丙烯氨氧化制丙烯腈新工艺

丙烯氨氧化制丙烯腈新工艺
丙烯氨氧化制丙烯腈新工艺

S(ff 时

丙烯氨氧化法制丙烯膳

目录

一.丙烯睛的性质和用途

自燃点481^0可溶于有机溶剂如丙酗、苯、四氯化碳、乙醸和乙醇中,与水部分互溶0丙 烯睛剧壽,能灼伤皮肤,低浓度时刺激粘膜,长时间吸入如蒸气能引起恶心,呕叶、头皐、 疲倦等。在空气中的爆炸极限为3?05%"7?5% (体积)°因此在生产、贮存和运输中,应采 取严格的安全防护措施,工作场所内丙烯睛允许浓度为0.002mg/Lo 丙烯赭能发生聚合反应,发生在丙烯腊的UC 双键上,纯丙烯腊在光的作用下就能自行聚 合,所以在成品丙烯睛中,通常要加入少量阻聚剂,如对苯二酚甲基瞇(阻聚剂MEHQ )、对 苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等.除自聚外.丙烯睹还能与苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、 氯乙烯、丙烯酰胺等中的一种或几种发生共聚反应,由此可制得各种合成纤维、合成橡胶、 塑料、涂料和粘合剂等。

丙烯臍是三大合成的重要单体,目前主要用它生产聚丙烯睛纤维(商品坍叫“睹纶"h 其 次用于生产ABS 树脂(丙烯睹一丁二烯一苯乙烯的共聚物),和合成橡胶(丙烯睛一丁二烯共聚 物h 丙烯睛水解所得的丙烯酸是合成丙烯酸树脂的单体。丙烯睹电解加氢,偶联制得的己一、丙 1

烯 的 性 质 和 用 途

二、丙 烯氨

氧化 制丙 烯 腊生产工 艺原 理 2

三、工 艺

条 件 2

四、生 产

工 艺 6

五、催 化 剂 研 究

丙烯氨氧化法制丙烯睹

1 9

丙烯睹在常温下是无色透明液体,味甜,

微臭,沸点77.50凝固点-833X?,闪点0匸,

二睹,是生产尼龙一66的原料0其主要用途如图1所示。

图1丙烯睛的主耍用途

.丙烯氨氧化制丙烯睛生产工艺原理

化学反应

主反应生成丙烯睹,是一个非均柑反应;与此同时,在催化剂表而还发生一系列副反应。

主反应J C3H6 + NH3+1,5O2 — CH2 =CHCN + 3 H20 AH =-512.5KJ/mol

副反应:①生成乙腊:C3H6 + 1.5NH3 +1.502 — 1.5CH3CN + 3H2O AH =-522KJ/mol

②生成氢氣酸:C3H6 + 3NH3 + 3O2

3HCN + 6H2O AH =-941KJ/mol

③生成二氧化碳:C3H6 +4.502 f 3CO2 +3 H20 AH =-1925KJ/mol

上述副反应中,生成乙睛和氢氣酸是主要的,C02. CO 和H20UJ 以由丙烯直接氧化得到,

也可以由丙烯睹、乙脂等再次氧化得到。反应过程也副产少量的丙烯醛、丙烯酸、乙醛、丙 腊以及高聚物等,因此,工业生产条件下的丙烯氨氧过程十分复杂。为提奇丙烯的转化率和 丙烯脂的选择性,研究髙性能催化剂是非常重要的。

三、工艺条件

1、催化剂

工业上用于丙烯氨氧化反应的催化剂主要有两大类,一类是复合酸的盐类(Mo 系),如磷铝

④生成一氧化碳:C3H6 + 3O2

3CO + 3H2O AH = -1925KJ/mol

ABSffl 料

ABS W 脂 丁《乳胶

丙烯K

丙烯載树脂 皮革?纺织品

ftBK ■处理

a 二 聚网纤维 5水剂]

尼龙66

―氯化丙烯》 合成纤维

酸钮、磷鸽酸钮等:另一类是重金属的氧化物或是几种金属氧化物的混介物(Sb系),例如Sb、

Mo、Bi、V、W、Ce. U、Fi Co、Ni、Te的氧化物.或是Sb—Sn氧化物,Sb—U氧化物

我国目前采用的主要是第一类催化剂。铝系代表性的催化剂有美国Sohio公司的041、C-49 及我国的MB ?82、MB-860 —般认为,其中Mo—Bi是主催化剂? P—Ce是助催化剂,具有

提髙催化剂活性和延长催化剂寿命的作用。按质量il Mo-Bi占活性组分的大部分,单一的

MoO3虽有一定的催化活性.但选择性差,单一的Bi03对生成丙烯睹无催化活性,只有二

者的组合才表现出较好的活性、选择性和稳崔性。单独使用P-Ce时,对反应不能加速或极少加速,但当它们和Mo-Bi配合使用时,能改进MO-Bi催化剂的性能。一般来说,助催化剂的用量在5%以下。载体的选择也很重要,由于反应是强放热,所以工业生产中采用流化床反应器。流化床反应器要求催化剂强度高,耐金^^性能好,故采用粗孔微球型硅胶作为

2、原料纯度和配比

(1)原料丙烯是从坯类裂解气或催化裂化气分离得到,尖中可能含有的杂质是碳二.丙

烷和碳四,也可能有硫化物存在0丙烷和其它烷婭对反应没有影响,它们的存在只是稀释了浓度。乙烯在氨氧化反应中不如丙烯活泼.一般情况下少量乙烯存在对反应无不利影响。但丁烯或更高级烯婭存在会给反应带来不利,因为丁烯或更高级烯桂比丙烯易氧化,会消耗原料中的氧;正丁烯氧化生成甲基乙烯醐(沸点8or).异丁烯氨氧化生成甲基丙烯睹(沸点

90C),它们的沸点与丙烯睛沸点接近,会给丙烯睛的精制带来困难。因此,丙烯中丁烯或

更髙级烯坯含量必须控制0硫化物的存在,会使催化剂活性下降,应预先脱除。

原料氨的纯度达到肥料级即可;原料空气一般需经过除尘、酸?碱洗涤,除去空气中的固体粉尘、酸性和碱性杂质就可在生产中使用。

(2)丙烯与氨的配比(氨比)在实际投料中发现,当氨比小于理论值1:1时,有较多的

副产物丙烯醛生成,氨的用量至少等于理论比。但用量过多也不经济,既增加了氨的消耗量, 又增加了硫酸的消耗量,因为过量的氨要用硫酸去中和。因此,丙烯与氨的摩尔比,应控制在理论值或略大于理论值?即丙烯:氨= 1:2?:L2左右。

氨比fmol/moB

图2

(3)丙烯与空气的配比(氧比)丙烯氨氧化所需的氧气是由空气带入的。目前,工业上

实际采用的丙烯与氧的摩尔比约为1:2-3 (大于理论值1:1.5),采用大于理论值的氧比,主要是为了保护催化剂,不致因催化剂缺氧而引起失活。反应时若在短时间内因缺氧造成催化剂活性下降,可在540匸温度下通空气使其再生,恢复活性。但若催化剂长期在缺氧条件下操作,虽经再生,活性也不可能全部恢复。因此,生产中应保持反应后气体中有2% (按体积讣)的含氧量。但空气过多也会带来一些问题,如使丙烯浓度下降,影响反应速度,从而降低了反应器的生产能力:促使反应产物离开催化剂床层后,继续发生深度氧化反应,使选择性下降:使动力消耗增加:使反应器流出物中产物浓度下降,影响产物的回收。因此,空气用量应有一适宜值。

(4)丙烯与水蒸气的配比(水比)丙烯氨氧化的主反应并不需要水蒸气参加。但根据该

反应的特点,在原料中加入一世量水蒸气有多种好处,如可促使产物从催化剂表而解吸出来,

从而避免丙烯鬧的深度氧化;若不加入水蒸气,原料混合气中丙烯与空气的比例正好处于爆

炸范围内,加入水蒸气对保证生产安全有利:水蒸气的热容较大,又是一种很好的稀释剂,

加入水蒸气可以带走大II的反应生成热,使反应温度易于控制;加入水蒸气对催化剂表面的

积炭有清除作用。另一方面,水蒸气的加入,势必降低设备的生产能力,增加动力消耗。当

催化剂活性较高时,也可不加水蒸气。因此,发展趋势是改进催化剂性能,以便少加或不加

水蒸气。从目前工业生产情况来看,当丙烯与加入水蒸气的摩尔比为1:3时,综合效果较好。3、反应温度

温度是影响丙烯氨氧化的一个重要因素。当温度低于3509时,几乎不生成丙烯腊。要获

得丙烯睹的高收率,必须控制较高的反应温度。温度的变化对丙烯的转化率、丙烯睹的收率、

副产物氢氛酸和乙腊的收率以及催化剂的空时收率都有影响。当反应温度升高时,丙烯转化

率、丙烯腊收率都明显地增加,而副产物乙睹和氢軌酸收率则有所增加.随着温度的升高,

丙烯脂收率和乙船收率都会出现一个最大值,丙烯腳收率的最大值所对应的温度大约在

460C左右,乙睛收率最在值所对应的温度大约在417?C左右0生产中通常采用在45(rC左右进行操作。

10 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5

丙烯转化率

AN单收

操作压力(绝压)O.L56MPa

丙烯流2369m^/h 液氨流

a2757irf/h 空气流量

21360*n%h

催化剂裝tt60-5t

430 435 440 445 450 455 460

温度e

4.接触时间

丙烯氨氧化反应是气一固相催化反应,反应是在催化剂表面进行的。因此,原料气和催化剂必须有一泄的接触时间,使原料气能尽量转化成目的产物。一般说来,适当增加接触时间.

可以提高丙烯转化率和丙烯脂收率,而副产物乙睛、氢氛酸和丙烯醛的收率变化不大,这对生产是有利的。但是,增加接触时间是有限度的,过长的接触时间会使丙烯睛深度氧化的机会增大,反而使丙烯睹收率下降。同时,过长的接触时间,还会降低设备的生产能力,而且由于尾气中氧含量降低而造成催化剂活性下降,故接触时间一般为5?lOs。

丙烯氨氧化生产丙烯睛是体积缩小的反应,提高压力可增大反应的平衡转化率。同时,提高压力也可增加气体的柑对密度,相应地可增加设备的生产能力。但实验表明,加压反应的效果不如常压理想。这可能是由于加压对副反应更有利,反而降低了丙烯睹的收率0因此,

一船采用常圧操作,适当加压只是为了克服后部设备及管线的阻力。

0.8

0.7

06

0J2四.生产工艺Z*

■ —— AN收率

操作温度446.60 " * " ?

丙烯流量2369m;/h 液氨

流量2757n?Zh 空气流量

21360n?/h

催化剂装M60.5t

0.13 0.14 0.15 0.16

機作乐力/MPa

丙烯腊生产工艺包括:丙烯睹的合成,产品和副产品的回收,产品和副产品的精制三部分。工艺流程如图6

0.

图6丙烯氨氧化法合成丙烯睛工艺流程图 1 一反应器;2—旋风分离器;3、10、11. 16. 22、25—塔顶气体冷凝器;4一急冷塔;5—水吸收塔; 6—急冷塔釜液泵:7—急冷塔上部循环泵;8-回收塔;9、20—塔釜液泵:12. 17-分层器:13. 19- 油 层抽出泵:14-乙睛塔:15-脱帆塔:18、24、30—塔底再沸S ; 21—成品塔;23—成品塔侧线抽出冷 却 器;26—吸收塔侧线采出泵;27—吸收塔侧线冷却器;28—氨蒸发器;29—丙烯蒸发器

原料丙烯经蒸发器(29)蒸发,氨经蒸发器(28)蒸发后,进行过热、混合,从流化床底 部经气体分布板进入反应器(1),原料空气经过滤由空圧机送入反应器(1)锥底,原料在 催化剂作用下,在流化床反应器中进行氨氧化反应。反应尾气经过旋风分离器(2)捕集生 成气夹带的催化剂颗粒,然后进入尾气冷却器(3)用水冷却,再进入急冷塔(4)°氨氧化 反应放出大量的热,为了保持床层温度稳定,反应器中设置了一圧数量的U 型冷却管,通 入高压热水,借水的汽化潜热務泄反应热。

经反应后的气体进入急冷塔(4),通过高密度喷淋的循环水将气体冷却降温。反应器流 出物料中尚有少量未反应的氨,这些氨必须除去。因为在氨存在下,碱性介质中会发生一些 不希望发生的反应,如氢鼠酸的聚合、丙烯醛的聚合、氢氛酸与丙烯醛加成为氛醇、氢氛酸 与丙烯睹加成为丁二脇,以及氨与丙烯腊反应生成氨基丙腊等。生成的聚合物会堵塞管道, 而齐种加成反应会导致产物丙烯睛和副产物氢氛酸的损失。因此,冷却的同时需向塔中加入 硫酸以中和未反应的氨。工业上采用硫酸浓度为1?5%(刚左右,中和过程也是反应物料的冷 却过程,故急冷塔也叫氨中和塔。反应物料经急冷塔除去未反应的氨并冷至40匸左右后,进 入水吸收塔(5),利用合成气体中的丙烯脂、氢氣酸和乙腊等产物,与幷它气体在水中溶 解度柑差很大的原理,用水作吸收剂回收合成产物。通常合成气体由塔釜进入,水由塔顶加 入,使它们进行逆流接触,以提高吸收效率。吸收产物后的吸收液应不呈碱性,含有氟化物 S(g 时

10

11

12 蛙岀

空气

03 di

C?

cE)

27

26

9 13 19 、

k 20 a

15

r 21

和其它有机物的吸收液由吸收塔釜泵送至回收塔(8)。其它气体自塔顶排出,所排出的气体中要求丙烯睛和氢軌酸含量均小于2X10-5.

丙烯睛的水溶液含有多种副产物,其中包括少量的乙睹、氢軌酸和微量丙烯醛、丙睹等。

在众多杂质中,乙腊和丙烯腊的分离最困难。因为乙睹和丙烯脂沸点仅相差4C,若采用一般的精馅法,据估算精馆塔要有150块以上的塔板?这样高的塔设备不宜用于工业生产中。

目前在工业生产中,一般采用共沸精懈。在塔顶得丙烯腊与水的共沸物,塔底则为乙睹和大量的水。

利用回收塔(8)对吸收液中的丙烯賭和乙睹进行分离?由回收塔侧线气相抽出的含乙腊和水蒸气的混合物送至乙脂塔(14)釜,以回收副产品乙睛:乙腊塔顶蒸出的乙睹水混合蒸汽经冷凝、冷却后送至乙睛回收系统回收或者烧掉。乙腊塔釜液经提纯可得含少量有机物的水,这部分水再返回到回收塔(8)中作补充水用。从回收塔顶蒸出的丙烯睹、氢鼠酸、水等混合物经冷凝、冷却进入分层器(12)中。依靠密度差将上述混合物分为汕相和水相?水相中含有一部分丙烯睹、氢氛酸等物质,由泵送至脱鼠塔(14)以脱除氢軌酸。回收塔釜含有少量重组分的水送至废水处理系统。

含有丙烯腊、氢氛酸、水等物质的物料进入脱氧塔(15)中,通过再沸器加热,使轻组分氢軌酸从塔顶蒸出,经冷凝、冷却后送去再加工。由脱貳塔侧线抽出的丙烯睛、水和少量氢貳酸混合物料在分层器(17)中分层,富水相送往急冷塔或回收塔回收氛化物,富丙烯睹柑再由泵送回本塔进一步脱水,塔釜纯度较高的丙烯睛料液由泵送到成品塔(21)°

由成品塔顶蒸出的蒸汽经冷凝后谨入塔顶作回流,由成品塔釜抽出的含有重组分的丙烯睹料液送入急冷塔中回收丙烯腊,由成品塔侧线液相抽出成品丙烯睹经冷却后送往成品中间

罐。

2、丙烯腊生产中的废水和废气处理

丙烯睹在生产过程中会产生大量的含貳废水,这些物质对环境的危害很大,因此必须在生产过程中除去这些物质。在传统工艺中,主要方法是通过富集之后送至焚烧炉焚烧的办法, 这种方法能耗大,而且容易造成二次污染。因此人们也在不断开发新的废物处理工艺?尤貝是污水处理.

初步的分析表明,废水中通常含有丙烯腊、乙腊、氢氛酸、丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯醛、氟基毗喘、反丁烯二睛、琥珀腊、马来酰?亚胺、氨氮、硫酸盐以及大量的合物,COD几千到几十万mg-L丄高氛化物(或席化物)含量是丙烯闊废水的一个重要特征。含量一般为几百到几千mg ? L-lc

现有的处理技术有:超临界水氧化法、催化湿式氧化法、光催化氧化法、电芬顿法、微生物讲解法、膜分离法、辐照法、以及组合式方法等。不过大多数方法都处于实验研究阶段, 距离工业应用还有一段很长的路要走。

五.催化剂研究

1.丙烯氨氧化法反应机理

研究者提出过许多丙烯鬧的生成机理,其区别主要是对丙烯睹和其它产物賭生成途径的看法不同,主要有两种观点。

(1)两步法

两步法机理认为,丙烯氨氧化的中间产物是相应的醛一一丙烯醛、甲醛和乙醛。这些醛是经过烯丙基型反应中间体形成的,且这些中间体都是在同一催化剂表面活性中心上产生的,只是由于后续反应不同厂导致不同种类醛的生成;然后醛进一步与氨作用生成睛0而一氧化碳、二氧化碳可从氧化产物醛继续氧化生成,也可由

丙烯完全氧化直接生成。这样,根据该机理, 丙烯氧化生成醛是合成闊的控制步骤。

(2)一步法

一步法认为,由于氨的存在使丙烯氧化反应受到抑制,上式中kl/k2^ 40表明,反应生成的

丙烯睛90%以上不经丙烯醛中间产物而宜接来自丙烯。丙烯醛很难成为生成丙烯膳的主要中间产物。该机理最有代表性的是BP公司的GrassQlli及加合作者提出在铝钮及钱铁系催化剂上丙烯氨氧化生成丙烯睹机理,他们分析了大量文献数据,并用笊化的中间产物做了专门的试验,证实了该机理。

⑶从氨氧化和氧化循环可以看出,丙烯氨氧化生成丙烯腊在机理上是个比选择性氧化更为复杂的过程,因为它涉及氨的吸附活化、丙烯的吸附、烯丙基中氮的引入、形成每个分子的产物丙烯睛所需电子的迁移、产物丙烯席的脱附以及redox循环?由于反应的多步过程, 要求多种因素甚至相反趋势的因素相协调,以达到反应所需物质的各种平衡,因此,成功的工业化丙烯腊催化剂全部是多元多组份复合氧化物体系。

当然,也不能排除反应按一步法、二步法两个机理同时进行,即丙烯睹可直接生成,也可能经过中间产物丙烯醛生成。

2.催化剂发展

结合前而丙烯睛生成机理,为使反应能选择性地进行,需要有双功能活性中心。Bi3十一

0,Sb3+ — 0, Te4+ — 0, U5+ — 0是好的夺取T?H的活性中心,而Mo6+ — NH(0),

Sb5+ — N H( 0), Te6+ — NH(0)是好的往烯炷中引入氮和氧的活性中心。将其分别组合即

形成具有双功能的活性中心,如:Bi3+ — 0/Mo6+ — NH(O),Sb3+-O/Sb5+-NH(O),

Te4+ - 0 /Mo6+ -NH{0),U5+-0 /Sb5+ -NH(0), Se4+ - 0 /Te6+ — N H{ 0)。此外,

为实现redox循环,在催化剂中加入Fi Ce等元素形成Fe2+ /Fe3+、Ce3+ /Ce4+体系?以利

用变价金属氧化物中的晶格氧完成反应区内气相氧向晶格氧转化的氧化?还原过程,这样就形成了铝钮铁系、铝钮綁系、铝铀确系、備铁系和镣铀系等催化剂体系。因此就催化剂体系的确立而言,元素本身的物理化学性质起着决;^^性作用。

另外还引入其它一些助催化剂元素构成多组份复合氧化物体系,以最大限度地提髙催化剂的活性和稳定性,降低催化剂最佳操作温度,提高丙烯膳收率,或提高某种有用副产物(如氢氣酸)的选择性。催化剂中引入的元素除了应符合电子构型方而的要求外,还应使苴包含在合适的固体结构和基体中.

催化剂水平始终是决定生产丙烯膳成本优势的主要因素,因此,对高性能催化剂的开发研制工作一直没有停止。60年代初,美国Sohio公司研制成功P /Mo /Bi /Si02催化剂,并首创丙烯

氨氧化生产丙烯睹新工艺,该催化剂工业应用丙烯睛单程收率为62% ; 1967年,Sohio推出021型Sb/U 系催化剂,丙烯睛单程收率提高到68%,并大幅度降低了副产乙睛的生成量;1972

年Sohio推出替代C?21的第三代催化剂cm,该催化剂7jMo/Bi/SiO2氧化物体系,并引入齐种助催化剂元素(如Fl Co. Ni、K、P)J:业应用丙烯睹单程收率达到72%,C?41催化剂的问

世从理论和实践两方面使催化剂的研究开发有了很大进展;1979年,该公司在C?41基础上推出第四代催化剂C?49,丙烯腊单程收率提高到77%;进入80年代,我国上海石油化工研丸院开发研制出MB-82. MB-86催化剂,并成功地用于多套万吨级引进装置,丙烯腊单程收率达

到?80%; 90年代初,8P公司又推出C49催化剂的改进型C.49MC。

随着近40年的研尢开发,丙烯睹催化剂已发展到第5代。在铝系催化剂中,铝铠铁系催化剂已占主导地位,而镣系催化剂中?有钱铁系和钱铀系催化剂。英中,约90%的丙烯脂工业装置使用的是铝钮铁系催化剂,只有少数工厂使用钱铁系和銭铀系催化剂。中国、美国和日本的已工业化催化剂的丙烯睛单程收率达到80%以上/处于国际领先水平。

展望

经过国内外研尢者几十年不懈的努力,丙烯氨氧化催化剂不论在幷活性、选择性、使用寿命还是苴抗耐膳性等诸多方而都取得了长足的进步,获得了大量研究成果。然而,作为一类如此复杂的催化剂体系,仍有继续进行研究和开发的空间。

(1)加大对丙烯氨氧化反应机理的深入研究,只有对反应机理有了更淸楚的认识才能设

计和开发出更好的催化剂体系。

Rwdox机理:机理研究还表明,丙烯氨氧化过程遵循Redox循环机理.即参与的氧种是催化

剂中的晶格氧,活性相本身被还原,气相氧通过吸附、解离和迁移不断补充被消耗掉的晶格氧,使催化剂再生,完成一个Redox循环。

丙烯氨氧化反应所需的氧来自晶格氟即真正参与反应的是催化剂中的晶格氧,反应物中的氧只起间接氧化作用,在反应过程中消耗掉的晶格氧由气相氧进行补充,通过气相氧的氧化使处于还原态的催化剂再生,由此完成一个氧化?还原循环过程,即所谓的"redox反应机理"O 因此,晶格氧的移动性与催化剂的耐还原性和活性关系很大。根据这一点,催化剂组成中应包含氧化/还原对(如:F Q2+ /Fe3+, Ce3+ /Ce4+ )?

桂类晶格氧选择氧化的概念,即用可还原的金属氧化物的晶格氧作为怪类氧化的氧化剂, 按还原?氧化(Redox)模式,在提升管反应器中烧分子与催化剂的晶格氧反应生成氧化产物, 失去晶格氧的催化剂被输送到再生器中用空气氧化到初始高价态,然后送入提升皆反应器中再进行反应。

晶格氧选择氧化反应是在没有气相氧分子的条件下进行的,可避免气相和减少表而的深度氧化反应,提高反应的选择性,可不受爆炸极限的限制提奇原料浓度,使反应产物容易分离回收,是控制氧化深度、*?约资源和保护环境的绿色化学工艺。

(2)奇负荷催化剂

催化剂负荷是指每吨催化剂每小时能处理的丙烯量(简称WWH)。现用的催化剂,虽然种类有所不同,但WWH值基本相同,都在0.05?0.08h-l O目前国际上开发的高负荷催化剂的

WWH值为0?08?0.11 h-1 O确定了WWH值和丙烯投料量,即可算出反应器所需催化剂的

数量。

由于市场及效益的问题,齐丙烯腊工厂都采取了扩能改造,将反应器的生产能力提髙到原设讣的1.7-1.9倍,如果开发高负荷催化剂来解决反应器扩能瓶颈,如将催化剂的负荷从目前的0.085提高到0?1?不仅能很好地满足现有的扩能问题,而且反应器的生产能力还可

再提高10%?20%。上海石油化工研究院近期在开发的SAC-2005催化剂就是高负荷催化剂.

在WWH为下,丙烯睛收率仍能稳;^保持在78%以上。

(3)减少污染物生成

丙烯氨氧化过程会产生许多污染严重的废弃物随着环保标准的不断提高,人们对丙烯腊合成后的无氨工艺越来越关注。

氨作为反应物之一参与丙烯腊合成反应后,残留一泄量的未反应氨随反应产物一道进入反应器以后的流程,因此,工业生产中反应流岀物要先经氨中和塔,用硫酸喷淋的方法除去产物中的未反应氨,以免给随后的回收系统的操作带来麻烦0尽管经回收可得到硫钺,但由于结晶硫彼中的氟化物含量一般难以降低到使用标准,作为化肥又易引起丄地板结/应用价值不大。

而且硫酸也是重要的化工原料,加上能量损耗等诸多因素,可以说回收硫皴弊大于利。

因此人们希望研制出氨转化率高的催化剂,或者结合反应器的改进/尽量减少甚至消除未反应氨,这样可减少硫酸用量甚至不用硫酸,改善丙烯睛生产中的三废污染,实现所谓的“淸洁工艺”。可能的话,甚至可以取消中和塔,简化丙烯腊合成工艺流程。美国BP公司专利报道了高氨利用率的催化剂,其它公司也有报如专利号US 4192 776. US 5 175 334、US 5 235

US 5 212 137、US 3 928 409、US 3 969 390等。

088.

[参考文献]

黄仲九?房鼎业?化学工艺学第二版:北京?高等教育出版社.2008.9:126-155

赵震,张惠民,徐春明,邵静,丙烯氨氧化催化剂研究进展卩]?黑龙江大学自然科学学报.2005422(2) 张沛存,丙烯氨氧化合成丙烯腊的反应机理及集应用卩)?齐鲁石汕化工.200937(1):21-25

倪明?丙烯腊生产废水处理技术研究进展卩]?水处理技术.201036(6):1-4

昊粮华?丙烯睛生产技术谨展[J]?化工进展.2007,26(10):1410

安炜?丙烯氨氧化合成丙烯附J]?石汕化工,1998,27⑵:139?140

丙烯氨氧化法生产丙烯腈

编号:No.27课题:丙烯氨氧化法生产丙烯腈 授课内容: ●丙烯氨氧化法生产丙烯腈反应原理 ●丙烯氨氧化法生产丙烯腈工艺流程 知识目标: ●了解丙烯腈的主要用途 ●了解碳3烃类的主要来源及用途 ●掌握丙烯氨氧化法生产丙烯腈反应原理  ●掌握丙烯氨氧化法生产丙烯腈工艺流程  能力目标: ●分析丙烯腈水混合物分离模式 ●分析和判断主副反应程度对反应产物分布的影响 思考与练习: ●丙烯氨氧化法生产丙烯腈反应催化剂组成和特点 ●影响丙烯氨氧化法生产丙烯腈反应过程的主要因素 ●丙烯氨氧化法生产丙烯腈工艺流程的构成 授课班级: 授课时间:年月日

第七章 丙烯系产品的生产  丙烯的主要来源有两个,一是由炼油厂裂化装置的炼厂气回收;二是在石油烃裂解制乙烯时联产所得。丙烯大部分一直来自炼油厂,近年来,由于裂解装置建设较快,丙烯产量相应提高较快。和世界市场一样,近年来我国丙烯的发展速度也逐渐超过了乙烯。2000年,我国乙烯需求量478.89万吨,而丙烯的需求量却达到498.85万吨,首次超过乙烯,之后丙烯的需求量一种保持在乙烯之上。  与乙烯相似,由于丙烯分子中含有双键和α-活泼氢,所以具有很高的化学反应活性。 在工业生产中,利用丙烯的加成反应、氧化反应,羧基化、烷基化及其聚合反应等,可得一系列有价值的衍生物,其主要产品及用途见图7—1。  由图可看出,丙烯是重要的有机化工原料,用于生产聚丙烯、异丙苯、羰基醇、丙烯腈、环氧丙烷、丙烯酸、异丙醇等。聚丙烯是我国丙烯最大的消费衍生物。2003年,我国聚丙烯的产量为445.5万吨,消耗丙烯约444.0万吨,约占全国丙烯总消费量的72.1%,;2004年我国聚丙烯产量为474.9万吨,消耗丙烯约480.0万吨,比2003年增长约8.1%;丙烯腈是我国丙烯的第二大衍生物,2003年,我国丙烯腈的产量约为56.0万吨,消费丙烯约62.7万吨,约占全国丙烯总消费量的10.2%;2004年产量约为58.0万吨,消费丙烯约为65.0 万吨,比2003年增长约3.7%;环氧丙烷是我国丙烯的第三大消费衍生物,2003年,全国环氧丙烷的产量约为39.8万吨,消耗丙烯约35.8万吨,约占全国丙烯总消费量的5.8%;2004年产量约为42.0万吨,消耗丙烯约37.8万吨,比2003年增长约13.1%;丁醇和辛醇也是丙烯的主要衍生物之一,2003年我国丁辛醇的产量合计约为45.35万吨,共消耗丙烯约40.7万吨,约占全国丙烯总消费量的6.6%;2004年产量合计为44.91万吨,共消耗丙烯约40.3万吨,比2003年减少约1.0%;2003年用于生产其它化工产品如苯酚、丙酮和丙烯酸等方面的丙烯消费量约为10.9万吨,约占全国丙烯总消费量的1.8%;2004年消费量约为11.5万吨。

7万吨年丙烯腈精制工段工艺设计—脱氢氰酸塔工艺设计及分析开题报告

安徽建筑大学 材料与化学工程学院 毕业论文开题报告 题目:________________________ 专业:________________________ 姓名:________________________ 学号:________________________ 指导教师:________________________ 20年月 毕业设计开题报告 一、课题的目的与意义 1、目的 (1)通过对丙烯腈工艺流程的设计和优化,了解丙烯腈的特性、国内外生产概况、生产工艺流程及其研究进展以及生产过程中的安全问题和废水处理问题。 (2)对生产工艺流程进行优化,以期实现高产率、低能耗的目的。 (3)对生产工艺流程的优化,可以排除生产过程中的安全隐患,使生产更加安全,降低对环境的污染。 2、研究意义

丙烯腈是重要的化工产品,为了从特定的原料得到所需的 产品,根据既定的工艺路线和工艺条件,采用相关的单元过程 及单元操作,设计出优化的工艺流程,并根据工艺条件选择合 适的设备,设计合理的工厂布局,以满足生产的要求,同时这 些设计又要符合有关非工艺类和工程经济的要求,做到技术上 可行、符合安全条例、经济上合理。通过年产(),确定最优 方案,以达到使其工艺产率增加,能耗降低,降低环境污染的 目的。 二、研究现状和前景展望 1、研究现状 (1)催化剂的研制 目前主要通过丙烯氨氧化制备丙烯腈,采用促进作用的的 F e-B i-M o-O或者促进作用的F e-S b-O。近年来,锡/锑/氧 催化系统在烯丙基氧化和氨氧化中作为催化剂进行了广泛研究。 然而,近年来,一些公司开始着手研究丙烷氨氧化法制备 丙烯腈。其中一个直接氨氧化烷烃的催化剂系统是锑/钒/氧。 目前最有潜力的系统为M o-V-N b-T e-氧化物催化系统, 具有62%的丙烯腈产率。 (2)工艺过程的改进 近年来,随着各国对环保和可持续发展理念的不断提高, 丙烯腈生产技术的改进主要集中在节能降耗、环保等方面,焦 点是中和塔污水的处理,主要的技术进展如下:省去氢氰酸精 制塔,由脱氰塔顶直接分离出高纯度氢氰酸,提高脱氰塔的效率;萃取塔侧线出料,由萃取塔下部侧线抽出乙腈,将抽出液 送到乙腈回收塔,增大乙腈浓度,减少蒸汽消耗;增设废热锅炉 回收热量;利用萃取塔或乙腈解析塔塔釜排除的循环水热量; 降低反应器出口的氨含量,避免较难处理的硫铵废水问题;中 和塔硫酸循环使用,节约资源,且丙烯腈回收率较高,物耗低 缺点是投资大;未反应氨回收再循环使用工艺,未反应氨、磷 酸铵回收循环使用,资源利用率高;中和塔改造提高丙烯腈回

丙烯氨氧化制丙烯腈新工艺..

丙烯氨氧化法制丙烯腈 目录 丙烯氨氧化法制丙烯腈 (1) 一、丙烯腈的性质和用途 (1) 二、丙烯氨氧化制丙烯腈生产工艺原理 (2) 三、工艺条件 (2) 四、生产工艺 (6) 五、催化剂研究 (9) 一、丙烯腈的性质和用途 丙烯腈在常温下是无色透明液体,味甜,微臭,沸点77.5℃,凝固点-83.3℃,闪点0℃,自燃点481℃。可溶于有机溶剂如丙酮、苯、四氯化碳、乙醚和乙醇中,与水部分互溶。丙烯腈剧毒,能灼伤皮肤,低浓度时刺激粘膜,长时间吸入其蒸气能引起恶心,呕吐、头晕、疲倦等。在空气中的爆炸极限为3.05%~17.5%(体积)。因此在生产、贮存和运输中,应采取严格的安全防护措施,工作场所内丙烯腈允许浓度为0.002mg/L。 丙烯腈能发生聚合反应,发生在丙烯腈的C=C 双键上,纯丙烯腈在光的作用下就能自行聚合,所以在成品丙烯腈中,通常要加入少量阻聚剂,如对苯二酚甲基醚(阻聚剂MEHQ)、对苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等。除自聚外,丙烯腈还能与苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、氯乙烯、丙烯酰胺等中的一种或几种发生共聚反应,由此可制得各种合成纤维、合成橡胶、塑料、涂料和粘合剂等。 丙烯腈是三大合成的重要单体,目前主要用它生产聚丙烯腈纤维(商品名叫“腈纶”)。其次用于生产ABS 树脂(丙烯腈—丁二烯—苯乙烯的共聚物),和合成橡胶(丙烯腈—丁二烯共聚物)。丙烯腈水解所得的丙烯酸是合成丙烯酸树脂的单体。丙烯腈电解加氢,偶联制得的己二腈,是生产尼龙—66 的原料。其主要用途如图1所示。

图1丙烯腈的主要用途 二、丙烯氨氧化制丙烯腈生产工艺原理 化学反应 主反应生成丙烯腈,是一个非均相反应;与此同时,在催化剂表面还发生一系列副反应。主反应:C3H6 + NH3 +1.5 O2 → CH2 =CHCN + 3 H2O △H = -512.5KJ/mol 副反应:①生成乙腈:C3H6 + 1.5NH3 + 1.5O2 → 1.5CH3CN + 3H2O △H = -522KJ/mol ②生成氢氰酸:C3H6 + 3NH3 + 3O2 → 3HCN + 6H2O △H = -941KJ/mol ③生成二氧化碳:C3H6 + 4.5O2 → 3CO2 +3 H2O △H = -1925KJ/mol ④生成一氧化碳:C3H6 + 3O2 → 3CO + 3H2O △H = -1925KJ/mol 上述副反应中,生成乙腈和氢氰酸是主要的,CO2、CO和H2O可以由丙烯直接氧化得到,也可以由丙烯腈、乙腈等再次氧化得到。反应过程也副产少量的丙烯醛、丙烯酸、乙醛、丙腈以及高聚物等,因此,工业生产条件下的丙烯氨氧过程十分复杂。为提高丙烯的转化率和丙烯腈的选择性,研究高性能催化剂是非常重要的。 三、工艺条件 1、催化剂 工业上用于丙烯氨氧化反应的催化剂主要有两大类,一类是复合酸的盐类(Mo系),如磷钼酸铋、磷钨酸铋等;另一类是重金属的氧化物或是几种金属氧化物的混合物(Sb系),例如

丙烯腈生产工艺

丙烯氨氧化(氧化偶联)制丙烯腈生产工艺把烯烃、芳烃、烷烃及其衍生物与空气(或氧气)、氨气混合通过催化剂制成腈类化合物的方法称为氨氧化法,按氧化反应的分类,这类反应亦称氧化偶联。有代表性的,已工业化的反应主要有下列几种: 研究表明,氨氧化制腈类用催化剂与烃类氧化制醛类用催化剂(如丙烯氧化制丙烯醛、间(对)二甲苯氧化制苯二甲醛等氧化催化剂)十分类似,氨氧化催化剂往往亦可用作醛类氧化催化剂,其原因是由于这两类反应通过类似的历程,形成相同的氧化中间物之故。上列反应中以丙烯氨氧化合成丙烯腈最为重要,下面即以此反应为例进行讨论。 丙烯腈是丙烯系列的重要产品。就世界范围而言,在丙烯系列产品中,它的产量仅次于聚丙烯,居第二位。 丙烯腈是生产有机高分子聚合物的重要单体,85%以上的丙烯腈 用来生产聚丙烯腈,由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯合成的ABS树脂,以及由丙烯腈和苯乙烯合成的SAN树脂,是重要的工程塑料。此外,丙烯腈也是重要的有机合成原料,由丙烯腈经催化水合可制得丙烯酰胺,由后者聚合制得的聚丙烯酰胺是三次采油的重要助剂。由丙烯腈经电解

加氢偶联(又称电解加氢二聚)可制得己二腈,再加氢可制得己二胺, 后者是生产尼龙-66的主要单体。由丙烯腈还可制得一系列精细化工产品,如谷氨酸钠、医药、农药薰蒸剂、高分子絮凝剂、化学灌浆剂、纤维改性剂、纸张增强剂、固化剂、密封胶、涂料和橡胶硫化促进剂等。 丙烯腈在常温下是无色透明液体,剧毒,味甜,微臭。沸点78.5℃,熔点-82.0℃,相对密度0.8006。丙烯腈在室内允许的浓度为0.002 mg/l,在空气中的爆炸极限为3.05%~17.5%(m)。因此,在生产、贮存和运输中,应采取严格的安全防护措施。丙烯腈分子中含有腈基和 C=C 不饱和双键,化学性质极为活泼,能发生聚合、加成、腈基和腈乙基化等反应,纯丙烯腈在光的作用下就能自行聚合,所以在成品丙烯腈中,通常要加入少量阻聚剂,如对苯二酚甲基醚(MEHQ)、对苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等。 1. 生产简史和生产方法评述 在生产丙烯腈的历史上,曾采用以下生产方法。 (1)以环氧乙烷为原料的氰乙醇法 环氧乙烷和氢氰酸在水和三甲胺的存在下反应得到氰乙醇,然后以碳酸镁为催化剂,于200~280℃脱水制得丙烯腈,收率约75%。

丙烯氨氧化制丙烯腈新工艺

S(ff 时 丙烯氨氧化法制丙烯膳 目录 一.丙烯睛的性质和用途 自燃点481^0可溶于有机溶剂如丙酗、苯、四氯化碳、乙醸和乙醇中,与水部分互溶0丙 烯睛剧壽,能灼伤皮肤,低浓度时刺激粘膜,长时间吸入如蒸气能引起恶心,呕叶、头皐、 疲倦等。在空气中的爆炸极限为3?05%"7?5% (体积)°因此在生产、贮存和运输中,应采 取严格的安全防护措施,工作场所内丙烯睛允许浓度为0.002mg/Lo 丙烯赭能发生聚合反应,发生在丙烯腊的UC 双键上,纯丙烯腊在光的作用下就能自行聚 合,所以在成品丙烯睛中,通常要加入少量阻聚剂,如对苯二酚甲基瞇(阻聚剂MEHQ )、对 苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等.除自聚外.丙烯睹还能与苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、 氯乙烯、丙烯酰胺等中的一种或几种发生共聚反应,由此可制得各种合成纤维、合成橡胶、 塑料、涂料和粘合剂等。 丙烯臍是三大合成的重要单体,目前主要用它生产聚丙烯睛纤维(商品坍叫“睹纶"h 其 次用于生产ABS 树脂(丙烯睹一丁二烯一苯乙烯的共聚物),和合成橡胶(丙烯睛一丁二烯共聚 物h 丙烯睛水解所得的丙烯酸是合成丙烯酸树脂的单体。丙烯睹电解加氢,偶联制得的己一、丙 1 烯 的 性 质 和 用 途 二、丙 烯氨 氧化 制丙 烯 腊生产工 艺原 理 2 三、工 艺 条 件 2 四、生 产 工 艺 6 五、催 化 剂 研 究 丙烯氨氧化法制丙烯睹 1 9 丙烯睹在常温下是无色透明液体,味甜, 微臭,沸点77.50凝固点-833X?,闪点0匸,

二睹,是生产尼龙一66的原料0其主要用途如图1所示。 图1丙烯睛的主耍用途 .丙烯氨氧化制丙烯睛生产工艺原理 化学反应 主反应生成丙烯睹,是一个非均柑反应;与此同时,在催化剂表而还发生一系列副反应。 主反应J C3H6 + NH3+1,5O2 — CH2 =CHCN + 3 H20 AH =-512.5KJ/mol 副反应:①生成乙腊:C3H6 + 1.5NH3 +1.502 — 1.5CH3CN + 3H2O AH =-522KJ/mol ②生成氢氣酸:C3H6 + 3NH3 + 3O2 3HCN + 6H2O AH =-941KJ/mol ③生成二氧化碳:C3H6 +4.502 f 3CO2 +3 H20 AH =-1925KJ/mol 上述副反应中,生成乙睛和氢氣酸是主要的,C02. CO 和H20UJ 以由丙烯直接氧化得到, 也可以由丙烯睹、乙脂等再次氧化得到。反应过程也副产少量的丙烯醛、丙烯酸、乙醛、丙 腊以及高聚物等,因此,工业生产条件下的丙烯氨氧过程十分复杂。为提奇丙烯的转化率和 丙烯脂的选择性,研究髙性能催化剂是非常重要的。 三、工艺条件 1、催化剂 工业上用于丙烯氨氧化反应的催化剂主要有两大类,一类是复合酸的盐类(Mo 系),如磷铝 ④生成一氧化碳:C3H6 + 3O2 3CO + 3H2O AH = -1925KJ/mol ABSffl 料 ABS W 脂 丁《乳胶 丙烯K 丙烯載树脂 皮革?纺织品 ftBK ■处理 剂 a 二 聚网纤维 5水剂] 尼龙66 ―氯化丙烯》 合成纤维

丙烯氨氧化制丙烯腈生产工艺防火通用版

安全管理编号:YTO-FS-PD828 丙烯氨氧化制丙烯腈生产工艺防火通 用版 In The Production, The Safety And Health Of Workers, The Production And Labor Process And The Various Measures T aken And All Activities Engaged In The Management, So That The Normal Production Activities. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards

丙烯氨氧化制丙烯腈生产工艺防火 通用版 使用提示:本安全管理文件可用于在生产中,对保障劳动者的安全健康和生产、劳动过程的正常进行而采取的各种措施和从事的一切活动实施管理,包含对生产、财物、环境的保护,最终使生产活动正常进行。文件下载后可定制修改,请根据实际需要进行调整和使用。 要丙烯腈生产工艺普遍采用丙燃氨氧化的方法。从原料气火灾爆炸性质、反应放热特点、副反应后果和潜在的着火源方面,对此生产工艺进行了火灾危险性分析,并提出了针对性的防火防爆措施和技术。 关键词丙烯腈氧化防火防爆 丙烯腈作为重要的化工原料被用于生产腈纶纤维、工程塑料和合成橡胶,是丙烯系列产品中第二大品种。目前,我国的丙烯腈生产工艺普遍采用丙烯氨氧化的方法。该方法具有原料来源广且价廉、易一步合成、生产成本低等优点,但生产过程潜在的火灾危险性较大,防火防爆工作十分重要。 1 工艺原理 1.1反应原理 ?H?+NH?+3/2O?=CH?=CH-CN+3H?O△H=- 515kj/mol 同时副产氢氰酸、乙腈、丙烯醛和二氧化碳。

丙烷氨氧化制丙烯腈工艺以及催化剂研究进展

丙烷氨氧化制丙烯腈工艺以及催化剂研究进展第8期 石油石化 1前言 丙烯腈是一种重要的有机化工原料,在合成纤维、合成树脂、合成橡胶等高分子材料领域有广泛的应用。丙烯腈聚合物与丙烯腈衍生物也有重要用途。近年来,随着丙烯腈下游产品丙烯腈纤维、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、苯乙烯塑料、丙烯酰胺、丁腈橡胶、丁腈乳胶、己二腈和己二胺等方面的发展,特别是下游精细化工新产品的不断开发与应用,世界丙烯腈的需求量不断增加。 1893年,法国人Moureu用化学脱水剂由丙烯酰胺和氟乙醇制取丙烯腈,但一直未得到工业应用。直到1930年,才开始工业生产。1940年,建立了以环氧乙烷和氢氰酸合成丙烯腈的工业生产装置。1952年,用乙炔代替了环氧乙烷,成本大大降低。1959年出现了丙烯氨氧化合成丙烯腈的方法,该法出现后,发展迅速。1960年,美国美孚石油公司第一个建成以丙烯、氨和空气为原料,用氨氧化法合成丙烯腈的化工厂。该工艺就是现今全球95%的丙烯腈装置都采用的Sohio法。 近年来,由于烯烃价格很高(是相应烷烃的3~6倍),而烷烃资源又极为丰富,因此用丙烷代替丙烯作原料来生产丙烯腈逐渐引起了人们的重视。 目前,一些大公司及科研院所正致力于丙烷直接氨氧化制丙烯腈催化反应工艺和催化体系的研究与开发。BP公司、日本三菱化学公司和旭化成公司已在不同地点建立了丙烷直接氨氧化法制丙烯腈的验证试验装置。日本旭化成公司已建成世界上首套丙烷原料丙烯腈生产线,这条生产线建立在该公司位于韩国蔚山的工厂Tongsuh石化公司。新装置利用现有的7万t/a的丙烯腈生产线进行改造,利用丙烷生产丙烯腈,已于2007年1月20日开始投入使用。2006年2月初,旭化成公司还与泰国PPT公司组建了投资为2亿美元的合资企业,将使旭化成公司开发的丙烷制丙烯腈技术推向工业化。两家公司将在泰国建设25万t/a丙烯腈装置,定于2009年投产。PPT公司将向该装置提供丙烷。 2丙烷氨氧化制丙烯腈工艺 目前,丙烷氨氧化制丙烯腈工艺有直接氨氧化工艺(一步法)和丙烷脱氢后再丙烯氨氧化工艺(两步法)。 2.1丙烷直接氨氧化工艺 丙烷直接氨氧化工艺是丙烷在催化剂作用下,同时发生丙烷氧化脱氢反应和丙烯氨氧化反应。反应式如下: CH3CH2CH3+NH3+2O2→CH2CHCN+4H2O 美国BP公司、日本三菱化学公司和旭化成公司所开发的都属于这种工艺。由于催化剂性能上的差异,BP-Amoco公司和日本三菱化学公司的工艺流程略有不同[1]。BP-Amoco工艺的氧化反应是在高浓度丙烷和氧不足的条件下进行,由于以氧 丙烷氨氧化制丙烯腈工艺以及催化剂研究进展 王凤荣尤丽梅张志翔 (石油化工研究院大庆化工研究中心,大庆163714) 摘要:由于原料丙烯的短缺以及对丙烯腈需求的不断增加,本文提出一种以丙烷为原料的丙烯腈生产路线,并主要介绍了丙烷氨氧化反应的两种工艺和几种有发展前景的催化剂,为丙烯腈生产提供了一条具有经济吸引力的新路线。 关键词:丙烷;丙烯;丙烯腈;氨氧化;催化剂 中图分类号:O623.761文献标识码:A文章编号:1672-8114(2008)08-0001-03 作者简介:王凤荣,女,37岁,工程师,主要从事天然气下游产品 开发。 *通讯联系人 ?1?

丙烯制备丙烯腈

一.建设意义 1.1丙烯腈的性质和用途 丙烯腈在常温下是无色透明液体,味甜,微臭,沸点77.5℃,凝固点-83.3℃,闪点0℃,自燃点481℃。可溶于有机溶剂如丙酮、苯、四氯化碳、乙醚和乙醇中,与水部分互溶,20℃时在水中的溶解度为7.3%(w),水在丙烯腈中的溶解度为3.1%(w)。其蒸气与空气形成爆炸混合物,爆炸极限为3.05~17.5%(v)。丙烯腈和水、苯、四氯化碳、甲醇、异丙醇等会形成二元共沸混合物,和水的共沸点为71℃,共沸物中丙烯腈的含量为88%(w),在有苯乙烯存在下,还能形成丙烯腈-苯乙烯-水三元共沸混合物。 丙烯腈剧毒,其毒性大约为氢氰酸毒性的十分之一,能灼伤皮肤,低浓度时刺激粘膜,长时间吸入其蒸气能引起恶心,呕吐、头晕、疲倦等,因此在生产、贮存和运输中,应采取严格的安全防护措施,工作场所内丙烯腈允许浓度为0.002mg/L。 丙烯腈分子中有双键(c=c)和氰基(CN)两种不饱和键,化学性质很活泼,能发生聚合、加成、水解、醇解等反应。 聚合反应发生在丙烯腈的C=C双键上,纯丙烯腈在光的作用下就能自行聚合,所以在成品丙烯腈中,通常要加入少量阻聚剂,如对苯二酚甲基醚(阻聚剂MEHQ)、对苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等。除自聚外,丙烯腈还能与苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、氯乙烯、丙烯酰胺等中的一种或几种发生共聚反应,由此可制得各种合成纤维、合成橡胶、塑料、涂料和粘合剂等。

丙烯腈是三大合成的重要单体,目前主要用它生产聚丙烯腈纤维(商品名叫“腈纶”)。其次用于生产ABS树脂(丙烯腈—丁二烯—苯乙烯的共聚物),和合成橡胶(丙烯腈—丁二烯共聚物)。丙烯腈水解所得的丙烯酸是合成丙烯酸树脂的单体。丙烯腈电解加氢,偶联制得的己二腈,是生产尼龙—66的原料。 1.2合成丙烯腈的意义 近年来随着丙烯腈下游产品腈纶纤维、ABS/AS、丙烯酰胺、丁腈橡胶、己二腈和乙二胺等方面的发展,特别是下游精细化工产品的不断开发与应用,世界的丙烯腈需求量也不断增加。世界丙烯腈主要消费地区是亚洲、欧洲和北美。亚洲是世界最大的丙烯腈消费地区,占全球总消费量的59%左右。欧洲地区丙烯腈消费量占20%左右,美洲地区丙烯腈消费量约占11%。 在近几年的世界丙烯腈消费结构调整中,腈纶所占比例由2002年的54.5%下降到2007年的43%,ABS及其它产品所占的比例有所增加,其中ABS由2002年的25%增加到2007年的34%。腈纶所占的比例近几年有所下降,但依然是丙烯腈的最大用户。亚洲是全球丙烯腈消费量最大地区,而中国则是亚洲地区最大的丙烯腈消费国。受经济复苏的影响,预计2008年~2012年全球丙烯腈需求年增长率约1.5%。 1.3 我国国内市场需求分析及预测 近年来我国丙烯腈表观消费量不断上升,,2001年为68万t,2008年上升至122.1万t,年均增长率为8.7%。我国丙烯腈的产量迅猛增加,产量由2001年的42万t增加到2008年的94.2万t,年均增长率达12.2%,但是国内丙烯腈产量一直不能满

丙烯腈生产现状及前景分析

丙烯腈生产现状及前景分析 摘要:丙烯腈是一种重要的有机化工原料,主要应用于合成树脂、合成纤维及合成橡胶的 生产。目前,国内十多家丙烯腈生产商基本采用丙烯氨氧化法来生产丙烯腈。近年,国内丙烯腈的产能和产量稳步增加。丙烯腈以其在ABS 合成树脂方面等的应用及我国未来一段时间ABS 的迅猛需求将有较好的市场前景。 关键词:三大合成材料原料 丙烯氨氧化法 产能 产量 ABS 前言:丙烯腈是丙烯的第二大下游产品。丙烯是源自石油、煤、天然气的重要基础有机化 工原料,全球丙烯的产能已超1亿吨/年,其中约60%用于生产聚丙烯,其余部分用于生产丙烯腈、环氧丙烷、丙烯酸、异丙苯/苯酚/丙酮、羰基合成醇等基本有机原料。而我国2012年的丙烯产能1800万吨/年,产量1500万吨,其中约75%用于生产聚丙烯,基于丙烯原料的有机化工产业明显低于全球平均水平。随着我国今后几年中丙烯产能的快速增长,加快除聚丙烯以外的丙烯化工的综合发展已成为我国烯烃化工可持续发展的一项重要课题。而丙烯腈是丙烯的第二大下游产品。认清丙烯腈的生产现状及发展前景对于开发丙烯下游产品具有重要的意义。 1.丙烯腈的介绍及应用 丙烯腈是丙烯的第二大下游产品。虽然世界各国消费构成不同,但是从总体上来说,世界上大约有61 %的丙烯腈用于生产腈纶纤维,年需求量以2 %~3 %的速率增长;ABS 是丙烯腈的第二大用户,因该产品具有高强度、耐热、耐光和耐溶剂性能好等特点,今后10 年其需求量将以4. 5 %的速度增长;丁腈橡胶应用比例大约占4 % ,年增长率在1 %以上,主要用在汽车行业上;近年来己二腈用量增多,年增长率为4 % ,主要用于生产乌洛托品;丙烯酰胺的需求量亦以年均2 %的速率增长,主要用于纸张、废水处理、矿石处理、油品回收、三次采油化学品等方面。丙烯腈在其它方面应用也较多,如生产碳纤维、水处理树脂、防腐剂、涂料等,需求量将以年均3 %的速率增长。见下图。国内丙烯腈主要应用于合成纤维、合成橡胶、合成树脂等领域,其中,腈纶约占丙烯腈总需求的40%,ABS 树脂占35%,其它占25%。 丁腈橡胶 皮革、纺织品 纸张、处理剂 丙烯酸树脂 ABS 塑料 ABS 树脂 丁腈乳胶 丙烯酸 AS 树脂 丙烯腈 丙烯酰胺 抗水剂 己二醇 聚丙烯腈纤维 a-氯化丙烯腈 尼龙66 合成羊毛 (腈纶) 合成纤维

人工神经网络辅助丙烷氨氧化工艺条件优化设计

化学反应工程与工艺990309 化学反应工程与工艺 Chemical Reaction Engineering Abd Technology 1999年 第15卷 第3期 Vo1.15 No.3 1999 人工神经网络辅助丙烷氨氧化工艺条件优化设计 张勤鑫, 江 涓, 吴肖群, 戴擎镰 摘 要 丙烷氨氧化制丙烯腈的催化剂中以VSbAlO X体系最有前景,本文在优化催化剂配方的基础上,利用基于BP算法的多层前向神经网络对其进行工艺条件的辅助优化设计。优化设计的结果是:丙烷转化率为85.2%,丙烯腈选择性69.2%,丙烯腈的单收达到58.9%。结果表明利用神经网络的良好性能来辅助催化剂设计是十分有效的方法. 关键词:丙烷; 氨氧化; 丙烯腈; 神经网络辅助设计 中图分类号: TQ018 文献标识码:A A NEURAL NETWORK AIDED TECHNIQUE FOR THE OPTIMIZATION OF THE REACTION CONDITIONS FOR PROPANE AMMOXIDATION TO ACRYLONITRILE ZHANG Qin-xin, JIANG Juan, WU Xiao-qun, DAI Qing-lian (Department of Chemical Egnineering,Zhejiang University, Hangzhou 310027, China ABSTRACT: In the paper, a neural network (NN) aided technique, in which the NN is a feed-forward net based on Back-propagation algorithm, was used to optimize the reaction conditions for propane ammoxidation to acrylonitrile with respect to the catalysts developed with optimizcd design technology. The results of optimization showed that the proposed technique was available to design catalysts for propane ammoxidation to acrylonitrile, the yield of acrylonitrile for the best catalyst was up to 58.9%. Keywords:neural network; propane; ammoxidation; acrylonitrile 1 前 言 丙烯腈作为重要的化工原料,目前工业上都是用丙烯法生产;随轻质烷烃氧化研究的深入,丙烷直接氨氧化制丙烯腈的研究与开发成为近十年来的热门课题之一,其开发研究问题实际上是催化剂的研究与开发问题,现已经有许多关于丙烷法的催化剂体系的专利文献报道,其中V-Sb-Al-O X是最有希望实现工业化的催化剂体系[1]。作者曾将BP模型应用于该催化剂体系助催化剂配方、主催化剂配方的辅助设计,结果表明利用神经网络(NN)的非线性映射逼近,再结合适当的调优法进行催化剂的辅助优化设计是一有效手段[2]。在工艺条件的优化设计中影响变量多,操作参数与催化剂性能间的关联也很难用精确的数学模型来描述,而基于BP算法的前向多层神经网络是一个高度非线性映射,可利用它来对这一复杂系统进行描述,得出操作参数与催化反应结果间的映射关系,从而避免了困难的数学建模过程;再由此映射关系来构造出优化目标函数,用适 file:///E|/qk/hxfygcygy/hxfy99/hxfy9903/990309.htm(第 1/8 页)2010-3-22 23:49:16

丙烯腈生产工艺及催化剂研究进展

丙烯腈生产工艺及催化剂研究进展 发表时间:2018-10-30T11:12:08.543Z 来源:《防护工程》2018年第15期作者:徐岩[导读] 有着较为广泛的发展前景。丙烯腈具有较大的经济效益,合理制定生产工艺,对于促进我国化工企业发展以及实现社会主义市场经济建设有着积极推动作用。因此,本文对丙烯腈生产工艺及催化剂研究进展进行分析探讨。 徐岩 大庆石化化工二厂黑龙江省大庆市 163714摘要:丙烯腈在现代化化工企业应用较为广泛,尤其是在合成纤维、树脂等高分子材料领域中,占据着十分重要的地位。除此之外,丙烯腈聚合物以及相应的衍生物在建材以及日用品应用中,有着较为广泛的发展前景。丙烯腈具有较大的经济效益,合理制定生产工艺,对于促进我国化工企业发展以及实现社会主义市场经济建设有着积极推动作用。因此,本文对丙烯腈生产工艺及催化剂研究进展进行分析 探讨。 关键词:丙烯腈;生产工艺;催化剂;研究进展丙烯腈(氰化乙烯,AN),作为一种重要的石油化工产品,能够用于生产合成纤维腈纶、热塑性合成树脂、合成橡胶、丙烯酰胺等产品。随产品需求不断增大,丙烯腈装置的扩能改造,由于反应器压力升高和催化剂负荷不足等因素影响,对催化剂性能要求更高,因此,催化剂的评价结果将直接影响到催化剂工业应用的成败。目前有十余种生产工艺用于生产丙烯腈,如环氧乙烷法、乙炔法、丙烯氨氧化法和正在开发的丙烷氨氧化法等。其中,丙烯氨氧化法是以丙烯、氨气和空气中的氧气为原料,副产物为氢氰酸、乙腈、丙烯醛、CO2和CO 等。该方法原料廉价易得,对原料纯度要求不高,工艺流程简单,操作稳定,易于得到精制的高质量产品,该方法是当代全球各国生产丙烯腈最先进的方法,工艺中的核心技术在于催化剂性能――催化剂的选择性(副产物生成量较少,深度氧化产物收率较低)、活性(丙烯腈收率、丙烯腈选择性、丙烯转化率)和寿命,对于生产装置的总投资和操作费用具有重大的意义,使用中,主要活性组分钼(Mo)的流失,催化剂结构变化或积炭等原因,导致催化性能下降。催化剂效能是丙烯腈合成的关键,随着丙烯腈合成行业的发展,考虑经济效益的同时也要关注环境保护和扩能降耗,开发难度越来越大。 1丙烯腈主要生产方法丙烯腈生产方法主要有:氯乙醇-氰化钠法、乙炔法、丙烯氨氧化法、丙烷氨氧化法。前两种方法不仅生产原料毒性大,而且生产成本也高于后者。丙烯氨氧化法具有原料便宜易得,生产成本低,生产工艺简单等优点,所以成为国内外丙烯腈生产的主要方法。下面本文主要对丙烷氨氧化法进行分析。 丙烷氨氧化法是近几年开发的新技术,BP、旭化成公司已经完成中试阶段,旭化成公司已经工业化。所研制出的氨氧化催化剂活性组分为V-Sb-W-复合催化剂,50%载体为SiO2-Al2O3,反应温度500℃,压力103kPa,原料配比为丙烷∶氨∶氧∶氮∶水=1∶2∶2∶7∶3。 丙烷氨氧化法工艺分为2种,其一是丙烷在稳定催化剂作用下,同时进行丙烷的氧化脱氢和丙烯氨氧化反应,这种丙烷直接氨氧化合成丙烯腈的工艺被称之为丙烷一段直接氨氧化工艺;其二是丙烷经氧化脱氢后生成丙烯,尔后以常规的丙烯氨氧化工艺生产丙烯腈,称之为丙烷两段氨氧化工艺。 世界丙烯腈生产能力中,丙烯氨氧化工艺占绝对优势。但丙烷与丙烯之间存在着巨大的价格差,而且丙烷资源丰富,从而使以BPsohio、三菱化成公司(MCC)为代表的一些公司纷纷研究用丙烷作原料生产丙烯腈的工艺。 20世纪90年代初,BP公司开发出了丙烷氨氧化一步法新工艺,它是在特定的催化剂下,以纯氧为氧化剂,同时进行丙烷氧化脱氢和丙烯氨反应。该工艺采用了一种新开发的催化剂,它对丙烯腈的选择性相当高,而对副产物丙烯酸的选择性较低,它既适用于以氧气为氧化剂的低丙烷转化工艺,又适合以空气为氧化剂的工艺。该工艺比传统丙烯法生产成本降低20%,而且丙烯酸之类的副产物少,产出更多的高价值产品乙腈和氢氰酸。 与此同时,日本三菱化学(MCC)和BritishOxygen也开发成功了独特的循环工艺,它主要是丙烷氧化脱氢后生成丙烯,然后再以常规氨氧化法生产丙烯腈。其特点是采用选择性烃吸附分离体系的循环工艺,可将循环物流中的惰性气体和碳氧化物选择性地除去,原料丙烷和丙烯可全部被回收。循环的优势在于可以在低反应单程转化率的情况下提高产物选择性和总体收率,而且大幅减少了O2的生成量,使生产成本降低约10%,原材料费用降低约20%,从而解决了低转化率带来的原料浪费问题,为丙烷制丙烯腈工艺的工业化打下了基础。 在MCC的另一篇专利中还公开了该公司开发的低丙烷转化循环工艺,它是一种高选择性低丙烷转化率的工艺,更适合于带回收系统的装置,而且还使用了该公司开发的新催化剂,其选择性高于BP工艺,可联产丙烯腈和丙烯酸。 2丙烯腈生产用催化剂研究进展 2.1钒-铝氮氧化物催化剂 钒-铝氮氧化物一直作为丙二腈和苯甲醛缩聚反应的催化剂,21世纪初,在丙烷氨氧化制丙烯腈中得到应用。研究发现,此类催化剂上丙烯腈选择性较高,催化剂活性也较好,钒-铝氮氧化物催化剂参与丙烷氨氧化的反应产物只有丙烯腈、COx和乙腈,而不存在HCN、丙烯、NO、N2以及其他含氧有机物,即使在氧气过量条件下,也不会产生上述类型副产物。相比于Mo-V-O和V-Sb-O等催化剂,钒-铝氮氧化物堪称环境友好型催化剂。尽管现阶段丙烷在钒-铝氮氧化物催化下只有近30%的丙烯腈收率,但钒-铝氮氧化物催化剂生产负荷高的特点有利于提高工业装置产能,这是其他催化剂不可比拟的。 2.2分子筛类催化剂 丙烷氨氧化制丙烯腈反应中,使用分子筛作为催化剂是近年来开始出现的研究方向。AbdHamid等将Ga/H-ZSM-5分子筛用作丙烷氨氧化制丙烯腈反应,只得到11.4%的丙烯腈收率,COx选择性为51%,产物中含有较多的异丁烯和异丁烷等碳四类副产物。 BulánekR等对适用于丙烷氨氧化反应的分子筛类型进行研究,以含钴的分子筛为催化剂催化丙烷进行氨氧化,反应产物只有丙烯和乙腈,未检测到丙烯腈。原因可能为形成的丙烯中间体会优先与NH3反应,生成碳一类化合物和乙腈而非目标产物丙烯腈。分子筛虽然对丙烷具有催化作用,但不同类型分子筛催化丙烷的反应过程和产物差别较大。 3丙烯腈氨氧化发展趋势

丙烯氨氧化制丙烯腈生产工艺防火

编订:__________________ 审核:__________________ 单位:__________________ 丙烯氨氧化制丙烯腈生产 工艺防火 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号:KG-AO-3106-76 丙烯氨氧化制丙烯腈生产工艺防火 使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行 具体的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或 活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 要丙烯腈生产工艺普遍采用丙燃氨氧化的方法。从原料气火灾爆炸性质、反应放热特点、副反应后果和潜在的着火源方面,对此生产工艺进行了火灾危险性分析,并提出了针对性的防火防爆措施和技术。 关键词丙烯腈氧化防火防爆 丙烯腈作为重要的化工原料被用于生产腈纶纤维、工程塑料和合成橡胶,是丙烯系列产品中第二大品种。目前,我国的丙烯腈生产工艺普遍采用丙烯氨氧化的方法。该方法具有原料来源广且价廉、易一步合成、生产成本低等优点,但生产过程潜在的火灾危险性较大,防火防爆工作十分重要。 1 工艺原理 1.1反应原理 ?H?+NH?+3/2O?=CH?=CH-CN+3H?O△H=-

515kj/mol 同时副产氢氰酸、乙腈、丙烯醛和二氧化碳。 1.2 工艺流程及设备 丙烯氨氧化生产丙烯腈的工艺过程可简单表示如下(参见附图): 整个生产过程分为合成工序和精制工序。在合成工序,反应原料由底部进入反应器前,液体丙烯和氨经蒸发、空气经压缩,预先加热后进入混合器;然后,进入反应温度与压力分别为440℃和0.065MPa的反应器,在催化剂作用下进行反应;生成的气体经废热锅炉回收热量后,进入氨中和塔除氨。除氨后的气体经冷却进入吸收塔用水吸收得到丙烯腈、氢氰酸、乙腈等混合物。精制工序则将合成工序送来的水吸收液经脱除乙腈和氢氰酸后,送入精馏塔精制得丙烯腈产品。 主要生产工艺设备是原料混合器、氧化反应器和轻组分塔。氧化反应器一般为流化床式的反应塔,有锥体、浓相段和稀相段三部分。浓相段是丙烯氨氧化合成的部位;稀相段主要用于回收催化剂。轻组分塔

丙烯腈

2012.03现代化工第32卷第三期 齐鲁石化公司丙烯腈装置,原设计2.5万吨/a,与1992.5年投产,工艺采用美国BP公司的丙烯氨氧化法专利技术,199年3月利用国产化技术成功为改造到4万吨/a,国内其它企业也采用采用此技术进行了扩能改造。 为了解决内部原料短缺问题,同时增加该套装置的技术内涵,降低能耗、物耗和产品成本提高经济效益进行第二次改造。装置有4万吨/a增加到8万吨/a. 丙烯腈装置改造采用上海石油化工研究院的工艺包,山东齐鲁石化工程有限公司设计,总体投资22297.54万元,税后。2011.04.15改造,2.11.06.11开车调整。72h小时考核完全达标。各项指标达到同类装置领先水平。 技术改造的方案及原则: 1.1.1技术来源:中石化集团的丙烯腈技术。 1..12采用的新技术“ ⑴.采用SANC-08新型催化剂。 ⑵.采用提高丙烯腈精制回收技术。 ⑶反应器散热水管采用象限布置 ⑷采用新型PV-E型旋风分离技术。 ⑸采用新型气液分离技术 ⑹采用新型高效导向组合浮阀塔盘技术。

弹性体杂志2011.08.25 丙烯腈是合成纤维、合成橡胶、合成树脂的重要单体。由丙烯腈制得的聚丙腈纤维,即腈纶,性能似羊毛。丙烯腈与丁二烯共聚制得丁腈橡胶,具有耐油、耐寒、耐磨和电绝缘性能。丙烯腈与丁二烯、苯乙烯共聚制得ABS树脂,具有质轻、耐寒、抗冲击等。丙烯腈水解加氢偶联制得己二腈,由己二腈加氢可制得尼龙66的原料己二胺。 1940年前生产方法: 1.氢氰酸与环氧乙烷法 2.氢氰酸与乙炔:乙炔和氢氰酸在氯化亚铜-氯化钾-氯化钠稀盐酸溶液的催化 作用下在80-90℃反应得丙烯腈此法生产过程简单,收率良好,以氢氰酸计可达97%。但副反应多,产物精制较难,毒性也大,且原料乙炔价格高于丙烯,在技术和经济上落后于丙烯氨氧化法。1960年以前,该法是世界各国生产丙烯腈的主要方法。 3.丙烯氨氧化法1960年美国sohio 公司(现在书BP公司)开创了丙烯氨氧化法(sohio法)该法经过多年的发展以日臻完善,且世界各国都在此基础上进行了优化、改进,出现了改良的工艺。 由于丙烯资源的短缺,致使BP公司、旭化成、三菱公司、BOC、日东、BASF 等公司致力于以丙烷为原料的工艺路线的开发。目前开发三种工艺路线。 ①.丙烯直接氨氧化法。 ②.丙烷直接氨氧化法(一步法) ③.丙烷脱氢后在丙烯氨氧化法(两步法) 丙烯氨氧化法: 2.1丙烯直接氨氧化法 2.1.1技术现状丙烯直接氨氧化工艺以Sohio工艺最为典型。该工艺以化学级 丙烯(丙烯质量分数不低于93% )和肥料级氨及空气按物质的量比 1.0(1.15-1.25):(9.3-10)送人流化床催化反应器中。催化剂采用二氧化硅负载的磷钼酸铋。反应温度为430-445℃,压力为0.O3~O.10 MPa,接触时间为5-10 s。反应急剧放热,通过U管换热器除去反应热并产生蒸汽,蒸汽作为空压机和冰机汽轮机驱动力。在生成丙烯腈的同时,还副产氢氰酸、乙腈等。Sohio 丙烯氨氧化法的典型工艺流程是:反应产物从反应器顶部出来后进人中和塔,用硫酸和硫酸铵溶液洗涤产物中未反应掉的氨;产物从中和塔顶出来后进入

丙烷氨氧化制备丙烯腈催化剂的研究

丙烷氨氧化制备丙烯腈催化剂的研究 由于石油价格居高不下,以低碳烷烃替代低碳烯烃生产化工产品受到人们广泛关注,其中丙烷替代丙烯进行氨氧化反应生成丙烯腈被认为最有可能实现工业化的技术之一,实现该技术工业化的核心是开发高性能的催化剂,提高丙烯腈收率,当前研究的重点集中在Sb-V和Mo-V混合氧化物催化剂体系。本文以上述两种混合氧化物为研究对象,通过添加助剂逐步提高丙烯腈的收率,同时研究助剂和制备条件对催化剂结构和性能的影响,为丙烷氨氧化催化剂设计、制备和参数优化提供指导。 取得的主要研究成果如下。1、研究了组成对Sb-V混合氧化物催化剂性能的影响。 结果表明,当SbN原子比小于3时,丙烷的转化率增加,但丙烯腈的选择性明显降低,深度氧化产物COx增多;当Sb/V原子比大于3时,催化剂保持了较好的丙烯腈选择性,但丙烷的转化率降低;当Sb/V原子比等于3时,催化剂具有较好的丙烯腈收率,主要存在金红石结构的SbVO4和α-Sb2O4,其中SbVO4是催化剂关键活性相,反应前后Sb和V的价态几乎没有变化。在催化剂中Sb/V原子比低于或高于3的催化剂中,除了上述物相外,还出现了V2O5或增多的α-Sb2O4。 2、研究了在VSb3混合氧化物制备过程中添加草酸和Al、W、Mo助剂对催化剂性能的影响。结果表明,制备过程中添加草酸,有利于V保持低价态,促进活性相SbVO4的形成;添加的A1以氧化铝存在,起着载体的作用,对活性相起到分散作用,提高了催化剂性能;W的添加促进了活性相金红石结构的Sb(W, V)O4的生成,进一步提高了丙烯腈的收率;继续添加Mo反而使丙烯腈的收率下降。 研究表明,在制备过程中添加草酸和A1、W助剂,增加了催化剂表面非化学计

丙烯氨氧化制丙烯腈新工艺复习过程

丙烯氨氧化制丙烯腈 新工艺

丙烯氨氧化法制丙烯腈 目录 丙烯氨氧化法制丙烯腈 (2) 一、丙烯腈的性质和用途 2 二、丙烯氨氧化制丙烯腈生产工艺原理 3 三、工艺条件 4 四、生产工艺 9 五、催化剂研究 13 一、丙烯腈的性质和用途 丙烯腈在常温下是无色透明液体,味甜,微臭,沸点77.5℃,凝固点-83.3℃,闪点0℃,自燃点481℃。可溶于有机溶剂如丙酮、苯、四氯化碳、乙醚和乙醇中,与水部分互溶。丙烯腈剧毒,能灼伤皮肤,低浓度时刺激粘膜,长时间吸入其蒸气能引起恶心,呕吐、头晕、疲倦等。在空气中的爆炸极限为3.05%~17.5%(体积)。因此在生产、贮存和运输中,应采取严格的安全防护措施,工作场所内丙烯腈允许浓度为0.002mg/L。 丙烯腈能发生聚合反应,发生在丙烯腈的C=C 双键上,纯丙烯腈在光的作用下就能自行聚合,所以在成品丙烯腈中,通常要加入少量阻聚剂,如对苯二酚甲基醚(阻聚剂MEHQ)、对苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等。除自聚外,丙烯腈还能与苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、氯乙烯、丙烯酰胺等中的一种或几种

发生共聚反应,由此可制得各种合成纤维、合成橡胶、塑料、涂料和粘合剂等。 丙烯腈是三大合成的重要单体,目前主要用它生产聚丙烯腈纤维(商品名叫“腈纶”)。其次用于生产ABS 树脂(丙烯腈—丁二烯—苯乙烯的共聚物),和合成橡胶(丙烯腈—丁二烯共聚物)。丙烯腈水解所得的丙烯酸是合成丙烯酸树脂的单体。丙烯腈电解加氢,偶联制得的己二腈,是生产尼龙—66 的原料。其主要用途如图 1所示。 图 1丙烯腈的主要用途 二、丙烯氨氧化制丙烯腈生产工艺原理 化学反应 主反应生成丙烯腈,是一个非均相反应;与此同时,在催化剂表面还发生一系列副反应。 主反应:C3H6 + NH3 +1.5 O2 → CH2 =CHCN + 3 H2O △H = -512.5KJ/mol 副反应:①生成乙腈:C3H6 + 1.5NH3 + 1.5O2 → 1.5CH3CN + 3H2O △H = -522KJ/mol ②生成氢氰酸:C3H6 + 3NH3 + 3O2 → 3HCN + 6H2O △H = -941KJ/mol

相关文档
最新文档