EA201691958A1 20170228 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2017\PDF/201691958 Полный текст описания [**] EA201691958 20150324 Регистрационный номер и дата заявки CN201410124761.8 20140331 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок US2015/022194 Номер международной заявки (PCT) WO2015/153190 20151008 Номер публикации международной заявки (PCT) EAA1 Код вида документа [PDF] eaa21702 Номер бюллетеня [**] УЛУЧШЕННОЕ УДАЛЕНИЕ АММИАКА ИЗ ВЫХОДЯЩЕГО ПОТОКА РЕАКТОРА Название документа [8] C07C253/34, [8] C07C255/08, [8] C01C 1/12, [8] B01J 4/00, [8] B01J 19/00, [8] F28C 1/02, [8] F28C 3/02, [8] B01J 10/00, [8] B01D 53/58, [8] B01D 53/78 Индексы МПК [US] Макдонел Тимоти Роберт, [US] Коуч Джей Роберт, [US] Вагнер Дэвид Рудольф, [US] Вачтендорф Пол Тригг Сведения об авторах [CH] ИНЕОС ЮРОП АГ Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea201691958a*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

Обеспечивается многоуровневая система распыления для быстрого охлаждения отходящего газа реактора, содержащего акрилонитрил и аммиак. Система содержит, по меньшей мере, первую и вторую форсуночные стойки, причем каждая стойка проходит, по существу, по диаметру закалочной емкости. Первая форсуночная стойка расположена ниже и параллельно второй форсуночной стойке. Каждая стойка содержит распылители, которые проходят, по существу, перпендикулярно их соответствующей стойке, причем каждый распылитель имеет по меньшей мере для удлинителя, проходящих, по существу, перпендикулярно их соответствующей стойке. Каждый удлинитель содержит форсунку, сконструированную для распыления вниз струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости. Струи из первой и второй стоек вместе обеспечивают нисходящую стену направленной струи, которая покрывает большую площадь поверхности горизонтального сечения емкости ниже первой форсуночной стойки, чем площадь поверхности того же горизонтального сечения, покрываемую первой направленной струей отдельно.


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

Обеспечивается многоуровневая система распыления для быстрого охлаждения отходящего газа реактора, содержащего акрилонитрил и аммиак. Система содержит, по меньшей мере, первую и вторую форсуночные стойки, причем каждая стойка проходит, по существу, по диаметру закалочной емкости. Первая форсуночная стойка расположена ниже и параллельно второй форсуночной стойке. Каждая стойка содержит распылители, которые проходят, по существу, перпендикулярно их соответствующей стойке, причем каждый распылитель имеет по меньшей мере для удлинителя, проходящих, по существу, перпендикулярно их соответствующей стойке. Каждый удлинитель содержит форсунку, сконструированную для распыления вниз струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости. Струи из первой и второй стоек вместе обеспечивают нисходящую стену направленной струи, которая покрывает большую площадь поверхности горизонтального сечения емкости ниже первой форсуночной стойки, чем площадь поверхности того же горизонтального сечения, покрываемую первой направленной струей отдельно.


Евразийское (21) 201691958 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2017.02.28
(22) Дата подачи заявки 2015.03.24
(51) Int. Cl.
C07C 253/34 (2006.01) C07C 255/08 (2006.0l) C01C1/12 (2006.01) B01J4/00 (2006.01) B01J19/00 (2006.01) F28C1/02 (2006.01) F28C 3/02 (2006.01)
B01J 10/00 (2006.01)
B01D 53/58 (2006.01) B01D 53/78 (2006.01)
(54) УЛУЧШЕННОЕ УДАЛЕНИЕ АММИАКА ИЗ ВЫХОДЯЩЕГО ПОТОКА РЕАКТОРА
(31) 201410124761.8
(32) 2014.03.31
(33) CN
(86) PCT/US2015/022194
(87) WO 2015/153190 2015.10.08
(71) Заявитель:
ИНЕОС ЮРОП АГ (CH)
(72) Изобретатель:
Макдонел Тимоти Роберт, Коуч Джей Роберт, Вагнер Дэвид Рудольф, Вачтендорф Пол Тригг (US)
(74) Представитель:
Дементьев В.Н., Клюкин В.А., Христофоров А.А., Угрюмов В.М., Лыу Т.Н., Глухарёва А.О., Гизатуллина Е.М., Карпенко О.Ю., Строкова О.В. (RU)
(57) Обеспечивается многоуровневая система распыления для быстрого охлаждения отходящего газа реактора, содержащего акрилонитрил и аммиак. Система содержит, по меньшей мере, первую и вторую форсуночные стойки, причем каждая стойка проходит, по существу, по диаметру закалочной емкости. Первая форсуночная стойка расположена ниже и параллельно второй форсуночной стойке. Каждая стойка содержит распылители, которые проходят, по существу, перпендикулярно их соответствующей стойке, причем каждый распылитель имеет по меньшей мере для удлинителя, проходящих, по существу, перпендикулярно их соответствующей стойке. Каждый удлинитель содержит форсунку, сконструированную для распыления вниз струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости. Струи из первой и второй стоек вместе обеспечивают нисходящую стену направленной струи, которая покрывает большую площадь поверхности горизонтального сечения емкости ниже первой форсуночной стойки, чем площадь поверхности того же горизонтального сечения, покрываемую первой направленной струей отдельно.
УЛУЧШЕННОЕ УДАЛЕНИЕ АММИАКА ИЗ ВЫХОДЯЩЕГО ПОТОКА
РЕАКТОРА
ОПИСАНИЕ
Область техники
Настоящее изобретение направлено на улучшенный способ и систему для производства акрилонитрила или метакрилонитрила. В частности, настоящее изобретение направлено на улучшенное удаление аммиака из отходящего газа реактора получения акрилонитрила.
Уровень техники
Известны различные способы и системы для получения акрилонитрила и метакрилонитрила, смотрите например, патенты США №№3936360; 3433822; 3399120 и 3535849. Пропилен, аммиак и кислород (в качестве компонента воздуха) подают в реактор получения акрилонитрила, который содержит катализатор и работает как реактор с псевдоожиженным слоем. Обычно на практике реактор работает с избыточным количеством аммиака в сырье относительно количества пропиленового сырья, подаваемого в реактор. Некоторое количество избыточного аммиака сгорает в реакторе из-за предельных условий перед тем, как он может объединиться с пропиленом с образованием акрилонитрила. Оставшийся дополнительный аммиак, обычно называемый "избыточным аммиаком", выходит из реактора в отходящий газ. Этот газ затем обычно проходит через охладитель, а затем в закалочную емкость для удаления избытка аммиака. Смотрите, например, патенты США №№3936360; 4166008, 4334965, 4341535, 5895635 и 6793776.
Обычные способы и системы удаления избытка аммиака имеют несколько общих факторов и одну общую проблему. В обычных способах и системах обычно стремятся удалять избыток аммиака в виде сульфата аммония и извлекать этот сульфат аммония с минимальными затратами. Сульфат аммония представляет собой продукт реакции общего использования серной кислоты для быстрого охлаждения выходящего потока из реактора получения акрилонитрила для удаления избытка аммиака. Это приводит к общей проблеме обычных способов и систем, описанных в уровне техники. Для минимизации стоимости извлечения сульфата аммония обеспечивают внутренние потери эффективности производства способа получения акрилонитрила. Извлечение
акрилонитрильных продуктов в выходящий поток и удаление избытка аммиака эффективным образом представляет технические проблемы, не признаваемые или не решаемые при помощи обычных способов и систем, описанных в уровне техники.
Сущность изобретения
Следовательно, аспект настоящего изобретения предназначен для обеспечения критериев конструкции для безопасного, эффективного и рентабельного удаления аммиака из отходящего газа реактора получения акрилонитрила. В частности, настоящее изобретение относится к способу и типу закалочной емкости, используемой в способе для достижения желаемого выхода.
Согласно аспекту обеспечивается устройство для быстрого охлаждения отходящего газа реактора, содержащего акрилонитрил и аммиак. Устройство содержит закалочную емкость с первой частью и второй частью, причем первая часть расположена ниже второй части. Первая часть закалочной емкости содержит впускное отверстие, сконструированное для приема потока газа, причем поток газа содержит акрилонитрил и аммиак. Вторая часть закалочной емкость содержит многоуровневую систему распыления, которая сконструирована для приема охлаждающей жидкости, причем охлаждающая жидкость содержит кислоту. Многоуровневая система распыления содержит, по меньшей мере, первую форсуночную стойку и вторую форсуночную стойку, причем каждая стойка проходит по существу по диаметру закалочной емкости. Каждая форсуночная стойка сконструирована для приема охлаждающей жидкости. Первая форсуночная стойка расположена ниже и параллельно второй форсуночной стойке. Каждая стойка содержит распылители, которые проходят по существу перпендикулярно их соответствующей стойке, причем каждый распылитель имеет по меньшей мере два удлинителя, проходящих по существу перпендикулярно их соответствующему распылителю. Каждый удлинитель содержит форсунку, сконструированную для распыления вниз струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости. Струи из первой и второй стойки вместе обеспечивают нисходящую стену из направленных струй, которая покрывает большую площадь поверхности сечения закалочной емкости, параллельного диаметру емкости, чем площадь поверхности, покрываемая первой направленной струей отдельно.
Вышеуказанные и другие аспекты, признаки и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из следующего подробного описания их показанных
вариантов осуществления, которые следует читать совместно с приложенными графическими материалами.
Краткое описание чертежей
Более полное понимание типичных вариантов осуществления настоящего изобретения и его преимуществ можно получить со ссылкой на следующее описание с учетом приложенных графических материалов, на которых подобные номера позиций показывают аналогичные признаки и на которых:
на фиг. 1 представлен вид сбоку закалочной емкости согласно по меньшей мере одному аспекту настоящего изобретения;
на фиг. 2 представлен вид снизу первой форсуночной стойки закалочной емкости, взятый по линии 2-2 на фиг. 1, согласно по меньшей мере одному аспекту настоящего изобретения; и
на фиг. 3 представлен вид снизу второй форсуночной стойки закалочной емкости, взятый по линии 3-3 на фиг. 1, согласно по меньшей мере одному аспекту настоящего изобретения;
на фиг. 4 показана блок-схема в соответствии с аспектами настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
Согласно аспекту обеспечивается устройство для быстрого охлаждения отходящего газа реактора, содержащего акрилонитрил и аммиак. Устройство может быть подходящим в качестве одностадийного закалочного устройства, подразумевая, что быстрое охлаждение отходящего газа реактора, при котором избыток аммиака удаляют из отходящего газа реактора, проводят в одной закалочной емкости. Устройство содержит закалочную емкость с первой частью и второй частью, причем первая часть расположена ниже второй части. Первая часть закалочной емкости содержит впускное отверстие, сконструированное для приема потока отходящего газа реактора, причем поток газа содержит акрилонитрил и аммиак. Вторая часть закалочной емкости содержит многоуровневую систему распыления, которая сконструирована для приема охлаждающей жидкости, причем охлаждающая жидкость содержит кислоту. Многоуровневая система распыления содержит, по меньшей мере, первую форсуночную стойку и вторую форсуночную стойку, причем каждая стойка проходит по существу по диаметру закалочной емкости. Первая форсуночная стойка
расположена ниже и параллельно второй форсуночной стойке. Каждая стойка содержит распылители, которые проходят по существу перпендикулярно их соответствующей стойке, причем каждый распылитель имеет по меньшей мере два удлинителя, проходящих по существу перпендикулярно их соответствующему распылителю. Каждый удлинитель содержит форсунку, сконструированную для распыления вниз струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости. Струи из первой и второй стойки вместе обеспечивают нисходящую стену из направленных струй, которая покрывает большую площадь поверхности сечения закалочной емкости, параллельного диаметру емкости, чем площадь поверхности, покрываемая первой направленной струей отдельно. Согласно аспекту каждая струя в виде пустотелого конуса имеет центр или ось ниже ее соответствующей форсунки, равноудаленную от стенок струи в виде пустотелого конуса.
Согласно одному аспекту многоуровневая система распыления проходит через приблизительно 85% или более диаметра закалочной емкости, согласно другому аспекту приблизительно 90% или более, согласно другому аспекту приблизительно 95% или более и согласно другому аспекту приблизительно 99% или более. Согласно связанному аспекту многоуровневая система распыления эффективна для обеспечения схемы распыления, которая покрывает приблизительно 85% или более диаметра закалочной емкости, согласно другому аспекту приблизительно 90% или более, согласно другому аспекту приблизительно 95% или более и согласно другому аспекту приблизительно 99% или более.
Согласно аспекту каждый удлинитель имеет направленную вниз форсунку на дальнем конце удлинителя. Согласно аспекту форсунки первой форсуночной стойки могут находиться на таком расстоянии, что часть первой струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости из первой форсунки первой форсуночной стойки перекрывается частью второй струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости из второй форсунки первой форсуночной стойки для обеспечения перехлеста охлаждающей жидкости, причем первый перехлест имеет центр первого перехлеста ниже первой форсунки.
Согласно аспекту форсунки второй форсуночной стойки могут находиться на таком расстоянии, что часть первой струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости из первой форсунки второй форсуночной стойки перекрывается частью второй струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости из второй форсунки
второй форсуночной стойки для обеспечения второго перехлеста охлаждающей жидкости, причем второй перехлест имеет центр второго перехлеста.
Согласно аспекту центр струи в виде пустотелого конуса по меньшей мере одной форсунки второй форсуночной стойки расположен над и центрирован по вертикали с центром первого перехлеста первой форсуночной стойки, причем струя охлаждающей жидкости из второй форсуночной стойки и струя охлаждающей жидкости из первой форсуночной стойки покрывают большую площадь поверхности горизонтального сечения закалочной емкости ниже первой форсуночной стойки, чем площадь поверхности такого же горизонтального сечения, покрываемая струей охлаждающей жидкости из первой форсуночной стойки отдельно.
Согласно аспекту форсунки первой форсуночной стойки могут находиться на таком расстоянии, что часть каждой струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости из каждой форсунки первой форсуночной стойки перекрывается частью другой струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости из по меньшей мере одной соседней форсунки для обеспечения множества первых перехлестов охлаждающей жидкости, причем каждый первый перехлест имеет центр первого перехлеста. Множество первых перехлестов и неперекрывающихся частей каждой струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости из форсунок первой форсуночной стойки вместе образуют первую направленную струю охлаждающей жидкости из первой форсуночной стойки.
Согласно аспекту форсунки второй форсуночной стойки могут находиться на таком расстоянии, что часть каждой струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости из каждой форсунки второй форсуночной стойки перекрывается частью другой струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости из по меньшей мере одной соседней форсунки для обеспечения множества вторых перехлестов охлаждающей жидкости, причем каждый второй перехлест имеет центр второго перехлеста. Множество вторых перехлестов и неперекрывающихся частей каждой струи в виде пустотелого конуса из форсунок второй форсуночной стойки вместе образуют вторую направленную струю из второй форсуночной стойки.
Согласно аспекту форсунки второй форсуночной стойки могут находиться на таком расстоянии, что центр по меньшей мере одной струи в виде пустотелого конуса второй форсуночной стойки отклоняется от вертикали от центров струй в виде пустотелого конуса первой форсуночной стойки. Согласно варианту осуществления центр по меньшей мере одной струи в виде пустотелого конуса второй форсуночной
стойки центрирован по вертикали по меньшей мере с одним центром первого перехлеста первой форсуночной стойки. Первая направленная струя и вторая направленная струя вместе могут обеспечивать нисходящую стену струй, которая покрывает большую площадь поверхности горизонтального сечения закалочной емкости ниже первой форсуночной стойки, чем площадь поверхности того же горизонтального сечения, покрытая первой направленной струей отдельно. Согласно аспекту вторая направленная струя попадает во множество зазоров между струей в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости из форсунок первой форсуночной стойки.
Целью настоящего изобретения является обеспечение критериев конструкции для безопасного, эффективного и рентабельного удаления аммиака из отходящего газа реактора получения акрилонитрила. В частности, настоящее изобретение относится к способу и типу закалочной емкости, используемой в способе для достижения желаемого выхода. Обнаружили, что следующие признаки конструкции дают превосходные характеристики охлаждения в отношении как удаления избытка аммиака, так и извлечения продуктов реакции получения акрилонитрила.
Специалисты в данной области техники оценят, что согласно настоящему изобретению устройства и способы, раскрытые в настоящем документе, можно использовать для эффективной нейтрализации и/или быстрого охлаждения большого ряда технологических газовых потоков. Предпочтительный технологический газовый поток представляет собой выходящий поток реактора получения акрилонитрила. Независимо от температуры операции быстрого охлаждения, которая может находиться в диапазоне температуры на выходе от 90°F до 200°F, конструкция для быстрого охлаждения при помощи распыления из множества слоев перекрещивающихся струй в виде пустотелого конуса последовательно удаляет высокие уровни избытка аммиака из продуктов отходящего потока реактора.
Для соответствия конструкции для быстрого охлаждения при помощи распыления из множества слоев ряд форсуночных стоек можно устанавливать в закалочной емкости соответствующего размера для получения желаемой линейной скорости восходящих продуктов отходящего потока реактора. Форсуночные стойки могут содержать круглые стойки, например, трубки круглого сечения. Форсуночные стойки могут быть направлены вниз так, что под действием силы тяжести жидкость будет вытекать из коллекторов или стоек и разбрызгиваться, когда они не используются.
Специалисты в данной области техники оценят, что согласно настоящему изобретению число форсуночных стоек можно менять для достижения желаемого охлаждения продуктов выходящего потока реактора. Например, число форсуночных стоек может изменяться от 4 до 10. Специалисты в данной области техники оценят, что согласно настоящему изобретению расстояние между форсуночными стойками можно изменять для достижения желаемого охлаждения продуктов выходящего потока реактора. Например, форсуночные стойки могут находиться на расстоянии от приблизительно 0,65 метра до приблизительно 1,4 метра, согласно другому аспекту от приблизительно 0,75 до приблизительно 1,3 метра, согласно другому аспекту от приблизительно 0,85 до приблизительно 1,2 и согласно другому аспекту от приблизительно 0,95 до приблизительно 1,1.
Кратность циркуляции для жидкой охлаждающей жидкости, которая содержит серную кислоту для удаления избытка аммиака, может составлять от приблизительно 12:1 до 25:1 на основании отношения рециркулированной серной кислоты : свежей серной кислоты для обеспечения достаточного массового расхода в устройстве, при этом обеспечивая хорошее распределение жидкости и парожидкостной контакт пара с жидкостью в закалочной емкости или колонне для эффективного удаления аммиака. Согласно аспекту эта кратность циркуляции может составлять приблизительно 18:1.
Форсунки, дающие струи в виде пустотелого конуса, с наклонным входом и без внутренних деталей можно использовать для снижения или предотвращения закупоривания из-за каких-либо циркулирующих твердых веществ, которые могут накапливаться в потоке охлаждающей жидкости.
Отдельные запорные клапаны и расходомеры можно использовать на каждой форсуночной стойке для обеспечения регулирования и контроля потока.
Серную кислоту можно добавлять в поток рециркулирующей охлаждающей жидкости, которую рециркулируют для обеспечения достаточного количества кислоты для поддержания постоянного рН охлаждающего потока от приблизительно 3,0 до 6,0, согласно другому аспекту от приблизительно 4,5 до 6, причем 5,5 является предпочтительным рН.
Концентрации сульфата аммония в циркулирующем потоке можно поддерживать на уровне от приблизительно 3 масс. % до 20 масс. % в зависимости от температуры работы закалочной емкости. Работа при более высокой концентрации сульфата аммония может требовать добавления чистого потока воды или рециркуляции чистого потока воды после операций очистки и извлечения в процессе производства
для акрилонитрила для поддержания подходящего уровня сульфата аммония в пределах желаемого диапазона.
Удаление органических веществ из потока охлаждающей жидкости можно осуществлять обычными способами при помощи десорбера или колонны очистки сточных вод для удаления желаемых органических веществ из потока посредством потока отводимого из верхней части колонны пара, который направляют назад в закалочную емкость и вводят назад в поток пара выходящего потока реактора ниже струй в емкости.
Конус из охлаждающей жидкости, распыляемый струями в виде пустотелого конуса, может иметь угол от приблизительно 70 до 100 градусов. Струи в виде пустотелого конуса могут находиться на равном расстоянии в емкости на плоскости уровня, что существует приблизительно 50% перехлест формы направленной струи, имеющей от 70 до 100 градусов, выходящей из конусов. Последующие слои форсуночных стоек могут находиться на таком расстоянии, что центр конусов ниже каждого слоя расположен в центре перехлеста находящегося выше слоя. Как только устанавливается двухслойная схема, при которой существует достаточное покрытие от стенок емкости до центра емкости, схема может повторяться в каждой дополнительной паре слоев. Центрирование по вертикали форсунок и центров перехлеста, как описано в отношении различных вариантов осуществления в настоящем документе, можно применять к двум непосредственно соседним слоям форсуночных стоек или к двум форсуночным стойкам, имеющим промежуточные слои форсуночных стоек (например, чередующиеся слои форсуночных стоек).
Можно использовать форсунки для распыления в виде конуса с впускными отверстиями номиналом 1 дюйм. Форсунки могут распылять охлаждающую жидкость через выпускное отверстие, которое направлено вниз и может быть перпендикулярно форсуночным стойкам. Данную конфигурацию можно использовать для облегчения простоты установки и удаления форсунок, а также полного осушения, когда их не используют.
В некоторых случаях потеря эффективности извлечения в обычных способах и системах может быть более 10% по сравнению с установкой с охлаждающей системой, описанной в настоящем изобретении. Следовательно, для заданной желаемой степени извлечения аммиака из выходящего потока реактора, например, степень извлечения 95% или степень извлечения 99%, общая высота закалочной емкости или высота, требуемая для достижения каждой теоретической равновесной стадии
парожидкостного контакта при достижении желаемой степени извлечения, можно снижать на более чем 10% относительно таких обычных способов, что приводит к снижению материальных и эксплуатационных затрат.
Желательно, чтобы способ, используемый для охлаждения отходящих газов реакции получения акрилонитрила для удаления избытка аммиака проводили насколько это возможно эффективно в отношении как удаления аммиака, так и извлечения акрилонитрильных продуктов в выходящем потоке.
Способ настоящего изобретения будет теперь описан более подробно со ссылкой на фигуры.
На фиг. 1 представлен вид сбоку закалочной емкости 10 согласно по меньшей мере одному аспекту настоящего изобретения. Закалочная емкость 10 сконструирована для быстрого охлаждения выходящего потока 12 реактора. Выходящий поток 12 реактора можно получать путем непосредственной реакции пропана или пропилена, аммиака и кислородсодержащего газа в зоне реакции (не показана) в присутствии катализатора. Выходящий поток 12 реактора перемещают в закалочную емкость 10 посредством трубопровода 14, причем горячие выходящие газы реактора охлаждают контактом с водным потоком или охлаждающей жидкостью 16, поступающей в закалочную емкость 10 посредством трубопроводов 18, 20, 22 и 24. Охлажденный отходящий газ, содержащий акрилонитрил (включая побочные продукты такие как ацетонитрил, цианистый водород и примеси), можно затем пропускать через сепарирующую ловушку 26, а затем в абсорбционную колонну (не показана).
Как показано на фиг. 1, закалочная емкость 10 содержит первую часть 28 и вторую часть 30, причем первая часть 28 расположена ниже второй части 30. Первая часть 28 закалочной емкости 10 содержит впускное отверстие 32, сконструированное для приема газового потока или выходящего потока 12 реактора, причем газовый поток или выходящий поток 12 реактора содержит акрилонитрил и аммиак. Вторая часть 30 закалочной емкости 10 содержит многоуровневую систему 34 распыления, которая сконструирована для приема водного потока или охлаждающей жидкости 16, причем водный поток или охлаждающая жидкость 16 содержат кислоту 36. Кислоту 36 можно вводить по трубопроводу 38 в охлаждающую жидкость 16 в точке 40. Кислота 36 может быть любой подходящей кислотой, например, серной кислотой (такой как 98 масс. % серная кислота). Охлаждающая жидкость 16 содержит выходящий поток, выходящий из нижней части 42 закалочной емкости 10 по трубопроводу 44. Воду можно подавать по трубопроводу 46 в закалочную емкость 10 через впускное
отверстие 48, или в ином случае можно подавать охлаждающую жидкость 16 в другом месте в контуре рециркуляции жидкости, образованном потоками 17, 44, и 65. Охлаждающая жидкость 16 циркулирует по трубопроводу 44 и назад в трубопроводы 18, 20, 22 и 24 при помощи насоса 50. Поток 67 можно отводить как часть жидкого выходящего потока, выходящего по трубопроводу 44, для поддержания относительно постоянного расхода в контуре рециркуляции жидкости, компенсируя жидкость, подаваемую по трубопроводам 38 и 46. Поток 67 удаляет образованные продукты реакции нейтрализации (например, сульфат аммония), а также пригоден для предотвращения накопления нежелательных продуктов в контуре рециркуляции жидкости, таких как продукты коррозии. Выходящий поток, выходящий из нижней части 42 закалочной емкости 10, можно отводить по трубопроводу 44 в точке 52 перелива.
Многоуровневая система 34 распыления содержит, по меньшей мере, первую форсуночную стойку 54, соответствующую трубопроводу 18, и вторую форсуночную стойку 56, соответствующую трубопроводу 20. Как показано на фиг. 1, многоуровневая система 34 распыления также содержит форсуночную стойку 58, соответствующую трубопроводу 22, и форсуночную стойку 56, соответствующую трубопроводу 24. Форсуночные стойки 54, 56, 58 и 60 проходят по существу по диаметру 62 закалочной емкости 10. Как показано, форсуночная стойка 54 расположена ниже форсуночной стойки 56 и по существу параллельно форсуночной стойке 56. Форсуночная стойка 58 расположена выше форсуночной стойки 56 и ниже форсуночной стойки 60. Форсуночная стойка 58 по существу параллельна форсуночной стойке 60.
Согласно аспекту регулятор 11 может быть сконструирован для обработки одного или более сигналов, соответствующих измеренным параметрам, например, температуре, измеренной регулятором температуры (не показан на фиг. 1). Регулятор 11 может быть сконструирован для определения того, является ли измеренный параметр больше или меньше заранее определенного диапазона значений параметра. Специалисты в данной области техники поймут, что согласно настоящему изобретению измеренный параметр может быть любым подходящим параметром, применимым при работе закалочной емкости, например, температурой, измеренной регулятором температуры в заранее определенном месте, или уровнем жидкости, измеренным регулятором уровня (не показаны на фиг. 1) в сборнике 45 закалочной емкости 10, или регулятором расхода (не показан на фиг. 1). Регулятор 11 может быть сконструирован для регулирования работы одного или нескольких устройств посредством линий связи
или беспроводного соединения (не показано на фиг. 1), если измеренный параметр меньше или больше заранее определенного диапазона значений параметра. Например, регулятор 11 может быть сконструирован для регулирования количества потока, подаваемого в закалочную емкость 10, например, таких потоков, как выходящий поток реактора 12, вода (подаваемая по трубопроводу 46 в закалочную емкость 10) и/или охлаждающая жидкость 16 (включая кислоту 36, подаваемую по трубопроводу 38). Специалисты в данной области техники поймут, что согласно настоящему изобретению регулятор 11 может быть сконструирован для регулирования работы насоса 50 и/или работы других насосов и/или клапанов, связанных с вышеуказанными потоками, для соответствия заранее определенному диапазону. Специалисты в данной области техники поймут, что регулятор 11 или аналогичный регулятор может быть расположен удаленно от регулятора температуры, регулятора уровня или регулятора потока (не показаны на фиг. 1) или может быть расположен вместе с регулятором температуры, регулятором уровня или регулятором потока или содержать его.
На фиг. 2 представлен вид снизу форсуночной стойки 54 в закалочной емкости 10, взятый по линии 2-2 на фиг. 1. На фиг. 3 представлен вид снизу форсуночной стойки 56 в закалочной емкости 10, взятый по линии 3-3 на фиг. 1. Форсуночная стойка 58 может иметь конструкцию, аналогичную форсуночной стойке 54. Форсуночная стойка 60 может иметь конструкцию, аналогичную форсуночной стойке 56. Каждая форсуночная стойка может содержать ряд распылителей, которые проходят по существу перпендикулярно их соответствующей форсуночной стойке. При использовании в настоящем документе выражение "по существу перпендикулярно" означает угол, который составляет приблизительно ± 15° к перпендикуляру, согласно другому аспекту приблизительно ± 10° и согласно другому аспекту приблизительно ± 5°. Следующее обсуждение сосредоточено на нижней левой четверти форсуночной стойки 54, показанной на фиг. 2. Специалисты в данной области техники оценят, что аналогичную конструкцию, такую как зеркальная конструкция, можно обеспечивать для всей форсуночной стойки 54. Как показано на фиг. 2, форсуночная стойка 54 содержит ряд распылителей 64, 66, 68, 70, 72, 74 и 76. Распылитель 70 проходит по существу по диаметру 78 закалочной емкости 10. Диаметр 78 перпендикулярен диаметру 62. Распылители 64, 66, 68, 72, 74 и 76 проходят по существу по соответствующей хорде закалочной емкости 10, причем каждая хорда по существу параллельна диаметру 78. Как показано на фиг. 2, распылитель 72 проходит по существу по соответствующей хорде 80, распылитель 74 проходит по существу по
соответствующей хорде 82, а распылитель 76 проходит по существу по соответствующей хорде 84.
Каждый распылитель каждой форсуночной стойки может содержать два или более удлинителя. Как показано на фиг. 2, распылитель 76 содержит удлинители 86, 88 и 90. Распылитель 74 содержит удлинители 92, 94, 96, 98, 100 и 102. Распылитель 72 содержит удлинители 104, а распылитель 70 содержит удлинители 106. Каждый удлинитель проходит по существу перпендикулярно его соответствующему распылителю. Каждый удлинитель содержит распылительную форсунку на конце его соответствующего удлинителя, причем каждая распылительная форсунка направлена вниз. Согласно аспекту каждая форсунка сконструирована для распыления вниз струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости, причем каждая струя в виде пустотелого конуса имеет центр, равноудаленный от стенок струи в виде пустотелого конуса. Как показано на фиг. 2, удлинитель 86 содержит форсунку 108, удлинитель 88 содержит форсунку 110, в удлинитель 90 содержит форсунку 112. Как показано на фиг. 2, удлинитель 92 содержит форсунку 114, удлинитель 94 содержит форсунку 116, удлинитель 96 содержит форсунку 118, удлинитель 98 содержит форсунку 120, удлинитель 100 содержит форсунку 122, а удлинитель 102 содержит форсунку 124.
Согласно аспекту форсунки первой форсуночной стойки могут находиться на таком расстоянии, что часть первой струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости из первой форсунки первой форсуночной стойки перекрывается частью второй струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости из второй форсунки первой форсуночной стойки для обеспечения перехлеста охлаждающей жидкости, причем первый перехлест имеет центр первого перехлеста. Например, как показано на фиг. 2, часть струи 126 в виде пустотелого конуса из форсунки 108 перекрывается частью струи 128 в виде пустотелого конуса из форсунки 114 для обеспечения первого перехлеста 130, имеющего центр перехлеста 132. Как показано на фиг. 2, определены зазоры 134, где нет никакого перехлеста между струями в виде пустотелого конуса соседних форсунок форсуночной стойки 54. Удлинители 104 распылителя 72 содержат форсунки 136. Форсунки 136 сконструированы для получения струй 138 в виде пустотелого конуса. Удлинители 106 распылителя 70 содержат форсунки 140. Форсунки 140 сконструированы для получения струй 142 в виде пустотелого конуса.
Согласно аспекту каждая струя в виде пустотелого конуса первой форсуночной стойки может иметь такой же диаметр, как по меньшей мере одна другая струя в виде пустотелого конуса первой форсуночной стойки. Каждая струя в виде пустотелого
конуса второй форсуночной стойки может иметь такой же диаметр, как по меньшей мере одна другая струя в виде пустотелого конуса второй форсуночной стойки. Каждая струя в виде пустотелого конуса первой форсуночной стойки может иметь такой же диаметр, как по меньшей мере одна струя в виде пустотелого конуса второй форсуночной стойки.
Согласно варианту осуществления по оси, определенной распылителем 70, распылитель 68 представляет собой зеркальное отражение распылителя 72, распылитель 66 представляет собой зеркальное отражение распылителя 74, а распылитель 64 представляет собой зеркальное отражение распылителя 76. Специалисты в данной области техники оценят, что согласно настоящему изобретению, аналогичную конструкцию можно обеспечивать в верхних четвертях, т.е. верхние четверти представляют собой зеркальное отражение нижних четвертей, показанных на фиг. 2, с зеркальными отражениями удлинителей, форсунок, струй в виде пустотелого конуса, перехлестов, центров перехлеста и зазоров.
Согласно аспекту кисло форсунок на распылителе 76 может составлять приблизительно шесть (т.е. по три форсунки в каждой из двух четвертей, через которые проходит распылитель 76). Согласно аспекту число форсунок на распылителе 74 может составлять от приблизительно десяти до четырнадцати (по пять-семь в каждой из двух четвертей, через которые проходит распылитель 74). Согласно аспекту число форсунок на распылителе 72 может составлять от приблизительно тридцати до тридцати шести (т.е. по пятнадцать-восемнадцать форсунок в каждой из двух четвертей, через которые проходит распылитель 74). Согласно аспекту число форсунок на распылителе 70 может составлять от приблизительно тридцати восьми до сорока (т.е. по девятнадцать-двадцать форсунок на каждой из двух половин круга, через который проходит распылитель 70).
На фиг. 3 представлен вид снизу форсуночной стойки 56, показанной на фиг. 1. Форсуночная стойка 60 может иметь конструкцию, аналогичную форсуночной стойке 56. Следующее обсуждение сосредоточено на нижней левой четверти форсуночной стойки 56, показанной на фиг. 3. Специалисты в данной области техники оценят, что аналогичную конструкцию, такую как зеркальная конструкция, можно обеспечивать по всей форсуночной стойке 56. Как показано на фиг. 3, форсуночная стойка 56 содержит ряд распылителей 300, 302, 304, 306, 308 и 310. Распылители 300, 302, 304, 306, 308 и 310 проходят по существу по соответствующей хорде закалочной емкости 10, причем каждая хорда по существу параллельна диаметру 78. Как показано на фиг. 3,
распылитель 306 проходит по существу по соответствующей хорде 312, распылитель 308 проходит по существу по соответствующей хорде 314, а распылитель 310 проходит по существу по соответствующей хорде 316.
Как указано ранее, каждый распылитель каждой форсуночной стойки может содержать два или более удлинителей. Как показано на фиг. 3, распылитель 310 содержит удлинители 318, 320 и 322. Распылитель 308 содержит удлинители 328, а распылитель 306 содержит удлинители 326. Каждый удлинитель проходит по существу перпендикулярно его соответствующему распылителю. Каждый удлинитель содержит распылительную форсунку на конце его соответствующего удлинителя, причем каждая распылительная форсунка направлена вниз. Согласно аспекту каждая форсунка сконструирована для распыления вниз струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости, причем каждая струя в виде пустотелого конуса содержит центр, равноудаленный от стенок струи в виде пустотелого конуса. Как показано на фиг. 3, удлинитель 318 содержит форсунку 330, удлинитель 320 содержит форсунку 332, а удлинитель 322 содержит форсунку 334. Как показано на фиг. 3, удлинители 328 содержат форсунки 338, а удлинители 326 содержат форсунки 336. Форсунка 330 сконструирована для получения струи 340 в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости. Струя 340 в виде пустотелого конуса перекрывается с зазором 134, показанным на фиг. 2. Согласно варианту осуществления центр струи 340 в виде пустотелого конуса находится непосредственного над центром 132 перехлеста.
Распылитель 310 расположен на хорде 316. Хорда 316 расположена непосредственно над хордой 324, показанной на фиг. 2. Хорда 324 находится между распылителями 76 и 74. Согласно варианту осуществления хорда 324 равноудалена от распылителей 76 и 74. Хорда 308 расположена непосредственно над хордой 342, показанной на фиг. 2. Хорда 342 находится между распылителями 74 и 72. Согласно варианту осуществления хорда 342 равноудалена от распылителей 74 и 72. Хорда 306 расположена непосредственно над хордой 344, показанной на фиг. 2. Хорда 344 находится между распылителями 72 и 70. Согласно варианту осуществления хорда 344 равноудалена от распылителей 74 и 72. Согласно варианту осуществления распылитель 300 представляет собой зеркальное отражение распылителя 310, распылитель 302 представляет собой зеркальное отражение распылителя 308, а распылитель 304 представляет собой зеркальное отражение распылителя 306.
Согласно аспекту центры струй в виде пустотелого конуса из форсунок форсуночной стойки 56 расположены над, т.е. центрированы по вертикали
относительно центров перехлеста форсуночной стойки 54, причем струи охлаждающей жидкости из форсуночной стойки 56 и струи охлаждающей жидкости из форсуночной стойки 54 покрывают большую площадь поверхности горизонтального сечения закалочной емкости 10, которая находится ниже форсуночной стойки 54, чем площадь поверхности того же горизонтального сечения, покрываемая струей охлаждающей жидкости из форсуночной стойки 54 отдельно. Аналогично, согласно аспекту центры струй в виде пустотелого конуса из форсунок форсуночной стойки 60 расположены над соответствующими центрами перехлеста форсуночной стойки 58, причем струи охлаждающей жидкости из форсуночной стойки 60 и струи охлаждающей жидкости из форсуночной стойки 58 покрывают большую площадь поверхности горизонтального сечения закалочной емкости 10, которая находится ниже форсуночной стойки 58, чем площадь поверхности того же горизонтального сечения, покрываемая струей охлаждающей жидкости из форсуночной стойки 58 отдельно.
Согласно аспекту форсунки форсуночной стойки 54 могут находиться на таком расстоянии, что часть каждой струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости из каждой форсунки форсуночной стойки 54 перекрывается частью другой струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости из по меньшей мере одной соседней форсунки для обеспечения множества первых перехлестов охлаждающей жидкости, причем каждый первый перехлест имеет центр первого перехлеста. Множество первых перехлестов и неперекрывающихся частей каждой струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости из форсунок форсуночной стойки 54 вместе образуют первую направленную струю охлаждающей жидкости из форсуночной стойки 54.
Согласно аспекту форсунки форсуночной стойки 56 могут находиться на таком расстоянии, что часть каждой струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости из каждой форсунки форсуночной стойки 56 перекрывается частью другой струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости из по меньшей мере одной соседней форсунки для обеспечения множества вторых перехлестов охлаждающей жидкости, причем каждый второй перехлест имеет центр второго перехлеста. Множество вторых перехлестов и неперекрывающихся частей каждой струи в виде пустотелого конуса из форсунок форсуночной стойки 56 вместе образуют вторую направленную струю из форсуночной стойки 56.
Согласно аспекту форсунки форсуночной стойки 56 могут находиться на таком расстоянии, что центр по меньшей мере одной струи в виде пустотелого конуса форсуночной стойки 56 отклоняется по вертикали от центров струй в виде пустотелого
конуса форсуночной стойки 54. Согласно варианту осуществления центр по меньшей мере одной струи в виде пустотелого конуса форсуночной стойки 56 центрирован по вертикали над по меньшей мере одним центром первого перехлеста форсуночной стойки 54. Первая направленная струя и вторая направленная струя вместе могут обеспечивать нисходящую стену струй, которая покрывает большую площадь поверхности горизонтального сечения закалочной емкости 10, которая находится ниже форсуночной стойки 54, чем площадь поверхности того же горизонтального сечения, покрытого первой направленной струей отдельно. Согласно аспекту вторая направленная струя попадает во множество зазоров 134 между струей в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости из форсуночной стойки 54.
Согласно варианту осуществления может быть четыре-десять форсуночных стоек в закалочной емкости 10. Таким образом, может быть две-пять пар первых и вторых форсуночных стоек.
Специалисты в данной области техники оценят, что согласно настоящему изобретению устройство, описанное выше, можно использовать в способе быстрого охлаждения и нейтрализации отходящего газа реактора, содержащего кислотный или основной компонент газа. Способ может включать подачу отходящего газа реактора в нижнюю часть устройства и подачу охлаждающей жидкости через первое и второе множество форсунок, при этом охлаждающая жидкость контактирует с отходящим газом реактора противотоком для нейтрализации и быстрого охлаждения отходящего газа реактора.
На фиг. 4 показана блок-схема способа 400 согласно аспектам настоящего изобретения. Способ 400 можно проводить при помощи устройства, описанного ранее. Стадия 401 включает прием в первой части закалочной емкости потока газа, содержащего акрилонитрил и аммиак. Стадия 402 включает прием многоуровневой системой распыления охлаждающей жидкости, содержащей кислоту, причем многоуровневая система распыления расположена во второй части закалочной емкости, и вторая часть расположена над первой частью. Многоуровневая система распыления может содержать, по меньшей мере, первую форсуночную стойку и вторую форсуночную стойку, причем первая форсуночная стойка и вторая форсуночная стойка проходят по существу по диаметру закалочной емкости, причем первая форсуночная стойка расположена ниже второй форсуночной стойки и по существу параллельно второй форсуночной стойке. Способ может включать распыление охлаждающей жидкости из первой и второй форсуночных стоек. Каждая
форсуночная стойка может содержать множество распылителей, которые проходят по существу перпендикулярно их соответствующей форсуночной стойке, причем по меньшей мере один распылитель первой форсуночной стойки и по меньшей мере один распылитель второй форсуночной стойки содержат два или более удлинителей. Каждый удлинитель может проходить по существу перпендикулярно их соответствующему распылителю, причем каждый удлинитель содержит распылительную форсунку, причем распылительная форсунка расположена на дальнем конце соответствующего удлинителя, причем каждая распылительная форсунка направлена вниз. Распыление может также включать распыление охлаждающей жидкости вниз из каждой распылительной форсунки в виде струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости, причем каждая струя в виде пустотелого конуса имеет центр.
Стадия 403 включает распыление охлаждающей жидкости в виде первой направленной струи. Стадия 403 может включать распыление охлаждающей жидкости из форсунки первой форсуночной стойки так, что струя в виде пустотелого конуса из каждой форсунки первой форсуночной стойки перекрывается по меньшей мере одной струей в виде пустотелого конуса из соседней форсунки первой форсуночной стойки, причем форсунки первой форсуночной стойки сконструированы для обеспечения множества первых перехлестов струи, причем струи в виде пустотелого конуса и множество первых перехлестов образуют первую направленную струю охлаждающей жидкости, причем первая направленная струя охлаждающей жидкости определяет зазоры между струями в виде пустотелого конуса и первыми перехлестами.
Стадия 404 включает распыление охлаждающей жидкости в виде второй направленной струи. Стадия 404 может включать распыление охлаждающей жидкости из форсунок второй форсуночной стойки так, что первая направленная струя и вторая направленная струя вместе обеспечивают нисходящую стену из направленных струй, которая покрывает большую площадь поверхности сечения закалочной емкости, параллельного диаметру закалочной емкости, чем площадь поверхности, покрываемая первой направленной струей отдельно.
Хотя в вышеуказанном описании настоящее изобретение было описано в отношении его некоторых предпочтительных вариантов осуществления, и многие подробности были указаны с целью иллюстрации, специалистам в данной области техники будет очевидно, что изобретение допускает дополнительные варианты осуществления, и что некоторые подробности, описанные в настоящем документе,
могут значительно изменяться без отклонения от основных принципов настоящего изобретения. Следует понимать, что признаки настоящего изобретения допускают модификацию, изменение, видоизменения или замену без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения или от объема формулы изобретения. Например, габариты, число, размер и форму различных компонентов можно изменять для соответствия конкретным применениям. Следовательно, конкретные варианты осуществления, показанные и описанные в настоящем документе, представлены только с целями иллюстрации.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Закалочная емкость, содержащая:
впускное отверстие, сконструированное для приема газообразного потока, который содержит акрилонитрил и аммиак; и
многоуровневую систему распыления, сконструированную для приема охлаждающей жидкости, причем впускное отверстие расположено ниже многоуровневой системы распыления,
причем многоуровневая система распыления содержит, по меньшей мере, первую и вторую форсуночные стойки, которые проходят по существу по диаметру закалочной емкости, причем каждая форсуночная стойка содержит множество форсунок, сконструированных для обеспечения струи охлаждающей жидкости, причем распылительные форсунки эффективны для обеспечения общей струи, имеющей форму струи, которая покрывает площадь поверхности сечения закалочной емкости.
2. Закалочная емкость по п. 1, в которой многоуровневая система распыления проходит через приблизительно 85% или более диаметра закалочной емкости.
3. Закалочная емкость по п. 1, в которой первая форсуночная стойка расположена ниже второй форсуночной стойки и по существу параллельно второй форсуночной стойке.
4. Закалочная емкость по п. 1, в которой струя охлаждающей жидкости проходит противотоком газообразному потоку.
5. Закалочная емкость по п. 1, в которой число форсуночных стоек составляет от четырех до десяти.
6. Закалочная емкость по п. 1, в которой расстояние между первой и второй форсуночными стойками сконструировано для обеспечения желаемого охлаждения продуктов выходящего потока реактора.
7. Закалочная емкость по п. 6, в которой расстояние между форсуночными стойками составляет от приблизительно 0,65 метра до приблизительно 1,4 метра.
8. Закалочная емкость по п. 1, в которой охлаждающая жидкость содержит воду.
9. Закалочная емкость по п. 1, в которой охлаждающая жидкость представляет собой водную жидкость и содержит кислоту.
10. Закалочная емкость по п. 9, в которой кислота представляет собой серную
кислоту.
11. Закалочная емкость по п. 1, сконструированная для обеспечения кратности циркуляции охлаждающей жидкости, достаточной для удаления избытка аммиака из отходящего газа реактора.
12. Закалочная емкость по п. 11, в которой кратность циркуляции охлаждающей жидкости находится в диапазоне от 12:1 до 25:1 на основании отношения рециркулируемой серной кислоты : свежей серной кислоты.
13. Закалочная емкость по п. 12, в которой кратность циркуляции охлаждающей жидкости составляет приблизительно 18:1 на основании отношения рециркулируемой серной кислоты : свежей серной кислоты.
14. Закалочная емкость по п. 1, дополнительно содержащая отдельный запорный вентиль и расходомер для каждой форсуночных стоек, причем клапан и расходомер сконструированы соответственно для обеспечения регулирования и контроля потока через соответствующую форсуночную стойку.
15. Закалочная емкость по п. 1, сконструированная для поддержания
концентрации сульфата аммония в отходящем потоке, выходящем из нижней части
закалочной емкости на уровне от приблизительно 3 масс. % до 20 масс. %.
16. Закалочная емкость по п. 12, содержащая подачу чистого потока воды или рециркуляцию чистого потока воды для поддержания подходящего уровня сульфата аммония в желаемом диапазоне от приблизительно 3 масс. % до 20 масс. % в отходящем потоке, выходящем из закалочной емкости.
17. Закалочная емкость по п. 1, дополнительно содержащая десорбер, причем десорбер сконструирован для удаления желаемых органических веществ из потока охлаждающей жидкости посредством потока отводимого из верхней части колонны пара, который направляют назад в закалочную емкость и вводят назад в поток пара выходящего потока реактора ниже струй в емкости.
18. Закалочная емкость по п. 1, в которой каждая форсуночная стойка содержит множество распылителей, которые проходят по существу перпендикулярно их соответствующей форсуночной стойке, причем по меньшей мере один распылитель первой форсуночной стойки и по меньшей мере один распылитель второй форсуночной стойки имеет два или более удлинителей.
19. Закалочная емкость по п. 18, в которой каждый удлинитель проходит по существу перпендикулярно его соответствующему распылителю, причем каждый удлинитель содержит распылительную форсунку, причем распылительная форсунка расположена на дальнем конце ее соответствующего удлинителя.
16.
20. Закалочная емкость по п. 19, в которой каждая распылительная форсунка сконструирована для обеспечения струи в виде пустотелого конуса охлаждающей жидкости, причем каждая струя в виде пустотелого конуса имеет центр.
21. Закалочная емкость по п. 20, в которой струи в виде пустотелого конуса расположены равномерно по емкости на плоскости уровня так, что существует приблизительно 50% перехлест формы направленной струи от 70 до 100 градусов, выходящей из конусов.
22. Закалочная емкость по п. 20, в которой форсунки первой форсуночной стойки расположены так, что струя в виде пустотелого конуса каждой форсунки первой форсуночной стойки перекрывается по меньшей мере одной струей в виде пустотелого конуса соседней форсунки первой форсуночной стойки, причем форсунки первой форсуночной стойки сконструированы для обеспечения множества первых перехлестов струи, причем струи в виде пустотелого конуса и множество первых перехлестов образуют первую направленную струю распыляемой жидкости, причем первая направленная струя распыляемой жидкости определяет зазоры между струями в виде пустотелого конуса и первыми перехлестами.
23. Закалочная емкость по п. 22, в которой каждый центр струй в виде пустотелого конуса второй форсуночной стойки находится над центром каждой струи в виде пустотелого конуса первой форсуночной стойки и отклоняется от него.
24. Закалочная емкость по п. 23, в которой каждый перехлест струй в виде пустотелого конуса первой форсуночной стойки имеет центр первого перехлеста, причем каждый центр струй в виде пустотелого конуса второй форсуночной стойки находится непосредственно над соответствующим центром первого перехлеста струй в виде пустотелого конуса первой форсуночной стойки.
25. Закалочная емкость по п. 22, в которой каждая струя в виде пустотелого конуса первой форсуночной стойки имеет такой же диаметр, как по меньшей мере одна другая струя в виде пустотелого конуса первой форсуночной стойки.
26. Закалочная емкость по п. 22, в которой каждая струя в виде пустотелого конуса второй форсуночной стойки имеет такой же диаметр, как по меньшей мере одна другая струя в виде пустотелого конуса второй форсуночной стойки.
27. Закалочная емкость по п. 22, в которой каждая струя в виде пустотелого конуса первой форсуночной стойки имеет такой же диаметр, как по меньшей мере одна струя в виде пустотелого конуса второй форсуночной стойки.
16.
28. Закалочная емкость по п. 27, в которой существует, по меньшей мере, первая пара первой и второй форсуночных стоек и, по меньшей мере, вторая пара третьей форсуночной стойки и четвертой форсуночной стойки, причем третья форсуночная стойка имеет такую же конструкцию, как первая форсуночная стойка, четвертая форсуночная стойка имеет такую же конструкцию, как вторая форсуночная стойка, и третья форсуночная стойка находится ниже четвертой форсуночной стойки, и вторая пара форсуночных стоек находится выше первой пары форсуночных стоек.
29. Закалочная емкость по п. 20, в которой каждая форсунка не содержит внутренние движущиеся части.
30. Закалочная емкость по п. 21, в которой каждая струя в виде пустотелого конуса сконфигурирована для распыления охлаждающей жидкости из соответствующей форсунки с углом от приблизительно 70 до 100 градусов.
31. Закалочная емкость по п. 5, содержащая слои форсуночных стоек, расположенных на таком расстоянии, что центр конусов ниже каждого слоя расположен в центре перехлеста находящегося выше слоя.
32. Закалочная емкость по п. 31, в которой устанавливается двухслойная схема, причем двухслойная схема сконструирована для обеспечения распыления охлаждающей жидкости, достаточной для обеспечения общей струи, имеющей покрытие от стенок закалочной емкости до центра емкости.
33. Закалочная емкость по п. 32, в которой двухслойная схема представляет собой первую двухслойную схему и повторяется во второй двухслойной схеме над первой двухслойной схемой.
34. Способ быстрого охлаждения выходящего потока реактора, включающий:
подачу газообразного потока, который содержит акрилонитрил и аммиак, в
закалочную емкость;
подачу охлаждающей жидкости в многоуровневую систему распыления в закалочной емкости и
контакт газообразного потока с охлаждающей жидкостью;
причем способ эффективен для поддержания концентрации сульфата аммония в выходящем потоке, выходящем из нижней части закалочной емкости, на уровне концентрации от приблизительно 3 масс. % до приблизительно 20 масс. %.
35. Способ по п. 34, в котором струя охлаждающей жидкости проходит
противотоком газообразному потоку.
36. Способ по п. 34, в котором многоуровневая система распыления содержит, по меньшей мере, первую и вторую форсуночные стойки, которые проходят по существу по диаметру закалочной емкости, причем каждая форсуночная стойка содержит множество форсунок, сконфигурированных для обеспечения распыления охлаждающей жидкости противотоком газообразному потоку, причем распылительные форсунки эффективны для обеспечения общей струи, имеющей форму струи, которая покрывает площадь поверхности сечения закалочной емкости.
37. Способ по п. 34, в котором многоуровневая система распыления проходит через приблизительно 85% или более диаметра закалочной емкости.
38. Способ по п. 34, в котором форма струи покрывает приблизительно 85% или более площади поверхности сечения закалочной емкости.
39. Способ по п. 34, в котором расстояние между первой и второй
форсуночными стойками сконструировано для обеспечения желаемого быстрого
охлаждения продуктов выходящего потока реактора.
40. Способ по п. 34, в котором охлаждающая жидкость содержит воду.
41. Способ по п. 40, в котором охлаждающая жидкость представляет собой водную жидкость и содержит кислоту.
42. Способ по п. 41, в котором кислота представляет собой серную кислоту.
43. Способ по п. 34, сконструированный для обеспечения кратности циркуляции охлаждающей жидкости, достаточной для удаления по меньшей мере части избытка аммиака из отходящего газа реактора.
44. Способ по п. 43, в котором кратность циркуляции охлаждающей жидкости находится в диапазоне от 12:1 до 25:1 на основании отношения рециркулируемой серной кислоты : свежей серной кислоты.
45. Способ по п. 44, в котором кратность циркуляции охлаждающей жидкости составляет приблизительно 18:1 на основании отношения рециркулируемой серной кислоты : свежей серной кислоты.
46. Способ по п. 34, в котором кислоту подают в охлаждающую жидкость для поддержания рН охлаждающей жидкости на уровне от приблизительно 3 до приблизительно 6.
47. Способ по п. 46, в котором кислоту подают в охлаждающую жидкость для поддержания рН охлаждающей жидкости на уровне от приблизительно 4,5 до приблизительно 6.
40.
Сепараторная ловушка 26
Циркулирующая вода рН 5,3-5,7
3 i
3058
--чЛ АЛЛ Л А"" ллллллл
л-л л л л л
_/1
54-^
Вода
98% серная ^ кислота
""36
4/4
Прием в первой части закалочной емкости газового потока, содержащего акрилонитрил и аммиак
Распыление охлаждающей жидкости в виде
второй направленной струи из второго уровня, при этом объединенная направленная струя покрывает большую площадь поверхности сечения закалочной емкости, параллельного диаметру закалочной емкости, чем площадь поверхности, покрываемая первой направленной струей отдельно
Фиг. 4
(19)
(19)
(19)
Фиг. 1
Фиг. 1
Фиг. 1
Фиг. 1
Фиг.
^400
^-401