒸出的二次蒸汽為熱源，二效分離器操作壓力為 0.08MPa(A)，操作溫度為95℃。二效硫銨濃縮液送至三效分離器，三效加熱器采用二效分離器蒸出的二次蒸汽為熱源，三效分離器操作壓力為0.05MPa(A)，操作溫度為83℃。三效硫銨濃縮送至四效分離器，四效加熱器采用三效分離器蒸出的二次蒸汽為熱源，四效分離器操作壓力為0.02MPa(A)，操作溫度為62℃，分離器頂部汽相物流進(jìn)入冷凝器冷凝，底部得到的飽和硫銨濃縮液硫銨含量為60.4％，丙烯腈含量小于1ppm，乙腈含量小于1ppm，氫氰酸含量小于1ppm。二效加熱器和三效加熱器的蒸汽凝液用作氨原料加熱器熱源，可回收32.1kW熱量，然后返回急冷塔。

由此可見，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，硫銨濃縮所消耗的蒸汽量少，能量綜合利用率高；硫銨濃縮液的純度高，產(chǎn)品質(zhì)量好。

【對(duì)比例】

采用與【實(shí)施例1】相似的工藝，不同的是，【對(duì)比例】采用雙效蒸發(fā)進(jìn)行硫銨濃縮，且二效蒸汽凝液沒有進(jìn)入預(yù)熱單元E4。

來自某丙烯腈裝置的稀硫銨溶液1000kg/h，含有硫銨18.4％，丙烯腈0.2％，乙腈含量為0.1％，氫氰酸0.2％，其余為水。

稀硫銨溶液由一效加熱器加熱，一效加熱器使用1.0MPa(A)、200℃蒸汽393kg/h，然后進(jìn)入一效分離器蒸發(fā)，一效分離器操作壓力為0.15MPa(A)，操作溫度為112℃。一效硫銨濃縮液送至二效分離器，二效加熱器采用一效分離器蒸出的二次蒸汽為熱源，二效分離器操作壓力為0.04MPa(A)，操作溫度為79℃，分離器頂部汽相物流進(jìn)入冷凝器冷凝，底部得到的飽和硫銨濃縮液硫銨含量為54.2％，丙烯腈含量為4ppm，乙腈含量為11ppm，氫氰酸含量為5ppm。二效加熱器蒸汽凝液直接返回急冷單元。

與【實(shí)施例1】相比，將稀硫銨溶液的濃度從18.4％提高至53.6％，對(duì)比例蒸汽用量增加了45.9％，冷卻器負(fù)荷增加了46.7％。由此可見，采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案，蒸汽用量少，能量綜合利用效率高，還能為丙烯腈裝置其他裝置提供熱源，且得到的硫銨濃縮液純度更高，質(zhì)量更好。