丙烯主要衍生产品生产工艺
丙烯主要衍生物的生产和市场分析
丙烯主要衍生物的生产和市场分析丙烯是重要的石油化工基础原料，主要用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷、丙烯酸、异丙苯/苯酚/丙酮、羰基合成醇(丁辛醇)等基本有机化工产品，随着丙烯衍生物需求的迅速增长，对丙烯的需求也逐年俱增，世界丙烯年需求量已从20年前15.2Mt增加到2000年的51.2Mt，年均增长率达6.3%。
2019年全球需求量约56.9Mt，据预测2019年丙烯的需求量将增加到86.0Mt，2000-2019年年均增长率约5.6%，高于同期乙烯增长率(约5%)。
以丙烯为原料生产基本有机原料的消费量依次是丙烯腈11%，羰基合成醇8%，环氧丙烷7%，异丙苯6%，丙烯酸5%，异丙醇3%，其他3%。
以丙烯生产的基本有机化工产品年均增长率依次是丙烯酸6%，丙烯腈4%，环氧丙烷4%，异丙苯/苯酚3.8%，羰基合成醇3.4%。
我国2019年丙烯产量5932.3kt，比2019年增长11.8%，进口226.4kt，全年表观消费量6158.7kt。
由于国内丙烯资源十分短缺，限制了丙烯衍生物的生产能力，为了满足市场需求，每年都需大量进口丙烯衍生物。
因此增产丙烯及其衍生的基本有机原料有十分显著的经济效益。
1 丙烯腈丙烯腈主要用于腈纶、丁腈橡胶、己二腈、丙烯酰胺、ABS 树脂等的生产，2019年全球丙烯腈需求量为4945kt，其中用于腈纶52.4%、ABS/SAN29.7%、己二腈8.9%、丙烯酰胺4.7%、丁腈橡胶2.4%、其他(如己内酰胺、多元醇聚合物)1.9%。
我国丙烯腈消费主要用于生产腈纶，占67%，ABS/SAN 17.5%，其他用于生产丙烯酰胺、丁腈橡胶等15.5%。
近年来，我国丙烯腈消费需求迅速增加，国内大多装置进行了扩能改造，我国丙烯腈供需情况见表1。
预计到2019年随着BP公司、中国石化、上海石化合资的上海赛科石油化工有限责任公司260kt/a丙烯腈装置的开工，我国丙烯腈生产能力将超过1000kt/a。
烯丙醇生产工艺
目前，烯丙醇的工业生产方法主要有氯丙烯水解法、环氧丙烷异构化法、丙烯醛还原法、醋酸丙烯酯水解法和甘油法等。
（1）氯丙烯水解法氯丙烯水解法由美国壳牌石油公司和陶氏化学公司于1947 年研发成功并实现工业化生产, 是工业上生产烯丙醇的最早方法。
该工艺是使氯丙烯在5%～10%的NaOH水溶液中于150 ℃、1.30～1.40 MPa和pH 值为10～12 的条件下水解生成烯丙醇, 收率为85%～95%，同时生成5%～10%的二烯丙基醚、丙醛和高沸物等副产物。
（2）丙烯醛还原法丙烯醛还原法是丙烯醛法生产甘油过程的中间步骤。
采用以丙烯为原料, 在催化剂作用下，先将丙烯氧化生成丙烯醛，丙烯醛与异丙醇再在400 ℃、0.1 MPa 和MgO·ZnO为催化剂的条件下，经氢转移生成丙烯醇，收率77%～80%，同时生成副产物丙酮。
在镉-锌金属催化剂存在下进行丙烯醛加氢也可制得烯丙醇。
该法优点是不需用氯气，且中间产物丙烯醛也是一种用途广泛的有机化工原料，生产成本较低，不足之处是丙烯醛的分离精制较为复杂，设备投资费用大，只适宜于较大规模的生产。
（3）环氧丙烷异构化法环氧丙烷气化、预热后经分布器进入反应器，在275～285 ℃、1.2 MPa压力下，以磷酸锂为催化剂，经液相或气相异构化反应制得烯丙醇，选择性为94%，环氧丙烷的转化率为58%～75%。
该法具有工艺简单、收率高、对设备无腐蚀、无三废污染等优点, 是目前国内外生产烯丙醇的主要方法。
但该法受环氧丙烷来源及价格的限制。
（4）醋酸丙烯酯水解法醋酸丙烯酯水解法由日本昭和电工公司于1985年研发成功。
丙烯经乙酰氧基化生成醋酸丙烯酯，再经水解或酯交换制得烯丙醇。
该法原料来源广泛，反应条件温和，生产稳定，避免了大量副产物的生成，可制得高纯度的烯丙醇产品。
该工艺技术的开发，为烯丙醇的大规模工业化生产及其衍生物的开发提供了一条有效途径。
（5）甘油制烯丙醇甘油经甲酸酯化生成甘油单甲酸酯, 再加热裂解制得烯丙醇。
丙烷脱氢制丙烯工艺技术
丙烷脱氢制丙烯工艺技术1丙烷脱氢制丙烯工艺技术多产丙烯的丙烷脱氢技术具有一系列的优点：首先一套装置只生产丙烯一种产品，因此可以直接用于生产丙烯衍生物；其次，该装置的生产费用只受制于丙烷的价格；最后，丙烯衍生物装置的最合适建造地点可以不临近丙烯，建设地点灵活。
但是该技术也存在一定的缺点：丙烷脱氢是一种强吸热反应，受热力学平衡限制，单程转化率难以提高，高温又导致副反应增多，丙烯选择性低，催化剂容易结焦失活，需要及时再生，因此导致装置投资大，能耗高，生产成本高。
为了解决这些问题，正在开发丙烷氧化脱氢和采用膜反应的技术。
丙烷脱氢技术目前工业化应用不多，除了以上原因外，关键是必须有廉价的丙烷资源，否则将使该工艺无法与其他增产丙烯的技术相竞争。
丙烷脱氢技术的最大优势在于只产丙烯，在丙烷资源较多、价格稳定的中东地区的发展前景很好，也是对中东乙烷裂解装置缺少丙烯的一种补充，如XXX将在Yanbu地区建一套42万t／a聚合级丙烷脱氢制丙烯装置。
XXX最近计划在AIJubail地区建一套采用丙烷脱氢生产45万t／a丙烯的装置。
因此，丙烷脱氢技术在特定的地区，如中东地区等，对特定的石化厂商，具有独特的竞争力。
目前韩国、马来西亚、泰国和沙特阿拉伯等已经建成或正在建设的丙烷脱氢工业扮装配有l5套以上，总生产本领已超过300万t／a。
最大丙烷脱氢装配规模为46万t／a，由XXX 采用XXX的Carotin工艺已于2004年在沙特阿拉伯的XXX 建成投产。
丙烷脱氢制丙烯技术一直在持续不断地改进。
工艺方面，主要是通过优化设计降低投资和减少操作费用、通过操作条件和设计的优化提高工艺收率。
催化剂方面，不断开发了新一代催化剂。
如XXX已经开发出第四代、正在研制第五代催化剂体系。
新的催化剂体系铂含量降低，但收率和使用寿命提高。
丙烷脱氢装置规模也不断提高，工业化初期的规模为l0万t／a左右，20世纪末期达到25万t／a，到本世纪初期进一步提高到30～35万t／a，从2004年开始一些40万t／a以上的大型丙烷脱氢装置开始建设，XXX正在建设的3套装置其中有2套在40万t／a以上[6]。
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。
丙烯腈-工艺
碳三是指有三个碳原子的脂肪烃、含卤化合物、醇、 醚、环氧化合物、羧酸及其衍生物，它们都是重要的 化工原料及产品。
由于丙烯分子中有双键的α-活泼氢，因而有很高的 化学活性，它是碳三系列中产量最大、用途最广的脂 肪烃。工业生产中利用丙烯的加成、氧化、羰基化、 聚合等反应制得一系列的有机化工产品。
一、反应原理：
1、主反应
一、反应原理：
2、副反应
一、反应原理：
3、催化剂：
工业上丙烯氨氧化生产丙烯腈所采用的催化剂主 要有钼系和锑系两类。我国常用的是磷钼铋铈－硅胶 催化剂。其中钼铋为主催化剂；磷铈为助催化剂；硅 胶为载体。
一、反应原理：
3、反应动力学：
二、工艺条件：
1、反应温度：700～ 728K
HCN
产物和副 产物精制
丙烯腈
精制部分
工艺流程：
工艺流程：
作业：Ｐ167 2、4
会使原料和产物长时间处于较高温度下而发生深度氧化生成CO2，使丙烯腈 收率下降，放热增多，同时由于反应器中氧含量降低造成催化剂活性下降，
对生产不利。为此，在保证பைடு நூலகம்烯腈收率尽量高，副产物收率尽量低的原则下，
应选择较短的接触时间即5～10S。线速为0.5～1m/s。
工艺条件：
4、原料配比：
合理配比，是保证丙烯腈合成反应稳定，副产物少，消耗定
反应温度对反应结果影
响较大：主要副产物HCN
和CH3CN在593K左右开 始生成；目的产物丙烯腈在
623K开始生成并随着温度 升高，丙烯腈收率不断提高。 因此反应温度必须在623K 以上进行生产以得到较高收 率的丙烯腈。
工艺条件：
2、反应压力：
从热力学观点来看，丙烯氨氧化生产丙烯腈过程中主反
年产8万吨丙烯的生产工艺设计 (精馏工段)设计
年产8万吨丙烯的生产工艺设计（精馏工段）设计长江大学工程技术学院毕业设计(论文)年产8万吨丙烯的生产工艺设计题目名称（精馏工段）题目类型毕业设计系部化学工程系专业班级化工60学生姓名指导教师辅导教师时间2011.11.20至2012.06.20目录毕业论文(设计)任务书 (Ⅰ)开题报告 (Ⅱ)指导教师审查意见 (Ⅲ)评阅教师评语 (Ⅳ)答辩会议记录 (Ⅴ)中文摘要 (Ⅵ)英文摘要 (Ⅶ)1 前言 (1)2 选题背景 (2)2.1 课题的来源、目的和意义 (2)2.2 国内外现状、发展趋势及存在的主要问题 (2)2.3 研究的指导思想与技术路线 (5)3 方案论证 (7)3.1 低压热泵工艺流程 (7)3.2 高压丙烯精馏流程 (7)4 过程论述 (9)4.1 基本原理 (9)4.2 丙烯的性质 (9)4.3 工艺流程 (11)4.4 精馏工段工艺计算 (11)5 结果分析 (44)6 结论或总结 (45)参考文献 (45)致谢 (47)长江大学工程技术学院毕业设计(论文)任务书系化学工程系专业化学工程与工艺班级学生姓名指导教师/职称/1.毕业论文(设计)题目：年产8万吨丙烯的生产工艺设计（精馏工段）2.毕业论文(设计)起止时间：20 年11月20日～20 年6月20 日3.毕业论文(设计)所需资料及原始数据（指导教师选定部分）主要书目：1. 石油化学工业丛书·烯烃工学；2. 石油炼制工程；3. 有机化工工艺学等。
主要期刊：1. 石油炼制技术；2. 石油炼制工程等。
原始数据：原材料、中间产品、成品物性数据及企业生产的相关数据。
4．毕业论文(设计)应完成的主要内容（1）了解石油催化裂化进展和技术装备的最新动态（2）掌握气体分馏技术的共同特点和流程（3）设计出合理的精馏工艺流程（4）作出全面的物料平衡和热量平衡（5）完成丙烯精馏塔和再沸器的工艺结构计算（6）绘制四张工程图纸（带控制点的工艺流程图、设备平面布置图、精馏塔和再沸器工艺结构装配图）（7）对本设计的评述和体会（8）外文翻译一篇5．毕业论文(设计)的目标及具体要求（1）11.20~3.26 收集资料，完成开题报告并提交指导老师审阅。
丙烯羰基化反应合成丁醛工艺流程
丙烯羰基化反应合成丁醛工艺流程1.首先将丙烯和一定量的一氧化碳通入反应釜中。
First, propylene and a certain amount of carbon monoxide are introduced into the reactor.2.然后加入催化剂，催化剂可选择硫或者钨。
Then add a catalyst, which can be sulfur or tungsten.3.反应釜中不断搅拌并加热至适当温度。
The reactor is constantly stirred and heated to the appropriate temperature.4.反应过程中可以同时加入溶剂如甲醇或乙醇，以促进反应进行。
During the reaction, solvents such as methanol or ethanol can be added to facilitate the reaction.5.反应进行时，可以通过监测反应产物来控制反应时间和温度。
During the reaction, the reaction time and temperature can be controlled by monitoring the reaction products.6.当反应完成后，将反应混合物经过冷却，使得产物沉淀。
After the reaction is completed, the reaction mixture is cooled to allow the product to precipitate.7.过滤产物并洗涤，得到初步的丁醛产物。
Filter the product and wash it to obtain the initial butyraldehyde product.8.然后通过蒸馏、结晶等方法对丁醛产品进行纯化。
The butyraldehyde product is then purified by distillation, crystallization, etc.9.最终得到高纯度的丁醛作为最终产品。
产15万吨丙烯腈生产工艺终改详解
（2015届）本科毕业设计（论文）资料课题名称：年产15万吨丙烯腈生产工艺设计学院（部）：包装与材料工程学院专业名称：化学工程与工艺****：***班级名称：化工111学号：*********** 指导教师：罗婕职称：讲师最终成绩：湖南工业大学教务处2015届本科毕业设计（论文）资料第一部分毕业论文（2015届）本科毕业论文课题名称：年产15万吨丙烯腈生产工艺设计学院（部）：包装与材料工程学院专业名称：化学工程与工艺学生姓名：胡奥林班级名称：化工111 学号：11404700130 指导教师：罗婕职称：讲师湖南工业大学教务处湖南工业大学本科毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），题目《年产15万吨丙烯腈生产工艺设计》是本人在指导教师的指导下，进行研究工作所取得的成果。
对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文章以明确方式注明。
除此之外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
本人完全意识到本声明应承担的责任。
作者签名：日期：年月日湖南工业大学本科毕业设计（论文）摘要丙烯腈是石油化学工业的重要产品，是有机化工常用的基本原料，广泛应用于三大合成工业。
本文采用的生产丙烯腈的方法为丙烯氨氧化法，此方法使用的原料价格比较低廉、来源广泛，且反应简单易于操作。
依照世界各国生产厂家积累的经验，选取具有较高效能的催化剂，以此建一15万吨/年的丙烯腈生产车间，使车间的综合性能在原有的基础上明显提高，生产效率进一步提升，工艺控制更加优化，明显的降低了生产成本。
通过对丙烯氨氧化法制丙烯腈进行技术分析，确定合适的工艺流程并绘制出工艺流程图，对从原料的处理到丙烯腈的合成工段的一系列设备进行设计，对氨蒸发器、丙烯过热器、废热锅炉和流化床反应器等设备的进行衡算，在衡算的基础上进一步核算对流化床反应器、换热器以及废热锅炉等设备做出了选型，对合成丙烯腈工艺设备进行了初步的设计。
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1．固定床列管式反应器
反应管 正三角形排列的列管，列管长一般为2.5～3m 列管数由数百根至上万根 列管内装填催化剂 管径较小，多为25～30 mm 管外载热体 熔盐（硝酸钾、亚硝酸钠和少量的硝酸钠的 混合物）。
该反应器的优点是只要催化剂装填均匀，则气固接触良好，操作方便； 缺点是传热效果较差，生产能力较低，催化剂更换麻烦，设备结构复杂， 制造不便，且需大量载热体。
5.2.2 环氧丙烷的用途
环氧丙烷主要用于生产聚醚多元醇、丙二醇和各类非 离子表面活性剂等，也用于制取甘油。其中，聚醚多元醇 是生产聚氨酯泡沫、保温材料、弹性体、胶粘剂和涂料等 的重要原料，各类非离子型表面活性剂在石油、化工、农 药、纺织、日化等行业得到广泛应用。
二氧化碳的生成量是产量最大的副产物。该反 应是一个放热量较大的副反应，转化成二氧化碳的 反应热要比转化成丙烯腈的反应热大三倍多，因此 应特别注意反应器的温度控制。
（三）丙烯氨氧化生产丙烯腈的工艺流程
丙烯氨氧化生产丙烯腈工艺流程分为 反应部分氧化合成反应器
丙烯氨氧化生产丙烯腈常用的反应器有 固定床列管式反应器 流化床反应器。
2．流化床反应器
流化床反应器从其本身结构 锥形体部分 反应段部分 扩大段部分 反应段装填催化剂，并装有导向挡板和具有一定面积的U 形或直形冷却管。原料气在此和催化剂流化床层接触，进行反 应。 反应器上部为扩大段，在此段由于床径扩大，气体流速 减慢，有利于被气体所夹带的催化剂的沉降，在此段设有2～3 级旋风分离器一组或多组。由旋风分离器回收的催化剂通过下 降管回至反应器。
第4单元 丙烯系列产品
第一节 丙烯腈 第二节 环氧丙烷 第三节 聚丙烯
第一节 丙烯氨氧化生产丙烯腈
（一）丙烯氨氧化生产丙烯腈的基本原理
1．丙烯氨氧化生产丙烯腈的主、副反应
主反应： CH3CHCH2＋NH3 ＋ 3/2O2 == CH2＝CH—CN ＋ 3H2O 副反应： CH3—CH＝CH2＋3NH3＋3O2==3HCN＋6H2O 生成氢氰酸的量约占丙烯腈质量的六分之一。 2CH3—CH＝CH2＋3NH3＋3O2==3CH3CN＋3H2O 乙腈生成量约占丙烯腈质量的七分之一。 CH3—CH＝CH2＋O2==CH2=CH-CHO＋H2O 丙烯醛的生成量约占丙烯腈质量的百分之一。 CH3—CH＝CH2＋9/2O2→3CO2＋3H2O
流化床的优点是：气固两相接触面大，床层温度分 布较均匀，易控制温度，操作稳定性好，生产能力大， 操作安全，设备制造简单，催化剂装卸方便。缺点是催 化剂磨损较多，气体返混严重，影响转化率和选择性。
5.2 环氧丙烷
5.2.1 环氧丙烷的性质
环氧丙烷在常温常压下为无色透明、低沸点、易燃的 液体，具有类似醚类气味。 沸点34.24℃（101.3 kPa），在空气中，环氧丙烷的 爆炸极限为3.1～27.5%（体积）。