【精品】丙烯腈生产工艺
丙烯腈的合成工艺
丙烯腈的合成工艺丙烯腈是一种有机化合物，化学式为C3H3N，属于腈类化合物。
它是一种无色液体，有刺激性气味。
丙烯腈主要用于合成合成纤维聚丙烯腈（PAN）等重要的化学原料。
那么，丙烯腈的合成工艺主要有以下几种方法：1. 丙烯腈的合成方法之一是通过丙烯与氨气在催化剂的作用下反应。
这种方法通常采用贵金属催化剂，如铑、钯、铂等。
反应的条件一般在高温高压下进行，以提高反应速度和收率。
反应的化学方程式如下：CH2=CHCN + NH3 →NCCH2CH=CH22. 另一种合成丙烯腈的方法是通过丙烯醇与氨气在高温下反应。
这种方法也需要催化剂的作用，一般采用铜、锌等金属作为催化剂。
反应的条件有一定的要求，一般需要在400-600的高温下进行。
反应的化学方程式如下：CH2=CHOH + NH3 →NCCH2CH=CH2 + H2O3. 还有一种合成丙烯腈的方法是通过异氰酸酯与丙烯在溶剂中反应得到。
这种方法是通过亲核取代反应进行，一般在碱性催化剂的作用下进行。
反应的条件相对较温和，容易控制。
反应的化学方程式如下：R-NCO + CH2=CH2 →R-NH-CO-CH=CH24. 在工业生产中，还有一种常用的合成丙烯腈的方法是通过丙烯与氰化氢在催化剂的作用下反应。
催化剂通常采用有机碱金属化合物，如吡啶、三乙胺等。
反应的条件一般在高温高压下进行。
反应的化学方程式如下：CH2=CH2 + HCN →NCCH2CH=CH2以上是丙烯腈的几种常用合成方法，每种方法都有其适用的场合和条件，需要根据具体情况选择合适的方法。
在工业上，一般采用丙烯与氨气在催化剂的作用下反应的方法进行生产，因为该方法的原料易得，反应收率较高。
同时，需要注意的是，在合成丙烯腈的过程中，需要注意安全性和环保性的考虑，选择合适的催化剂和适当的反应条件，以降低对环境的负面影响。
丙烯腈生产工艺
丙烯腈生产工艺丙烯腈是一种重要的有机化工原料，广泛应用于合成纤维、合成橡胶、合成树脂等行业。
本文将介绍丙烯腈的生产工艺。
一、丙烯腈的原料丙烯腈的主要原料是丙烯。
在工业生产中，丙烯通常是通过石油或天然气的裂解产生的。
通过裂解，可以将石油或天然气中的烃类分解成较小的分子，其中包括丙烯。
丙烯是一种无色气体，具有刺激性气味。
二、丙烯腈的生产工艺1. 丙烯腈的生产一般采用气相氰化法。
首先，将丙烯与氨气在催化剂的作用下进行反应，生成丙烯腈。
催化剂通常是钴、镍等金属的化合物。
这种反应需要在高温和高压的条件下进行，一般在200至300℃、5至20 MPa的条件下进行。
2. 在气相氰化反应之前，还需要对丙烯进行纯化处理。
这是因为丙烯中可能含有杂质，如水、氧、硫等。
这些杂质可能会影响氰化反应的效果和催化剂的寿命。
纯化处理一般采用的方法有吸附剂吸附、冷凝、蒸馏等。
3. 气相氰化反应后，得到的气体混合物中含有丙烯腈、氢氰酸、丙烯和其他杂质。
为了分离丙烯腈，一般采用精馏和吸收的方法。
首先，通过精馏将丙烯腈从氢氰酸和丙烯中分离出来。
然后，再通过吸收剂吸收残余的氢氰酸和丙烯，从而得到纯度较高的丙烯腈。
4. 在生产过程中，还需要对废气进行处理。
废气中可能含有一些有害物质，如氰化物和氰酸盐。
这些物质对环境有一定的危害。
因此，需要采用适当的方法进行废气处理，如吸收、洗涤、焚烧等。
三、丙烯腈的应用丙烯腈作为一种重要的有机化工原料，广泛应用于合成纤维、合成橡胶、合成树脂等行业。
其中，合成纤维是丙烯腈最主要的应用领域之一。
丙烯腈可以与其他单体进行共聚反应，生成合成纤维的原料。
合成纤维具有良好的强度、耐磨性、耐高温性等特点，被广泛应用于纺织、服装、汽车等领域。
丙烯腈还可以用于合成橡胶和合成树脂。
合成橡胶是一种具有优异弹性和耐磨性的材料，被广泛应用于汽车轮胎、橡胶制品等领域。
合成树脂是一种具有优异绝缘性能和化学稳定性的材料，被广泛应用于涂料、粘合剂、塑料等领域。
丙烯腈技术总结报告范文(3篇)
第1篇一、引言丙烯腈（Acrylonitrile，简称ACN）是一种重要的有机化工原料，广泛应用于合成橡胶、纤维、塑料以及医药、农药等领域。
随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，丙烯腈的需求量逐年增加。
然而，丙烯腈生产过程中产生的废水对环境造成了严重污染，因此，丙烯腈技术的研发与废水处理技术的研究具有重要的现实意义。
二、丙烯腈生产工艺目前，丙烯腈的生产工艺主要有两种：丙烯氨氧化法和氧氯化法。
1. 丙烯氨氧化法丙烯氨氧化法是目前世界上应用最广泛的丙烯腈生产工艺。
该工艺以丙烯和氨为原料，在催化剂的作用下，通过氧化反应生成丙烯腈。
该工艺具有工艺简单、成本低、产品纯度高等优点。
2. 氧氯化法氧氯化法是一种较为先进的丙烯腈生产工艺，该工艺以丙烯和氯气为原料，在催化剂的作用下，通过氧化反应生成丙烯腈。
该工艺具有产品纯度高、环保性能好等优点，但成本较高。
三、丙烯腈废水处理技术丙烯腈生产过程中产生的废水主要含有丙烯腈、氢氰酸、乙腈等有害物质，对环境造成严重污染。
以下是对几种丙烯腈废水处理技术的总结：1. 生物处理法生物处理法是丙烯腈废水处理的主要方法之一。
该方法利用微生物的代谢作用，将废水中的有机污染物转化为无害物质。
常见的生物处理方法有活性污泥法、生物膜法等。
2. 化学处理法化学处理法是利用化学反应将废水中的污染物转化为无害物质。
常见的化学处理方法有中和法、氧化还原法、沉淀法等。
3. 物理处理法物理处理法是利用物理方法将废水中的污染物分离出来。
常见的物理处理方法有过滤、离心、气浮等。
4. 高级氧化法高级氧化法是一种新型废水处理技术，该技术利用强氧化剂（如臭氧、过氧化氢等）对废水中的污染物进行氧化分解。
该技术具有氧化能力强、处理效果好等优点。
四、丙烯腈工艺废水四效蒸发技术四效蒸发技术是一种节能、高效、环保的丙烯腈废水处理技术。
该技术利用蒸发系统自身产生的二次蒸汽作为能源，减少了对外部能源的需求，从而降低能耗，提高经济性。
丙烯腈的生产工艺流程及作用
丙烯腈的生产工艺流程及作用丙烯腈(AN)是一种无色的有刺激性气味液体，是合成纤维，合成橡胶和合成树脂的重要单体，并且能和多种化合物质反应生成多种工业上需要的重要化工有机原料。
丙烯腈的作用丙烯腈与丁二烯共聚可制得丁腈橡胶，具有良好的耐油性，耐寒性，耐磨性，和电绝缘性能，并且在大多数化学溶剂，阳光和热作用下，性能比较稳定。
丙烯腈与丁二烯、苯乙烯共聚制得ABS树脂，具有质轻、耐寒、抗冲击性能较好等优点。
丙烯腈水解可制得丙烯酰胺和丙烯酸及其酯类，它们是重要的有机化工原料。
丙烯腈还可电解加氢偶联制得己二腈，由己二腈加氢又可制得己二胺，己二胺是尼龙66原料。
可制造抗水剂和胶粘剂等，也用于其他有机合成和医药工业中，并用作谷类熏蒸剂等。
丙烯腈也是一种非质子型极性溶剂、作为油田泥浆助剂PAC142原料。
合成橡胶和合成树脂的重要单体，也是杀虫剂虫满腈的中间体。
丙烯腈的生产工艺1、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%。
此法生产的丙烯腈纯度较高，但氢氰酸毒性大，成本也较高。
2、乙炔法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、丙烯氨氧化法以丙烯、氨、空气和水为原料，按其一定量配比进入沸腾床或固定床反应器，在以硅胶作载体的磷钼铋系或锑铁系催化剂作用下，在400-500℃温度和常压下，生成丙烯腈。
然后经中和塔用稀硫酸除去未反应的氨，再经吸收塔用水吸收丙烯腈等气体，形成水溶液，使该水溶液经萃取塔分离乙腈，在脱氢氰酸塔除去氢氰酸，经脱水、精馏而得丙烯腈产品，其单程收率可达75%，副产品有乙腈、氢氰酸和硫酸铵。
年产95万吨丙烯腈合成工段工艺设计
丙烯腈是一种有机化工原料，广泛应用于合成纤维、合成橡胶和合成树脂等领域。
下面将针对年产9.5万吨丙烯腈合成工段的工艺设计进行详细阐述。
1.原料准备：丙烯腈的主要原料是丙烯和氨气。
丙烯是通过石化原料气体分离和加氢裂化手段得到的。
氨气则通过空气经过氮气分离和加氢裂化来获取。
在原料准备过程中，需要确保原料的纯度和供应稳定性，以保证后续反应的顺利进行。
2.中间产物分离和纯化：在丙烯腈合成过程中，会产生一些中间产物，如丙烯碱和丙烯酰胺。
这些中间产物需要通过分离和纯化的方式得到目标产品丙烯腈。
其中，丙烯碱可通过碳酸钠溶液中和法得到高纯度的丙烯酰胺，最终通过脱水反应得到丙烯腈。
这个步骤需要注意反应条件和中间产物的处理方法，以保证目标产品的质量。
3.反应器设计：反应器是合成丙烯腈的关键设备，它需要满足高温高压条件下的稳定运行，并具有良好的传热和传质性能。
合理的反应器设计可以改善反应效率和产品质量，并降低工艺成本。
常用的反应器类型包括管式反应器、搅拌反应器和固定床反应器。
根据年产9.5万吨的规模，通常会选择固定床反应器。
同时，需要注意反应器的保温和冷却措施，并配置适当的搅拌装置，以维持反应体系的均匀性。
4.反应条件优化：反应条件是影响丙烯腈合成效果的重要因素之一、温度、压力和催化剂浓度等参数的选择对于反应速率和产率有着显著影响。
适宜的温度范围通常在200-300℃之间，压力范围在10-30MPa之间。
同时，添加适量的催化剂如铜盐和酸性催化剂可以促进丙烯腈的选择性生产。
5.产物分离和后续处理：在反应结束后，需要对反应混合物进行分离和后续处理。
一般采用析出结晶、蒸馏和萃取等方式对丙烯腈进行纯化，以得到高纯度的目标产品。
此外，需要对废水和废气进行处理，以符合环保要求。
总结：。
国内外丙烯腈生产工艺技术
国内外丙烯腈生产工艺技术丙烯腈（Acrylonitrile，简称ACN）是一种重要的有机化工原料，被广泛应用于合成纤维、橡胶、塑料、染料、涂料等行业。
丙烯腈的生产工艺技术在国内外都有不同的发展。
本文将针对国内外的丙烯腈生产工艺技术进行对比分析。
国内丙烯腈生产工艺技术主要以丙烯为原料，经过氧化、脱水、氰化等步骤得到丙烯腈。
其中，氧化反应是丙烯腈生产的关键步骤，国内通常采用丙烯-氨－氧混合作为氧化剂，再通过催化剂的作用，使丙烯转化为丙烯醛，然后再氰化得到丙烯腈。
这种工艺技术成熟、稳定，可以实现大规模生产。
但是由于氮气消耗较大，造成能耗高，成本较高。
国外丙烯腈生产工艺技术主要以聚合物合成为主。
其中，一种重要的工艺技术是SOHIO工艺，即丙烯聚合制备丙烯腈。
这种工艺技术通过高温和高压下的丙烯聚合反应，使丙烯分子链相互交联，形成分子量较大的聚合物。
然后再通过脱氢反应使聚合物中的氢气被脱除，得到丙烯腈。
这种工艺技术具有能耗低、成本较低、无废气排放等优势，被广泛应用于国外。
除了以上两种主要工艺技术，还有其他一些工艺技术在丙烯腈生产中也有应用。
比如喷雾聚合工艺技术，通过将丙烯与氯化氨溶液混合后，在高温高压条件下喷雾聚合反应，使丙烯与氯化氨快速反应生成丙烯腈。
这种工艺技术具有反应速度快、能耗低、废气排放少等优点。
总的来说，国内外丙烯腈生产工艺技术存在一定的差异。
国内主要以氧化反应为主，成熟稳定但能耗较高；而国外主要以聚合制备为主，能耗低、成本较低。
此外，还有其他一些工艺技术也被应用于丙烯腈生产中。
随着技术的不断进步和创新，丙烯腈生产工艺技术将会不断提升，实现更高效、低能耗、低成本的生产。
丙烯腈精制工艺流程
丙烯腈精制工艺流程丙烯腈是一种重要的有机化工原料，广泛用于合成合成纺织品、合成橡胶以及其他化学产品。
为了达到工业生产需要，需要对丙烯腈进行精制，提高其纯度和质量。
以下是丙烯腈精制的工艺流程。
第一步：原料准备丙烯腈精制的原料主要是含有丙烯腈的混合物。
混合物通常包含杂质和其他有机化合物。
在精制过程中，需要去除这些杂质以及降低其他有机化合物的含量。
为了方便处理，混合物一般首先被蒸馏分馏。
第二步：蒸馏混合物经过蒸馏分馏，可以将丙烯腈与其他有机化合物分离。
在蒸馏过程中，通过控制温度和压力，使丙烯腈受到蒸馏的影响，而其他有机化合物则留在底部。
通过连续分馏，可以使丙烯腈的纯度逐渐提高。
第三步：催化剂的添加为了进一步提高丙烯腈的纯度，可以向粗丙烯腈中添加合适的催化剂。
催化剂可以加速反应速率，提高反应效率，并促使杂质的分解和去除。
第四步：反应器反应粗丙烯腈与催化剂在反应器中进行反应。
反应温度和压力是关键的操作参数，需要根据具体的工艺要求进行调整。
在反应过程中，杂质会被进一步分解和转化，丙烯腈的纯度逐渐提高。
第五步：分离反应结束后，需要对反应物进行分离。
分离过程通常包括蒸馏、萃取、结晶等步骤，以便将目标化合物从反应混合物中分离出来。
第六步：精炼精炼是精制过程中的最后一步，旨在提高丙烯腈的纯度和质量。
可以采用各种技术，如溶剂萃取、活性炭吸附、冷冻结晶等方法，将残余杂质和有机化合物去除，使丙烯腈的纯度达到工业要求。
通过以上工艺流程，可以有效地精制丙烯腈，提高其纯度和质量。
这些精制丙烯腈可以用于合成各种化学产品，满足市场的需求。
同时，工艺流程中需要保证操作条件的稳定性和安全性，以确保工艺的高效运行。
丙烯腈工艺流程
丙烯腈工艺流程丙烯腈是一种重要的有机化工原料，广泛应用于合成纤维、塑料、橡胶、树脂等行业。
下面将以丙烯腈的工艺流程为例，介绍其生产过程。
首先，丙烯腈的原料是丙烯和氨气。
丙烯是通过石油炼制过程中的裂解反应获得的一种烃类化合物，氨气可以通过加热氨水以及氧化铵等方法制备。
丙烯腈的生产工艺主要分为三个步骤：裂解反应、氰化反应和后处理。
在裂解反应中，将丙烯和空气以及适量的制冷剂引入到反应器中，由催化剂引发裂解反应。
裂解反应使丙烯转变为丙烯腈。
该反应需要较高的温度和压力，并且还需要进行冷却和分离以提取丙烯腈。
接下来是氰化反应。
将裂解反应得到的丙烯腈与氨气在催化剂的作用下进行反应，生成氢氰酸铵。
该反应需要在低温下进行，并且需要控制好反应物的比例和流速，以提高反应的效率和产量。
最后是后处理阶段。
将氢氰酸铵进行水解，生成丙烯腈和氨气。
该反应是在高温和高压下进行的，以提高水解的速度。
同时，也需要进行蒸馏等操作，以提纯丙烯腈的产物。
在整个工艺流程中，还需要对反应器进行冷却和加温操作，以控制反应的温度和压力。
此外，还需要进行分离、蒸馏、洗涤等操作，以获取高纯度的丙烯腈产物。
然而，丙烯腈的生产过程也存在一些问题。
首先，裂解反应产生的废气中可能含有氰化物和有机物等有害物质，需要进行处理，以减少对环境的影响。
其次，丙烯腈的制备存在一定的安全风险，需要合理设计工艺流程，确保操作人员和设备的安全。
总的来说，丙烯腈的生产工艺流程相对复杂，涉及到多个反应和分离步骤。
然而，通过合理的设计和控制，可以实现高效率的生产，满足市场对丙烯腈的需求。
同时，也需要关注环境和安全问题，采取相应的措施，确保生产过程的可持续发展。
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【精品】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0.002mg/l在空气中的爆炸极限为 3.05,17.5m。
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CC 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。
此法生产的丙烯腈纯度较高但氢氰酸毒性大生产成本也高。
2乙炔法乙炔和氢氰酸在氯化亚铜-氯化钾-氯化钠的稀盐酸溶液的催化作用下在 80,90?反应得到丙烯腈。
此法工艺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困难毒性大且原料乙炔价格高于丙烯在技术和经济上难以与丙烯氨氧化法竞争。
此工艺在 1960 年前是世界各国生产丙烯腈的主要工艺。
3乙醛-氢氰酸法乙醛已能由乙烯大量廉价制得生产成本比上述两法低按理应有发展前途但也因丙烯氨氧化法的工业化本法在发展初期就夭折了。
4丙烯氨氧化法本法由美国 Sohio 公司首先开发成功并于1960 年建成了第一套工业化生产装置。
由于丙烯已能由石油烃热裂解大量廉价制得反应又可一步合成生产成本低仅为上述 3 种方法的 50不用氢氰酸生产安全性也比上述 3 种方法好得多。
因此本法已成为当今世界上生产丙烯腈的主要方法。
近十年来开发丙烷氨氧化生产丙烯腈的生产技术已受到人们的重视。
主要原因是丙烷价格低廉仅为丙烯的一半而且有人估计这一价格差距在今后相当长一段时间里仍将得以保持。
目前存在的主要问题是转化率低lt50和选择性差lt70生产成本和固定资产投资均比丙烯氨氧化法大因此难以实现工业化。
现在美国的 Du Pont 公司、Monsanto 公司、Sohio 公司及英国的 ICI 公司都在进行开发研究BP公司决定进行中间试验。
相信在不久的将来经济技术方面会有所突破。
就丙烯氨氧化法而言经过各国近 40 年的努力也已发展成 5 种方法美国Sohio 公司技术最先进现已成为世界上生产丙烯腈的最重要方法丙烯腈总产量的 90是用本法生产的。
中国在“七五”和“八五”期间引进的丙烯腈生产装置也几乎全部采用 Sohio 技术。
2. 丙烯氨氧化的原理 1化学反应在工业生产条件下丙烯氨氧化反应是一个非均相催化氧化反应: ,,,,,,,,，,,,，,/,,,?,,,,,,N，,,,,，519 kJ/mol,3与此同时在催化剂表面还发生如下一系列副反应。
?生成乙腈ACN。
,,,,,,,,，,/,,,,，,/,,,?,/,,,,,,，,,,,，522kJ/mol,3 ?生成氢氰酸HCN。
,,,,,,,,，,,,,，,,,?,,,,，,,,,，941kJ/mol,3 ?生成丙烯醛。
,,,,,,,,，,,?,,,,,,,,，,,,，351kJ/mol, 3 ?生成乙醛。
,,,,,,,,，,/,,,?,/,,,,,,,，268kJ/mol,3 ?生成二氧化碳。
,,,,,,,,，,/,,,?,,,,，,,,,，1925 kJ/mol, 3 ?生成一氧化碳。
,,,,,,,,，,,,?,,,，,,,,，1067kJ/mol,3 CO上列副反应中生成乙腈和氢氰酸的反应是主要的。
CO2、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。
除上述副反应外还有生成微量丙酮、丙腈、丙烯酸和乙酸等副反应。
因此工业条件下的丙烯氨氧化过程实际上是相当复杂的。
为提高丙烯的转化率和丙烯腈的选择性研制高性能催化剂是非常重要的。
考察丙烯氨氧化过程发生的主、副反应发现每个反应的平衡常数都很大。
因此可以将它们看作不可逆反应反应过程已不受热力学平衡的限制考虑反应动力学条件就可。
由于所有的主、副反应都是放热的因此在操作过程中及时移走反应热十分重要用移走的反应热产生3.92MPa绝蒸气用作空气压缩机和制冷机的动力对合理利用能量降低生产成本是很有意义的。
2催化剂丙烯氨氧化所采用的催化剂主要有两类即 Mo 系和 MoSb 系催化剂。
系催化剂由 Sohio 公司开发由 C-A 型已发展到第四代的 C-49、 Sb C-89。
系催化剂由英国酿酒公司首先开发在此基础上日本化学公司又相继开发成功第三代的 NS-733A 和第四代的NS-733B。
下面对这两类催化剂作一简单介绍。
AMo 系催化剂工业上最早使用的是 P-Mo-Bi-OC-A催化剂其代表组成为PBi9Mo12O52。
活性组分为 MoO3 和 Bi2O3.Bi 的作用是夺取丙烯中的氢Mo 的作用是往丙烯中引入氧或氨。
因而是一个双功能催化剂。
P 是助催化剂起提高催化剂选择性的作用。
这种催化剂要求的反应温度较高460,490?丙烯腈收率 60左右。
由于在原料气中需配入大量水蒸气约为丙烯量的 3 倍mol在反应温度下 Mo 和Bi因挥发损失严重催化剂容易失活而且不易再生寿命较短只在工业装置上使用了不足10 年就被 C-21、C-41 等代替。
C-41 是七组分催化剂可表示为 P-Mo-Bi-Fe-Co-Ni-K-O/SiO2它是联邦德国 Knapsack 公司在 Mo-Bi 中引入 Fe 后再经改良研制而成的。
中国兰州化学物理研究所曾对催化剂中各组分的作用作过研究发现 Bi 是催化活性的关键组分不含 Bi 的催化剂丙烯腈的收率很低6,15Fe 与 Bi 适当的配合不仅能增加丙烯腈的收率而且有降低乙腈生成量的作用Ni 和 Co 的加入起抑制生成丙烯醛和乙醛的副反应的作用K 的加入可改变催化剂表面的酸度抑制深度氧化反应。
根据实验结果适宜的催化剂组成为:Fe3Co4.5Ni2.5Bi1Mo12P0.5Kee0,0.3。
C-49 和 C-89 也为多组分催化剂。
BSb 系催化剂Sb 系催化剂在 60 年代中期用于工业生产有Sb-U-O、Sb-Sn-O 和 Sb-Fe-O 等。
初期使用的 Sb-U-O 催化剂活性很好丙烯转化率和丙烯腈收率都较高但由于具有放射性废催化剂处理困难使用几年后已不采用。
Sb-Fe-O 催化剂由日本化学公司开发成功即牌号为 NB-733A 和 NB-733B 催化剂。
据文献报道催化剂中Fe/Sb 比为 1?1molX 光衍射测试表明催化剂的主体是 FeSbO4还有少量的Sb2O4。
工业运转结果表明丙烯腈收率达 75左右副产乙腈生成量甚少价格也比较便宜添加 V、Mo、W 等可改善该催化剂的耐还原性。
表 3-1-12 列出了?钢止ひ荡呋恋姆从钚允荨,杀?3-1-12可见中国自行开发的 MB-82 和 MB-86 催化剂已达到国际先进水平。
表 3-1-12 几种工业催化剂的反应活性数据催化剂型号 C-41 C-49 C-89 NS-733B MB-82 MB-86 AN 72.5 75.0 75.1 75.1 76-78 81.4 CAN 1.62.0 2.1 0.5 4.6 2.58 HCN 6.5 5.9 7.5 6.0 6.2 5.96单程 ACL 1.3 1.3 1.2 0.4 0.1 0.19收率 AA 2.0 2.0 1.1 0.6 0 CO2 8.2 6.6 6.4 10.8 10.17.37 CO 4.9 3.8 3.6 3.0 3.3 6.19 丙烯转化率 97.0 97.0 97.9 97.7 98.5 98.7 丙烯单耗 1.25 1.15 1.15 1.18 1.18 1.08 注:ACL-丙烯醛AA-乙醛丙烯氨氧化催化剂的活性组分本身机械强度不高受到冲击、挤压就会碎裂价格也比较贵。
为增强催化剂的机械强度和合理使用催化剂活性组分通常需使用载体。
流化床催化剂采用耐磨性能特别好的粗孔微球形硅胶直径约55μm为载体活性组分和载体的比为1?1w采用喷雾干燥成型。
固定床反应器用催化剂因传热情况远比流化床差一般采用导热性能好、低比表面积、没有微孔结构的惰性物质如刚玉、碳化硅和石英砂等做载体用喷涂法或浸渍法制造。
3反应机理和动力学丙烯氨氧化生成丙烯腈的反应机理目前主要有两种观点。
A两步法可简单地用下式表示。
该机理认为丙烯氨氧化的中间产物是相应的醛—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导致不同种类醛的生成然后醛进一步与氨作用生成腈。
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。
根据该机理丙烯氧化成醛是合成腈的控制步骤。
B一步法该机理也可简单地用下式表示。
一步法机理认为由于氨的存在使丙烯氧化反应受到抑制上式中k1/k2?40 表明反应生成的丙烯腈 90以上不经丙烯醛中间产物而直接可由丙烯生成。
比较详细的反应机理可表达于后它是由 BP 公司的 Grasselli 等人提出的适用于钼铋及锑铁系催化剂并用氘化的中间产物做了专门的实验证实了该机理。
按照 Grasselli 等人的观点丙烯氧化为丙烯醛和丙烯氨氧化是按同样的π-烯丙基机理进行的活性中心是钼的配位不饱和化合物:氨加成到活性中心?也生成配位不饱和化合物此中间物种可化学吸收丙烯。