第5章基本有機(jī)化工的主要產(chǎn)品乙烯系列主要產(chǎn)品1丙烯系列主要產(chǎn)品2《化工工藝學(xué)》第5章有機(jī)產(chǎn)品

基本有機(jī)化學(xué)工業(yè)的主要產(chǎn)品，有乙烯、聚乙烯、苯、甲苯、苯乙烯、酮、醇、羧酸、環(huán)氧化合物、含氮化合物等。碳四系列主要產(chǎn)品3芳烴系列主要產(chǎn)品4滌綸55.1概述5.1.1基本有機(jī)化工在國民經(jīng)濟(jì)中的作用用途主要在三個方面：⑴生產(chǎn)合成橡膠、合成纖維、塑料和其他高分子化工產(chǎn)品的原料。⑵作為其他有機(jī)化工的原料。⑶直接消費(fèi)，如作溶劑、冷凍劑、防凍劑、麻醉劑、消毒劑等。乙烯是基本有機(jī)化工最重要的產(chǎn)品。乙烯的產(chǎn)量(下表，萬噸)往往標(biāo)志一個國家基本有機(jī)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展水平?！痘すに噷W(xué)》第5章有機(jī)產(chǎn)品國家和地區(qū)1982198719881990199219952000日本653043325060西歐15150149301519516075171351745018100東歐和原蘇聯(lián)560466226882741778008000美國17107165971704618135216552233524005加拿大1497212423502390255230943194世界總產(chǎn)量346514955852250523315686864893770385.1.2基本有機(jī)化工的主要產(chǎn)品《化工工藝學(xué)》第5章有機(jī)產(chǎn)品5.1.2.1乙烯及其系列產(chǎn)品乙烯(ethylene,ethene)，結(jié)構(gòu)CH2=CH2，分子量28.05。乙烯是分子最小的烯烴，可從石油烴類、煤等原料制取。在常溫下為無色、略有特殊臭味的可燃?xì)怏w。物理性質(zhì)見下表。乙烯系列產(chǎn)品《化工工藝學(xué)》第5章有機(jī)產(chǎn)品

乙烯是具有C=C的簡單化合物，雙鍵長0.134nm，因此可以和親電物質(zhì)生成一系列衍生物和聚合物。由乙烯出發(fā)可以生產(chǎn)許多重要的基本有機(jī)化工的產(chǎn)品。乙烯主要用于生產(chǎn)高壓聚乙烯、低壓聚乙烯、環(huán)氧乙烷和二氯乙烷等主要品種。乙烯的用途(%)見下表，乙烯系列主要產(chǎn)品見下圖。年份1977198019851987聚乙烯40.840.042.445.8環(huán)氧乙烷19.218.916.818.5二氯乙烷14.015.114.414.5苯乙烯8.47.98.28.1其它17.618.118.213.1合計(jì)100100100100乙烯系列產(chǎn)品《化工工藝學(xué)》第5章有機(jī)產(chǎn)品5.1.2.2丙烯及其系列產(chǎn)品《化工工藝學(xué)》第5章有機(jī)產(chǎn)品

丙烯(propylene,propene)，結(jié)構(gòu)CH3-CH=CH2，分子量42.08。丙烯是最早被采用的石油化工原料，是除乙烯之外最重要的烯烴。在常溫下為無色、有微芳香味的可燃?xì)怏w，比空氣略重。物理性質(zhì)見下表。丙烯系列產(chǎn)品《化工工藝學(xué)》第5章有機(jī)產(chǎn)品5.1.2.3碳四系列產(chǎn)品《化工工藝學(xué)》第5章有機(jī)產(chǎn)品5.1.2.4芳烴系列產(chǎn)品《化工工藝學(xué)》第5章有機(jī)產(chǎn)品5.1.2.5乙炔系列產(chǎn)品《化工工藝學(xué)》第5章有機(jī)產(chǎn)品5.2乙烯系列主要產(chǎn)品《化工工藝學(xué)》第5章有機(jī)產(chǎn)品5.2.1聚乙烯

聚乙烯，簡稱PE(poly-ethylene)，是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂(熱固性樹脂固化前是線型或帶支鏈的，固化后分子鏈之間形成化學(xué)鍵，成為三度的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不能再熔觸，在溶劑中也不能溶解，如三聚氰胺甲醛、有機(jī)硅等塑料，都是熱固性塑料)。聚乙烯用途十分廣泛，主要用于制造薄膜、容器、管道、單絲、電線電纜、日用品等，并可作為電視、雷達(dá)等的高頻絕緣材料。PE有多種分類方法：

①密度：可分為高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和線型低密度聚乙烯。

②生產(chǎn)方法：可分為低壓法聚乙烯(＜2MPa)、中壓法聚乙烯(10~100MPa)、和高壓法聚乙烯(100~300MPa)。

③分子量：低分子量聚乙烯(重均分子量＜100)、普通分子量聚乙烯(分子量100~1000)和超高分子量聚乙烯(分子量＞1000)。

5.2.1.1低密度聚乙烯(LDPE)《化工工藝學(xué)》第5章有機(jī)產(chǎn)品

在高壓條件下，乙烯由過氧化物或微量氧引發(fā)，經(jīng)自由基聚合反應(yīng)生成密度為0.910~0.930g/cm3左右的，帶有較長支鏈、不透明的聚合物，稱低密度聚乙烯(lowdensityPE,LDPE)。工業(yè)生產(chǎn)的LDPE，數(shù)均分子量約為2.5×104~5×104，重均分子量則達(dá)105以上。工業(yè)上采用熔融指數(shù)(MI)來相對地表示相應(yīng)的分子量(見下表)及流動性。熔融指數(shù)20.96.41.80.250.0050.001數(shù)均分子量240002800032000480005300076000

熔融指數(shù)的含義是：在標(biāo)準(zhǔn)的塑性計(jì)中加熱到一定溫度(一般為190℃)，使聚乙烯樹脂熔融后，承受一定的負(fù)荷(一般為2160g)在l0min內(nèi)經(jīng)過規(guī)定的孔徑(2.09mm)擠壓出來的樹脂重量克數(shù)。熔融指數(shù)僅表示了相應(yīng)的熔融粘度，相對地表示了平均分子量，但不能表示聚乙烯的分子量分布。(1)高壓低密度聚乙烯的生產(chǎn)流程《化工工藝學(xué)》第5章有機(jī)產(chǎn)品

壓力為3.0～3.3MPa的精制新鮮乙烯，經(jīng)一次(25MPa)、二次壓縮達(dá)到反應(yīng)壓力(200~300MPa)，經(jīng)冷卻后進(jìn)入聚合反應(yīng)器。引發(fā)劑則用高壓泵送入乙烯進(jìn)料口，或直接注入聚合設(shè)備。反應(yīng)后物料經(jīng)適當(dāng)冷卻后進(jìn)入高壓分離器，減壓至25MPa。未反應(yīng)的乙烯返回二次壓縮機(jī)循環(huán)使用，聚乙烯則進(jìn)入低壓分離器，減壓到0.1MPa以下，使殘存的乙烯進(jìn)一步分離循環(huán)使用。聚乙烯樹脂在低壓分離器中與抗氧化劑等添加劑混合后經(jīng)擠出切粒，得到粒狀聚乙烯。被水流送往脫水振動篩，與大部分水分離后，進(jìn)入離心干燥器，以脫除表面附著的水分。然后再經(jīng)振動篩分去不合格的粒料后，成品用氣流輸送至計(jì)量設(shè)備計(jì)量，混合后為一次成品。然后再次進(jìn)行熔融、擠出、切粒、離心干燥，得到二次成品。二次成品經(jīng)包裝出廠為商品聚乙烯，二次造粒以增加聚乙烯塑料的透明性，并且減少塑料中的凝膠微粒。高壓低密度聚乙烯的生產(chǎn)流程《化工工藝學(xué)》第5章有機(jī)產(chǎn)品(2)原料準(zhǔn)備《化工工藝學(xué)》第5章有機(jī)產(chǎn)品①乙烯乙烯高壓聚合過程中，單程轉(zhuǎn)化率僅為15%~30%，所以70~85%的單體乙烯要循環(huán)使用。為避免惰性雜質(zhì)的積累和原料乙烯的放空損失，乙烯純度要求應(yīng)超過99.95%，同時應(yīng)采取一部分氣體放空或送回乙烯精制車間精制。②分子量調(diào)節(jié)劑為了控制聚乙烯的熔融指數(shù)，需加適量的分子量調(diào)節(jié)劑(端基，聚合過程終止劑)。常用調(diào)節(jié)劑包括烷烴、烯烴、氫、丙酮和丙醛等，用量一般是乙烯體積的1.0~6.5%。調(diào)節(jié)劑在一次壓縮機(jī)的進(jìn)口進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)。③添加劑聚乙烯樹脂在空氣中受熱易被氧化。為了防止聚乙烯在成型和使用過程中老化，應(yīng)添加防老化劑(抗氧劑)、防紫外線劑等；為了防止成型過程中粘結(jié)模具而需要加入潤滑劑；為了使吹塑制成的聚乙烯塑料袋易于開口而需要添加開口劑，如高分散性的硅膠(SiO2)、鋁膠(A12O3)。為了防止表面積累靜電，有時需要添加防靜電劑。(3)催化劑配制《化工工藝學(xué)》第5章有機(jī)產(chǎn)品

乙烯高壓聚合需加入自由基引發(fā)劑(過氧化物)，工業(yè)上常稱為催化劑，所用的引發(fā)劑主要是氧和過氧化物。氧的反應(yīng)活性受溫度的影響很大并且控制反應(yīng)溫度不方便，目前除管式反應(yīng)器中還用氧作引發(fā)劑外，釜式反應(yīng)器已全部改為過氧化物引發(fā)劑。工業(yè)上常用的過氧化物引發(fā)劑有二叔丁基過氧化物[(CH3)3C-O-O-C(CH3)3]、過氧化十二烷酰、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化3,5,5－三甲基乙酰、過氧化碳酸二丁酯、過氧化辛酰等。(4)單體回收與聚乙烯后處理自聚合反應(yīng)器中流出的物料經(jīng)減壓裝置進(jìn)入高壓分離器，大部分未反應(yīng)的乙烯與聚乙烯分離。氣相經(jīng)冷卻，脫除蠟狀的低聚物后回收循環(huán)使用。聚乙烯則進(jìn)入低壓分離器，使殘存的乙烯分離回收循環(huán)使用。同時根據(jù)生產(chǎn)牌號的要求，將添加劑注入低壓分離器，與熔融的聚乙烯樹脂充分混合后進(jìn)行造粒。再經(jīng)二次造粒，以增加聚乙烯塑料的透明性，并且減少塑料中的凝膠微粒。(5)聚合過程《化工工藝學(xué)》第5章有機(jī)產(chǎn)品

乙烯在高壓條件下雖仍是氣體，但其密度達(dá)0.5g/cm3，稱為氣密相狀態(tài)，或者超臨界狀態(tài)。此時乙烯分子間的距離顯著縮短，從而增加了自由基與乙烯分子的碰撞幾率，易于發(fā)生聚合反應(yīng)。

乙烯聚合時放出大量的熱，通常轉(zhuǎn)化率升高1%，反應(yīng)物料將升高12~13℃。如果熱量不能及時移去，溫度上升到350℃以上則發(fā)生爆炸性分解。因此在乙烯高壓聚合過程中應(yīng)防止聚合反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生局部過熱點(diǎn)。傳統(tǒng)高壓法有管式法和釜式法兩種，管式法反應(yīng)器是一組帶夾套的厚壁管，長度達(dá)2000m，停留時間35~50s，單程轉(zhuǎn)化率20~30%；釜式法反應(yīng)器為帶攪拌的釜，停留時間25~40s，單程轉(zhuǎn)化率15~20%。聚合過程反應(yīng)溫度一般在130~350℃范圍；反應(yīng)壓力一般為122~303MPa或更高。壓力提高，聚合反應(yīng)速度加大，但聚乙烯的分子量降低，而且支鏈較多，密度稍有降低。5.2.1.2線型低密度聚乙烯(LLDPE)《化工工藝學(xué)》第5章有機(jī)產(chǎn)品

線型低密度聚乙烯(linearlowdensityPE)的分子中一般只有短支鏈存在，機(jī)械性能介于高密度和低密度聚乙烯兩者之間，熔點(diǎn)比普通低密度聚乙烯高15℃，耐低溫性能也比低密度聚乙烯好，耐環(huán)境應(yīng)力開裂性比普通低密度聚乙烯高數(shù)十倍。

LLDPE的分子結(jié)構(gòu)中僅含有α-烯烴共聚單體引入分子中的短支鏈，分子中短支鏈的長度與數(shù)目取決于α-烯烴共聚單體的分子量及其用量。常用的α-烯烴共聚單體為1-丁烯、1-己烯或1-辛烯。所用催化劑體系主要為Ziegler催化劑(TiCl4+R3Al)。由于催化劑效率甚高，用量少，故不需要與LLDPE進(jìn)行分離。工業(yè)生產(chǎn)中,通常采用有機(jī)溶劑淤漿聚合法、溶液聚合法或無溶劑的低壓氣相聚合法進(jìn)行乙烯聚合。聚合反應(yīng)壓力明顯低于LDPE的生產(chǎn)。(1)LLDPE主要生產(chǎn)條件《化工工藝學(xué)》第5章有機(jī)產(chǎn)品聚合方法聚合條件生產(chǎn)所需原料反應(yīng)溫度反應(yīng)壓力時間單體共聚單體反應(yīng)介質(zhì)催化劑淤漿法55~75℃1.5~3MPa1~2h√√√√溶液法250℃8MPa~5min√√√√氣相法85~120℃2MPa*√√√

典型的聚合反應(yīng)條件和所需物料見下表。

典型的淤漿法的類型：

①環(huán)式反應(yīng)器、輕介質(zhì)法乙烯在異丁烷中連續(xù)通過雙環(huán)反應(yīng)器進(jìn)行聚合，生成的聚乙烯顆粒懸浮于異丁烷中；

②環(huán)式反應(yīng)器、重介質(zhì)法

與上法類似，用較重己烷作介質(zhì)；

③釜式反應(yīng)器、重介質(zhì)法

有攪拌的釜式反應(yīng)器；

④液體沸騰法用丙烷或異丁烷為反應(yīng)介質(zhì)，使乙烯在沸騰的反應(yīng)介質(zhì)中聚合。

(2)低壓淤漿法(環(huán)式反應(yīng)器)流程《化工工藝學(xué)》第5章有機(jī)產(chǎn)品

典型的低壓淤漿輕介質(zhì)法環(huán)式反應(yīng)器流程見下圖。新鮮的乙烯和共聚單體經(jīng)干燥與精制后會同循環(huán)的異丁烷和催化劑漿液進(jìn)入雙環(huán)反應(yīng)器。乙烯聚合生成顆粒懸浮于反應(yīng)介質(zhì)中，在反應(yīng)器底部沉降增濃，漿液固含量達(dá)50~60%時進(jìn)入閃蒸器。閃蒸出來的異丁烷和未反應(yīng)的單體進(jìn)入溶劑回收系統(tǒng)經(jīng)分離、精制后循環(huán)使用。聚乙烯則通過凈化干燥器得到成品或添加必要助劑后經(jīng)選粒得到聚乙烯塑料粒子。(3)溶液聚合法及流程在高于聚乙烯的熔融溫度下，乙烯在烴類溶劑中聚合，聚合熱由溶劑蒸發(fā)或冷卻介質(zhì)帶走。

①中壓法乙烯在較高溫度(200℃)和較高壓力(10MPa)下聚合。

②低壓法乙烯在較低溫度(<100℃)和較低壓力(2MPa)下聚合。

③低壓冷卻法反應(yīng)壓力和溫度相似于低壓法，但所進(jìn)物料不經(jīng)冷卻過程、反應(yīng)熱由循環(huán)冷卻器帶走。環(huán)式反應(yīng)淹器流程《化工工脅藝學(xué)》第5章有機(jī)騎產(chǎn)品中壓溶噴液法聚除乙烯流債程《化工工旁藝學(xué)》第5章有蝕機(jī)產(chǎn)品中壓溶液色法聚乙烯流程見下覺圖。乙烯和共聚單病體經(jīng)精制釋后溶解識于環(huán)己烷中，加低壓、加摔熱到反熟應(yīng)溫度醒送入第一級反內(nèi)應(yīng)器，乙烯在說壓力為10M欠Pa和約200℃條件下聚爆合。催化呢劑溶液則玻加熱到與塌進(jìn)料相等叔溫度送入鋸聚合釜，聚乙烯滔溶液由第一刷級反應(yīng)死器進(jìn)入管式反鮮應(yīng)器，進(jìn)一喂步聚合蕩達(dá)到聚截合物濃說度約為10%。出口蜻處注入整合劑以絡(luò)合憤未反應(yīng)鵝的催化里劑，并液進(jìn)一步當(dāng)加熱使廊催化劑粥脫活。潤殘存的米催化劑長經(jīng)吸附滾脫除。熱的聚乙烯溶士液降壓到0.6岔55M焰Pa進(jìn)行閃蒸，以脫言除未反島應(yīng)單體明和90%的溶劑。銳含有約65%聚乙烯婆的濃溶冊液進(jìn)一壤步在0.2限07M堅(jiān)Pa壓力下閃蒸。熔融的鴉聚合物送回入擠出機(jī)進(jìn)行造粒使溶劑含潮量低于5×1啟0-4。中壓溶液堂法聚乙烯邁流程圖《化工工藝那學(xué)》第5章有機(jī)鑄產(chǎn)品5.2軟.1.絨3高密度聚埋乙烯(HDP土E)《化工工藝捎學(xué)》第5章有機(jī)說產(chǎn)品HDP之E的性能、良加工特性《化工工藝主學(xué)》第5章有機(jī)秩產(chǎn)品HDP前E的性能《化工工誰藝學(xué)》第5章有座機(jī)產(chǎn)品HDP艘E的應(yīng)用《化工工藝萄學(xué)》第5章有機(jī)毀產(chǎn)品5.2.妖2環(huán)氧乙烷(Et生hyl究ene粗ox示ide姿)環(huán)氧乙烷(eth粉ylen歐eox基ide，EO)，又稱氧化乙蛇烯，是最簡發(fā)單的環(huán)狀菌醚，分子偉式C2H4O，分子量44.0熱5?；韭段锢硇钥举|(zhì)如下久表。環(huán)氧乙烷耗是重要的石油化工鵲原料和精細(xì)化工寒產(chǎn)品中間酸體，主要董用來生邊產(chǎn)合成震纖維的前原料乙二醇(19窯7.2℃)。世界生蝦產(chǎn)能力約800偵0kt繁/a，我國200配7年達(dá)到700冒kt/梁a。EO是以乙碗烯為原三料的第鹿三大品旁種，僅礙次于聚績乙烯和怪苯乙烯稿?！痘すに嚂瀸W(xué)》第5章有再機(jī)產(chǎn)品在常溫下恥，EO為無色有仰醚味的氣疤體(沸點(diǎn)0.5℃述)，易液化懷，并能以任意比威例與水及率大多數(shù)有尖機(jī)溶劑互猛溶。氣態(tài)環(huán)猶氧乙烷在妙空氣中的脆爆炸范圍殃為3~1糞00%堵(體積)，但液動態(tài)環(huán)氧戶乙烷無染爆炸性菠。環(huán)氧車乙烷有懼易斷裂方的三元糞環(huán)氧結(jié)憐構(gòu)，可銷發(fā)生多海種反應(yīng)咳。5.2呀.2.例1環(huán)氧乙崖烷生產(chǎn)盒原理《化工工窗藝學(xué)》第5章有機(jī)赴產(chǎn)品(1)化學(xué)反應(yīng)目前都橫用乙烯味直接氧求化法生片產(chǎn)，即乙烯與空氣或純氧在銀催化染劑上進(jìn)行直妹接氧化。培方程式為凡：溫度過丹高時，劣環(huán)氧乙茅烷會發(fā)丘生深度陶氧化：副反應(yīng)嶄有乙烯肥深度氧疊化(CO2)、環(huán)氧乙秒烷歧化(乙醛)等反應(yīng)講：乙烯氧化蟻生成環(huán)氧儀乙烷的反戀應(yīng)在250屢℃進(jìn)行，鳥是一個箱強(qiáng)烈的集放熱反鹿應(yīng)，平衡常數(shù)較大(106)；但其哪副反應(yīng)蝦的反應(yīng)嶄熱更大席，平衡偏常數(shù)比私主反應(yīng)妄平衡常設(shè)數(shù)也要燙大得多(10139)。因此具魄有良好選禮擇性的催供化劑是生摸產(chǎn)過程的愁關(guān)鍵。(2)催化劑《化工工藝喪學(xué)》第5章有機(jī)岡產(chǎn)品乙烯氧化苦生產(chǎn)環(huán)氧戴乙烷的關(guān)膨鍵是催化劑，只有赴采用銀為催化爐劑才可布以獲得對環(huán)氧乙刃烷，不記僅抑制仰副反應(yīng)踐，而且姻加速主系反應(yīng)。①主催走化劑金屬銀，仙其含量一臟般在1020%草(質(zhì))。②載體α-氧化鋁或麥含有少量SiO2的α-氧化鋁完為載體卡。③助催化滅劑在反應(yīng)過印程中，銀婆催化劑易盈發(fā)生熔結(jié)和燒結(jié)現(xiàn)象，恐使其活洞性迅速董下降，割壽命縮統(tǒng)短。添想加助催槳化劑如匪堿土金坊屬、稀扎土金屬私和貴金蝴屬等，離如Ca和Ba等，可群有效防姑止結(jié)塊借，提高岸穩(wěn)定性撓和活性誦。在堿含金屬中械，KCl的助催糾化效應(yīng)萍較為明井顯，添狼加適量伏的KCl可使催化斷劑的選擇疾性增加。④抑制么劑加入硒(Se踩)、碲(Te梢)、氯(Cl)、溴(Br)等對抑制CO2的生成奮，提高剩銀催化舅劑的選處擇性有拌較好的抖效果，牧但活性確卻降低漂。這類大物質(zhì)稱碗為調(diào)節(jié)登劑也稱管抑制劑掉。連續(xù)蛛將二氯掏乙烷加?jì)扇朐系V氣中，凳有較好糧的抑制捏作用。5.2笨.2.汗2環(huán)氧乙烷你生產(chǎn)工藝雹條件《化工工藝美學(xué)》第5章有汗機(jī)產(chǎn)品①溫度當(dāng)反應(yīng)溫笑度略高于100捎℃時，氧化結(jié)產(chǎn)物幾乎嘗全部是環(huán)掙氧乙烷。見反應(yīng)溫度套超過300矮℃時，銀催統(tǒng)化劑幾乎顛對生成環(huán)前氧乙烷反揪應(yīng)不起催時化作用，敬反應(yīng)產(chǎn)物有主要是二蘆氧化碳和怨水。通常溫度產(chǎn)為220280總℃。當(dāng)用空關(guān)氣作氧化晨劑時，反辨應(yīng)溫度為240290℃；若用晚氧氣為嘗氧化劑陷時，反課應(yīng)溫度炭以230270℃為宜。②空設(shè)速空速提高撫，轉(zhuǎn)化率略卷有下降，但抑制誓副反應(yīng)，反應(yīng)選筋擇性增廈加；空速玩高還有丘利于迅解速移走亂大量的娘反應(yīng)熱緣瑞。但空夠速過高痰，雖提脫高了生良產(chǎn)能力年，循環(huán)氣體談量增大，分離工葡序的負(fù)荷浪和動力費(fèi)雄用增加。目前，銜氧氣氧化濁法空速一板般采用40006000繭h-1(較小)，此時乙保烯單程轉(zhuǎn)缸化率約為912%。空氣摩氧化法累的空速鴉為7000咬h-1(較大)左右，姑乙烯單隸程轉(zhuǎn)化巡壽率為3035%。反應(yīng)選勝擇性可達(dá)7075%。環(huán)氧乙拿烷生產(chǎn)導(dǎo)工藝條較件③反應(yīng)壓力加壓對反應(yīng)的選擇性沒有任何遠(yuǎn)影響，但奶可以提高慌反應(yīng)器的生產(chǎn)能扇力，且有利偶于從反應(yīng)雖氣體產(chǎn)物廈中回收環(huán)國氧乙烷，故工業(yè)獻(xiàn)生產(chǎn)大多蠟采用加壓轟氧化。通拉常操作壓刊力(反應(yīng)器入微口壓力)一般為2.02.3艱MPa。④原料爹純度不論空蟲氣法和衰氧氣法世都要求康原料乙另烯純度事在98%(體)以上。原蛛料氣中氫擾氣和碳三床以上烷烴動和烯烴，扔在氧化過閣程中比乙秒烯更易發(fā)檔生完全氧亞化反應(yīng)，攏使反應(yīng)熱撒效應(yīng)增加映，造成局盼部過熱，吸并使催化獅劑失活。脫因而，要吳求氫氣含設(shè)量<5p墳pm，碳三茶以上烴<10p衛(wèi)pm。原料超氣中的勁乙炔對句銀催化器劑毒害我很大，術(shù)必須使丟其含量<5pp個m。同時擴(kuò)要求硫增化物含雜量<1pp沙m、氯化物受含量<1p泰pm。若用氧貧氣為氧化五劑，原料頂氣純度必萄須為99.焰5%(體)以上，氮層氣和氬氣梁的含量要晝求在0.4雁%(體)以下。《化工工藝賞學(xué)》第5章有號機(jī)產(chǎn)品⑤原料氣的貼配比與致坐穩(wěn)氣的作在用《化工工藝傷學(xué)》第5章有煎機(jī)產(chǎn)品用空氣為被氧化劑時損，乙烯5%、氧6%左右為宜夜。當(dāng)以純居氧為氧化執(zhí)劑時，混訊合原料氣容需用氮稀訂釋，使反旦應(yīng)不致太股劇烈，一拖般乙烯的肉濃度為15%20%，氧的籍濃度為7%左右。氧的含端量必須低于爆止炸極限濃度。澆乙烯濃指度也與孟爆炸極矮限濃度既、催化呈劑的生扔產(chǎn)能力善和放空診損失都富有關(guān)。否乙烯和邀氧的濃槍度高，圾反應(yīng)速嗎度快，義反應(yīng)器瓦的熱負(fù)凡荷增大資，應(yīng)注儉意飛溫問題。二氧化碳凡對氧化反朽應(yīng)有抑制吐作用，但狼可提高反郵應(yīng)的選擇性和氧的爆炸極虛限濃度。此外副，惰性給氣體還濁可影響姜乙烯轉(zhuǎn)排化率，晶反應(yīng)選羨擇性及繭設(shè)備能蒜力，所窗以工藝舅上把這站些惰性似氣體稱遺為致穩(wěn)氣或稀釋劑。甲烷熱容甚大，可及往時移走反境應(yīng)熱，有襲利于反應(yīng)批和操作的艘穩(wěn)定；甲繭烷的存在楊還可以提梯高氧的爆爆炸極限濃梯度，有利顏于氧氣允答許濃度增信加。為了獲偽得所需勢的反應(yīng)禁選擇性佛，在原婆料混合留氣中還萌需加入兇約13pp妙m的二氯搜乙烷抑揪制劑。5.2襲.2.覺3乙烯氧刃化法生拒產(chǎn)環(huán)氧榴乙烷工液藝流程《化工工藝派學(xué)》第5章有機(jī)據(jù)產(chǎn)品氧氣直答接氧化偶乙烯生撥產(chǎn)環(huán)氧為乙烷的亦工藝如叛下圖所詢示。乙烯原料經(jīng)貪加壓后菊分別與氧氣，致穩(wěn)票氣甲烷、循環(huán)氣進(jìn)入原梢料混合器，迅速熟而均勻宿地混合凝達(dá)到安全組成，在進(jìn)冬入反應(yīng)凝器前加恩入微量望的二氯乙烷。原料混含合氣與越反應(yīng)后凡氣體熱肺交換預(yù)熱后進(jìn)入固定床反降應(yīng)器。反應(yīng)菠器采用趟加壓沸幫騰水散睜熱(副產(chǎn)蒸叫汽)，并設(shè)置融高壓蒸汽津發(fā)生系統(tǒng)壤，供本裝糖置使用。反應(yīng)后貪的氣體適經(jīng)換熱產(chǎn)生中壓(2.2膽MPa)蒸汽，冷卻到87℃后進(jìn)入環(huán)氧乙踢烷吸收墻塔。用來自環(huán)氧乙棍烷解吸備塔的貧循環(huán)水噴淋吸丸收環(huán)氧南乙烷。二氧化碳即脫除系統(tǒng)米由二氧化柄碳吸收塔座與碳酸鉀更再生塔組配成。在100℃、2.2M取Pa壓力下，倒以濃度為30%脹(質(zhì))以上的伙碳酸鉀筆溶液為詢吸收劑損，將二來氧化碳中吸收，蜂使二氧針化碳含搶量降至3.5顯%以下。乙烯氧缺化法生監(jiān)產(chǎn)環(huán)氧刷乙烷工都藝流程要圖《化工工盤藝學(xué)》第5章有育機(jī)產(chǎn)品乙烯氧化賊法生產(chǎn)環(huán)義氧乙烷工柳藝流程《化工工飽藝學(xué)》第5章有機(jī)鬼產(chǎn)品從環(huán)氧乙搬烷吸收塔宿底部流出延的環(huán)氧乙趴烷水溶框液進(jìn)入環(huán)氧爛乙烷解吸塔，通過汽提將環(huán)氧渡乙烷從其水溶液影中解吸攀出來。餃解吸出怒來的環(huán)踏氧乙烷苦經(jīng)冷凝框器與乙隊(duì)二醇原版料解吸參塔頂氣持、環(huán)氧報乙烷精響制塔頂姜餾出液餐匯合后田，進(jìn)入怨環(huán)氧乙例烷再吸做收塔用偶冷的工外藝水再甲吸收。再吸收速塔釜液裙含環(huán)氧拌乙烷約8.8%繼(質(zhì))，在乙二綠醇原料解鵲吸塔中，背用蒸汽加彈熱進(jìn)一步妄汽提除去懷水溶液中玻的二氧化碳和氮?dú)?，得環(huán)氧莫乙烷產(chǎn)品壟。環(huán)氧乙烷純精制塔以蛙直接蒸汽辯加熱，上姨部塔板用絮于脫甲醛，中部用銅于脫乙醛，下部用賴于脫水?？拷攤?cè)合線抽出含量>99.寸99%(質(zhì))的高純度環(huán)詢氧乙烷，中部濁側(cè)線采決出含少穩(wěn)量乙二征醇的環(huán)欄氧乙烷(返回乙須二醇原無料解吸糖塔)，塔釜姐液返回幻玉精制塔全中部，踏塔頂餾償出含有旋甲醛的員環(huán)氧乙贈烷返回米乙二醇悶原料解姻吸塔，或回收環(huán)嫩氧乙烷隊(duì)。5.2怪.3乙醛(Ace房誠tald霞ehyd哥e)乙醛，CH3CHO，分子施量44.衡053，沸點(diǎn)20.1碼6℃，無色膨、易燃麻、易揮看發(fā)、易多流動液維體，有彎辛辣味蚊、臭味蹈?！痘すぴ噷W(xué)》第5章有煉機(jī)產(chǎn)品乙醛與梨空氣的毒爆炸極嘗限為457%。乙醛在械廠房中最閉大允許濃母度為0.1享mg/悼L，濃度扶很大時掛會引起球氣喘、色咳嗽、蔑頭痛。乙醛的綱合成方劍法乙醛是極寶貴的有機(jī)合纖成中間體，乙醛井氧化可元制醋酸、醋酐和過醋酸(過氧乙貝酸,CH3COO職OH)；乙醛與它氫氰酸反途應(yīng)可得氰拜醇，由它晉轉(zhuǎn)化得乳酸、丙烯腈、丙烯酸酯。傳統(tǒng)甲的工業(yè)皆生產(chǎn)乙耳醛的方餡法主要以有以下4種：①乙炔焦水合法以電石冶為原料扛制乙炔戒，然后望在磷酸搞膈鈣催?；瘎┳鞑嬗孟職忉斚嗨先嗌梢艺苋Ｒ簹W相水合少工藝已揭被淘汰史。②從乙摸醇制乙忽醛有熱脫氫死和氧化脫嗓氫兩種路改線。③C3／C4烷烴氧化激制乙醛該法以丙羊烷/丁烷混合尊物氣相氧趁化得到乙款醛混合物恰。④乙烯直荒接氧化法該法是德減國Wac膀ker公司在195哨7~1處959年間開奔發(fā)的。雞具有成爪本低、救乙醛收樂率高、偶副反應(yīng)概少等優(yōu)禍點(diǎn)。目前，烷湖烴氧化法雁已被淘汰壇，乙炔水珍合法應(yīng)用佩也很少，穗主要方法基是乙烯直衡接氧化際法，世界部上70%的乙醛均來用此法生頁產(chǎn)。后面麻重點(diǎn)介紹瓜此法?！痘すに噺U學(xué)》第5章有繼機(jī)產(chǎn)品5.2.應(yīng)3.1乙烯液相吊直接氧化叼法生產(chǎn)乙捧醛的原理《化工工藝冰學(xué)》第5章有機(jī)坡產(chǎn)品以乙烯、工氧氣(空氣)為原料絮，在催拉化劑氯化鈀、氯化銅的鹽酸水紗溶液中，125℃、0.3M艙P(yáng)a進(jìn)行氣液相甚反應(yīng)生產(chǎn)乙駁醛：實(shí)際過槳程分為(1)快速的乙算烯氧化反店應(yīng)、(2)控制總?cè)欠磻?yīng)速每度的催絮化劑再踩生反應(yīng)己：當(dāng)乙烯氧沸化生成乙廟醛時，催燃化劑氯化獻(xiàn)鈀被還原成金屬鈀泡；氯化銅(+2價)是氧化劑，將鈀氧食化為氯化河鈀，催化嚴(yán)劑得到再榮生。氯化鈀浮濃度控翠制在一斗定范圍(0.2喬5~0.魚45g/蠢L)內(nèi)。在溶黃液中氯化邊銅的量很寫大，一般悅控制銅鹽災(zāi)與鈀鹽之?dāng)n比在100以上。5.2持.3.舅2乙烯液相季氧化法生神產(chǎn)乙醛的史工藝過程《化工工藝恩學(xué)》第5章有機(jī)肆產(chǎn)品乙烯液相震氧化法生昏產(chǎn)乙醛，展有一步法蕉和二步法爆兩種工藝膚。所謂一步法是指上麥?zhǔn)龅娜ゲ交咎椒磻?yīng)在雙同一反龜應(yīng)器中甘進(jìn)行，讀用氧氣博作氧化咱劑，又省稱為氧氣法。二步法是指乙烯羰基吸化和金屬Pd的氧化在一臺反螞應(yīng)器中進(jìn)四行，Cu+被O2氧化在另地一反應(yīng)器廁中進(jìn)行，隆避免了乙隊(duì)烯和空氣(O2)直接接陷觸。因睬為用空眉?xì)庾餮跸不瘎?，瓶又稱空氣法。(1)一步法工腹藝用一步隔法生產(chǎn)潑乙醛時矩，要求李羰基化升速度與鈴氧化速競度相同允，而這席兩個反待應(yīng)都與催化劑位溶液中Pd和Cu+的氧化度有關(guān)。享特點(diǎn)是O2不斷供給源，催化劑產(chǎn)溶液具有驗(yàn)比較恒定保的氧化度洗。工業(yè)上章采用具督有循環(huán)笛管的鼓泡床涌塔式反奸應(yīng)器，催化劑輝的裝量為繳反應(yīng)器的1/2補(bǔ)~1/窮3體積，反屆應(yīng)部分流羞程如下圖樣所示。①乙烯液公相氧化指法生產(chǎn)逝乙醛的叨工藝流占程圖《化工工優(yōu)藝學(xué)》第5章有機(jī)塊產(chǎn)品易爆氣體②工藝流程比圖說明《化工工藝奴學(xué)》第5章有近機(jī)產(chǎn)品原料乙烯和循環(huán)乙絕烯混合后傳從反應(yīng)閘器底部藍(lán)進(jìn)入，盈新鮮氧氣從反應(yīng)器惕下部側(cè)線角進(jìn)入，氧燙化反應(yīng)在125℃、0.3服MPa左右、進(jìn)待料C2H4含量65%、O2含量17%的條件下爹，乙烯轉(zhuǎn)文化率約為35%。反應(yīng)器上繞部密度較翁低的氣液混混合物經(jīng)喬導(dǎo)管進(jìn)入逗除沫器。解反應(yīng)氣體園連續(xù)自除喊沫器上部種逸出，催監(jiān)化劑溶液極自除沫分萌離器中沉秧降下來。從由于脫去演了氣體，岔催化劑溶自液密度大飄于氣液混祥合物密度唇，大部分墻催化劑溶冒液經(jīng)循環(huán)自行返薪回反應(yīng)器。自除沫純分離器忠出來的己含有產(chǎn)未物乙醛的氣體昨，經(jīng)第心一冷凝游器冷凝拜，凝液范全部返貞回除沫示分離器布。氣體堵再進(jìn)入痕第二、駁第三冷龜凝器，踢將乙醛和高沸點(diǎn)漂副產(chǎn)物冷凝下來建。未凝氣孔體進(jìn)入水執(zhí)吸收塔，頓用水吸收洽未被冷凝摸的乙醛。小吸收液和腦第二，第和三冷凝器案出來的凝砍液匯合后宵，一并進(jìn)辰入粗乙醛貯槽。自吸收事塔上部糕出來的劣氣體，壤含乙烯庭約65%，含氧輩約8.5挖%,乙醛含量功僅100p嘆pm左右。③反應(yīng)段墨的主要茶影響因鋒素《化工工格藝學(xué)》第5章有談機(jī)產(chǎn)品影響因賭素有原鎮(zhèn)料純度程、轉(zhuǎn)化牢率、進(jìn)那氣組成帶、溫度雨與壓力條等。1)原料純廢度要求乙段炔含量<3×刷10-5，硫化濟(jì)物含量<3×大10-6，乙烯該純度高絲式于99.5仔%，氧的純塔度也要大計(jì)于99.影5%。2)轉(zhuǎn)化率較及進(jìn)反圍應(yīng)器的翼混合氣察組成自反應(yīng)稀器出來午的氣相鵝混合物(即最終的釀循環(huán)氣)的組成哨必須嚴(yán)烏格控制軍。當(dāng)循仁環(huán)氣中亞氧含量>12曲%，乙烯鞋含量<58%時，就蜻會形成爆炸混合有物，因此美要求循家環(huán)氣中濟(jì)氧含量吧在8%左右，旗乙烯含震量在65%左右。仆由于副專反應(yīng)要棵消耗一市部分氧咱，一般救氧的用愛量比理漲論值過禿量10%。3)反應(yīng)溫度泛和壓力增加壓目力有利圾于氣體棗溶解在里液體中日而加速累反應(yīng)。例但綜合悉考慮，罷反應(yīng)壓要力一般御選擇在0.3M居Pa左右。反院應(yīng)溫度必僑須與反應(yīng)壯壓力相對猜應(yīng)。這是優(yōu)因?yàn)橐蚁└逖趸蓮?fù)乙醛的反濤應(yīng)是放熱量日較大的干反應(yīng)，反應(yīng)熱侮量需由乙醛與佳水的汽械化帶走。0.3M累Pa的反應(yīng)令壓力相蠢應(yīng)的反點(diǎn)應(yīng)溫度賊為120沿~13咸0℃。④粗乙醛歲精餾工都藝流程動說明《化工工藝屆學(xué)》第5章有怎機(jī)產(chǎn)品工業(yè)上絹一般采崖取兩步職法將粗刻醛精餾磨。第一牌步是脫二氧化待碳、氯甲圣烷、氯乙姿烷等輕組裝分，第二槽步是脫除廢違水和高站沸物，并得到秩副產(chǎn)的丁挎烯醛。由仁于乙醛沸苦點(diǎn)較低，館要將其冷仙卻下來必拆須在分餾移塔頂使用鐘大量冷凍彩鹽水，故腦輕餾分塔是和乙醛精撿餾塔均在垃加壓條件寇下操作，好這樣可節(jié)賊省冷量。⑤催化奸劑溶液再嗓生為了使版催化劑群的活性箭保持恒春定，需塵連續(xù)自敬裝置中弦引出一鹽部分催層化劑溶葵液進(jìn)行襯再生，名并通入氧和補(bǔ)充鹽酸使Cu+氧化，隙然后降小壓、降侵溫到100~卷105℃，在分離憐器中使催璃化劑溶液貝與逸出的概氣體-蒸汽混衫合物分趟離。分雖離器底鈴部的催訂化劑溶撤液，經(jīng)煉泵升壓簡后，送吧至分解糾器，直甩接通入餓水蒸汽驚加熱至170℃，將草忘酸銅氧賓化分解抽，放出CO2并生成CuC報l2，再生后稍催化劑送滑回反應(yīng)器光。一步法則生產(chǎn)乙純?nèi)┑募兓蚨瓤蛇_(dá)99.7碧%以上。(2)二步法蹤蝶工藝《化工工屯藝學(xué)》第5章有懸機(jī)產(chǎn)品乙烯的羰基化反導(dǎo)應(yīng)和CuCl的氧化反應(yīng)分別在久兩個串饞聯(lián)的管傍式反應(yīng)噴器中進(jìn)凳行，稱循二步法眾工藝。攀由于乙圈烯(氧化成乙盲醛)和空氣(氧化催化均劑)不在同一肥反應(yīng)器中乏接觸，可軟避免爆炸忠危險。乙烯先最通過充孔滿催化焰劑溶液奮的鈦材貧或鈦襯欺里的管式反應(yīng)默器，反應(yīng)器在1.0美~1.陡2MP垮a、105~伐110℃條件下魯操作，具乙烯轉(zhuǎn)洽化率可忘達(dá)99%以上。一箏般采用較罩高壓力以慘提高乙烯腹的溶解度靠，以加快抽反應(yīng)速度鼠。產(chǎn)物閃蒸至常壓，氣蒸出乙醛頓、水分及規(guī)易揮發(fā)組紛分，進(jìn)入粗餾塔濃縮至濤含乙醛60~岡70%；再進(jìn)脫輕組分鄭塔除去輕組夜分，進(jìn)入精餾塔，側(cè)線出倚丁烯醛，亭頂部出精譜乙醛。在氧化反鼓應(yīng)器中，餐用空氣處嘗理來自粗囑餾塔釜的董催化劑溶劇液，使Cu+被氧化為Cu2+，氧轉(zhuǎn)食化率約99%。氧化且后的催廉化劑再卻循環(huán)到欠羰基化介反應(yīng)器泰。氧化反溪應(yīng)器的陡尾氣經(jīng)拿廢氣洗導(dǎo)滌塔洗戴滌后放叔空。二步法反溪應(yīng)部分工抽藝過程《化工工姐藝學(xué)》第5章有很機(jī)產(chǎn)品二步法啞的特點(diǎn)是催化劑仰溶液的氧改化度在反紹應(yīng)器中，入口高、馬出口低。二步個法流程長，鈦材消灘耗比一步愚法高。但命二步法用空氣作餡氧化劑，減少了饞投資和操墳作費(fèi)用。5.3丙烯系濱列主要摔產(chǎn)品《化工工藝燈學(xué)》第5章有機(jī)納產(chǎn)品5.3報.1聚丙烯聚丙烯，簡稱PP(p刻oly-塊prop舞ylen胞e)，由丙烯造聚合而成鳥的熱塑性樹紋脂。工業(yè)貌聚丙烯鞠為半透適明無色眾固體，撓無臭無桿毒，熔哪點(diǎn)167℃，密度0.90去g/cm3，是最輕洪的塑料。包聚丙烯的望品種較多慨，在單體寒中插入大破分子后，廉形成不對埋稱結(jié)構(gòu)，駱如右圖。聚丙烯束的生產(chǎn)冷方法主術(shù)要有淤漿法、液相本體滿法和氣相本體赴法。在稀釋劑害中聚合的艘方法稱淤漿法，是最昨早工業(yè)莫化、也冶是迄今寒產(chǎn)量最練大的方醬法。在70℃和3MP紹a的條件刮下，在膛液體丙孔烯中聚施合的方段法稱液相本就體法。在氣態(tài)慣丙烯中聚韻合的方法伴稱氣相本這體法。(1)聚丙烯的聰生產(chǎn)原料《化工工盆藝學(xué)》第5章有誤機(jī)產(chǎn)品①丙烯要求單體編丙烯純度屑高，達(dá)到99.氧5%以上。②稀釋聯(lián)劑石油精嫩煉制品紫自丁烷至十二烷都可作稀嬸釋劑，而拉以C6~C8(沸點(diǎn)68~授125?！?飽和烴越為主?？窒♂寗┭阒蟹枷愀阶寤蠋梦锖侩H低于0.1%朋~0.5稼%(體積)，其它雜樸質(zhì)應(yīng)低于(1~宋5)×拋10-6。③催化奮劑聚丙烯的祝催化劑發(fā)猾展階段與兄工藝特點(diǎn)球見下表。偵目前一般奏采用非均價相第三代Zie屑gle攻r-N常att賠a催化劑。④氫高純度乞氫用來銀調(diào)節(jié)聚彩丙烯的來分子量姨，即調(diào)做節(jié)產(chǎn)品基的熔融指傳數(shù)，用量逃為丙烯心量的0.0絹5%~付1%(體積)。催化劑年代活性/kg.g-1效率/kg.g-1等規(guī)指數(shù)/%TiCl3-AlEt2Cl~19700.8~1.23.0~5.088~93TiCl3-AlEt2Cl+路易士堿(絡(luò)合Ⅱ)~19803.0~8.012~2092~97MgCl2載體TiCl4AlEt3~19905.0~20.0300~800≥98(2)聚丙烯的蛛工藝過程《化工工藝彎學(xué)》第5章有機(jī)券產(chǎn)品①淤漿法淤漿法為連續(xù)式癢操作，飽和烴(C6~C8飽和烴為寧主)為反應(yīng)介壓質(zhì)，固體環(huán)催化劑懸杏浮于反應(yīng)石介質(zhì)中，湯丙烯聚合若生成的聚丙烯顆釣粒分散于惰反應(yīng)介謎質(zhì)中呈睬淤漿狀炭。反應(yīng)釜為翁帶攪拌的釜式壓豬力反應(yīng)柄器，容積10~昏30m3。催化否劑在反撐應(yīng)釜內(nèi)節(jié)的停留縫時間約1.3蜻~3h，反應(yīng)賺溫度50~床75℃，壓力綁為0.5~宗1.0M擊Pa，反應(yīng)越后漿液鳥濃度一燭般低于42%巴(質(zhì)量)。②液相本沉體法采用絡(luò)合Ⅱ型催化劑限，在70℃和3MPa漆(飽和蒸巨汽壓)的條件下付，在液體丙烯中聚合，間歇式單釜操作狠。主要特插點(diǎn)是流程芹簡單、原惡料適應(yīng)性協(xié)強(qiáng)、動力下消耗和生就產(chǎn)成本低蜓、經(jīng)濟(jì)效睬益好、三理廢少。液相本脈體法用氫調(diào)節(jié)患產(chǎn)品分子后量，工藝機(jī)流程見下幟圖。液相本體萬法聚丙烯賞工藝流程探簡圖《化工工晃藝學(xué)》第5章有素機(jī)產(chǎn)品聚丙烯代工藝流呀程說明《化工工藝坊學(xué)》第5章有捕機(jī)產(chǎn)品該工藝旁流程為姑間歇式屢生產(chǎn)過繪程。乓界拐外來的獵粗丙烯(液體)，經(jīng)過氧化相鋁干燥弱塔3、鎳催化積劑(加氫)脫氧塔4、分子篩天干燥塔5后，進(jìn)祥入精丙烯酸計(jì)量罐6。精丙鼠烯經(jīng)計(jì)壩量后進(jìn)寄入聚合釜11，活化蒸劑二乙稍基氯化掌鋁、催挎化劑三寒氯化鈦撇和分子刃量調(diào)節(jié)伏劑氫氣誓，按一熱定比例炕一次性丟加入聚籮合釜中溪。向聚舒合釜夾催套通入零熱水，加熱液瞎相丙烯至溫度75℃、壓力3.5M誕Pa下進(jìn)行液伐相本體聚辮合。重生孔成的聚丙痰烯顆粒狀亡懸浮在丙歇烯上面，策隨著反應(yīng)耀的進(jìn)行，預(yù)顆粒濃度陵不斷增大聞。大約反應(yīng)3~6h，即可做完成聚肆合過程誓。將聚柔合釜適斧當(dāng)泄壓，未反應(yīng)抵的丙烯逸出，在丙烯冷凝手器17中，經(jīng)冷與凍鹽水冷積凝回收后轟循環(huán)利用蟲。利用剩丹余壓力，傻釜內(nèi)聚丙饑烯噴入閃蒸釜15，閃蒸減出的氣酸體(丙烯為擁主)在旋風(fēng)分叼離器16中分離掉棒聚丙烯粉思末后，送缸至氣柜回侮收。往閃丟蒸釜中通森入N2或空氣咳進(jìn)行置心換、脫叨活，得謀到聚丙叔烯粉料幕產(chǎn)品，衣送去改削性造粒蝴工序。5.3錫.2丙烯腈(Acr冤ylon侮itri寨le;羅Prop卵enen訂itri附le)《化工工廚藝學(xué)》第5章有液機(jī)產(chǎn)品丙烯腈，CH2=CH吹CN，分子式復(fù)為C3H3N，分子量53.竭06，物理性竄質(zhì)見下表祖。丙烯腈在常溫蹲常壓下夢是具有刺激性臭病味的無色液寄體。有毒襖，在空氣倡中的爆炸城極限為3.0開5%~鞠17.速0%。能溶于成許多有機(jī)丘溶劑，與于水部分互悲溶(3.3陜%)，形成最恨低(71辰℃)共沸物寺。丙烯令腈主要裙用于生歐產(chǎn)聚丙烯鑄腈纖維、ABS樹酯等工程花塑料和丁腈橡倦膠。生產(chǎn)丙烯由腈的方法火主要有丙烯氨氧把化法。5.3.慣2.1丙烯氨薯氧化生描產(chǎn)丙烯豬腈的生毛產(chǎn)原理《化工工藝夸學(xué)》第5章有矩機(jī)產(chǎn)品丙烯氨酬氧化制丙烯座腈為放熱的氣固相簽催化反劣應(yīng)，反應(yīng)如等下：副反應(yīng)奴程度比弦較大，貫產(chǎn)物可率分為三脂類：氰化物、有機(jī)含氧化域合物(乙酸)、深度氧乖化產(chǎn)物一氧化尖碳和二招氧化碳。丙烯氨氧拔化生產(chǎn)丙俗烯腈所用催化劑主要有鉬(Mo)系和銻(Sb)系催化劑，懂反應(yīng)器有歇流化床和鄙固定床兩擠類。流化床一般用粗祥孔微球形沙耐磨的硅膠載拜體；固定床咽注重導(dǎo)熱它性質(zhì)，一飲般采用低抄比表面積幫沒有微孔渴結(jié)構(gòu)的惰冊性物質(zhì)作裙載體，如留剛玉、碳礙化硅等。并有如下副反應(yīng)：5.3活.2.隱2丙烯氨氧健化生產(chǎn)丙弓烯腈的工辦藝條件《化工工藝禍學(xué)》第5章有機(jī)阻產(chǎn)品(1)原料配商比①丙烯稱與氨配比一般控制娘氨略為過控量，丙烯/氨=1:魂1.0化5~1彼.1。②丙磚烯與空池氣配比丙烯氨室氧化以師空氣作頭氧化劑明，理論隱用量是珠丙烯/空氣=1/熄7.3。因?yàn)榻腋狈磻?yīng)奶要消耗幻玉氧，尾派氣中需盾要有過過量氧存凡在以防擺止催化窩劑被還倚原失去河活性。盡一般控皇制在丙烯/空氣=1/每9.5謀~12。(2)反應(yīng)溫趟度反應(yīng)溫度賽對反應(yīng)產(chǎn)真物收率、材催化劑選雕擇性及壽露命、安全振生產(chǎn)都有喪影響。右圖為于丙烯在訊鉬系催洋化劑上雁氨氧化替溫度對老主副反甩應(yīng)產(chǎn)物磁收率的仙影響。由圖可折看出,丙烯腈踩的適宜謎合成溫焦度為450艇~48濾0℃，一般控皂制在470閃℃。收率生產(chǎn)丙烯冠腈的工藝鼠條件《化工工藝盞學(xué)》第5章有機(jī)礎(chǔ)產(chǎn)品(3)反應(yīng)壓墳力丙烯氨氧夜化的動力收學(xué)方程為悉：式中，v—丙烯氨氧哥化的反應(yīng)略速度；CA—丙烯濃度朋；k—速度常武數(shù)。體摔積增加酷的反應(yīng)僅，增加沈壓力，芳丙烯腈粒收率降攪低。一歪般采用腔微正壓救操作，州約55k標(biāo)Pa(表)。(4)接觸時弦間氨氧化弊過程的請主要副晴反應(yīng)均鳳為平行調(diào)副反應(yīng)蜘，接觸請時間對足丙烯轉(zhuǎn)娃化率和輩丙烯腈煮收率的等影響見心右圖。由圖可修知，丙漲烯腈收荷率隨接重觸時間回增長而兆增加，忘而主要波副產(chǎn)物灣增加不瘡大。可乎以適當(dāng)引增加接控觸時間蔑以提高祝丙烯腈吳收率。菌目前，瘦生產(chǎn)裝少置控制哈接觸時窩間在5~7秒范圍扮內(nèi)。5.3糧.2.挪3生產(chǎn)丙脫烯腈的檔工藝流獻(xiàn)程《化工工跟藝學(xué)》第5章有機(jī)孫產(chǎn)品丙烯氨耀氧化法甚生產(chǎn)丙胃烯腈的析流程主捷要由反應(yīng)、回收及精制三部分全組成，委如下圖仁所示。反應(yīng)部分為氣固浸相流化滋床反應(yīng)鉤器1；回收部驚分由急冷塔2~脫氰塔7組成；精制部分為板式精伏餾塔8。5.4碳四(C4)系列主要汪產(chǎn)品《化工工辯藝學(xué)》第5章有機(jī)探產(chǎn)品5.4.爽1丁二烯(Die粒thyl舉ene)丁二烯漸的工業(yè)哄產(chǎn)品主尺要是1,3頓-丁二烯稿，為無鈔色略帶銀大蒜味促的氣體違，有毒冶。能溶派于許多釋有機(jī)溶艦劑，微潑溶于水刺和醇。煙丁二烯化是重要崇的聚合茶物單體漏，能與束多種化勞合物共漲聚制造蟲各種合際成橡膠階和合成濁樹酯。沙丁二烯味的工業(yè)耽生產(chǎn)方叔法有碳四餾分忌分離和合成法。丁二烯究的生產(chǎn)千方法《化工工賣藝學(xué)》第5章有機(jī)區(qū)產(chǎn)品(1)碳四餾分寒分離用粗汽油或重石炸油餾分滋進(jìn)行蒸汽裂解制取乙考烯的C4餾分中含喂有45%洽~50勇%的丁二氣烯，通血過萃取精岡餾(丙酮、逃糠醛、先乙腈、熱二甲基講乙酰胺)分離得到屋丁二烯。(2)丁烷脫診氫目前工業(yè)刺上應(yīng)用較旁多的是胡德利蔥法。該法姨在650℃，15kP貢a和絕熱條件下品，使丁蓬烷一步器脫氫生洪成為丁希二烯。(3)丁烯脫鐘氫在催化程劑作用味下將丁仔烯脫氫熔為丁二涌烯是該裙法的基差本過程斗，操作殲溫度650℃，轉(zhuǎn)化率27%。60年代以后另，被丁烯援氧化脫氫漁法取代。(4)丁烯氧化我脫氫法丁烯氧化際脫氫法采心用鐵尖晶竊石催化劑促，丁烯的竊轉(zhuǎn)化率可蹈達(dá)78~8趟0%，丁二羨烯的選首擇性達(dá)92~種95%。因其轉(zhuǎn)爬化率和選減擇性都很嬸高，所以情被廣泛采槳用。(5)列別捷樓夫法它以乙虧醇為原心料，用MgO-繳SiO2催化劑，律在400℃一步將乙割醇脫氫和刊脫水。5.4躺.1.獵1丁烯氧炎化脫氫墓制丁二們烯的生禮產(chǎn)原理《化工工藝丙學(xué)》第5章有機(jī)邁產(chǎn)品(1)丁烯氧化旦脫氫的化拋學(xué)反應(yīng)主要副反志應(yīng)有：①氧化乘降解生成餓醛、酮、推酸等含氧器化合物；②完全忘氧化生成叼一氧化碳雀、二氧化刺碳；③氧直儲接加入分膚子中間，溉生成呋喃訊、丁烯醛犁、丁酮等團(tuán)；④氧化撤脫氫二聚僅芳構(gòu)化生悅成芳烴；⑤丁罩烯雙鍵意位移反鉤應(yīng)，即鍬正丁烯追在三種行異構(gòu)體清之間以播相當(dāng)快禽的速度辰進(jìn)行異權(quán)構(gòu)化反刊應(yīng)。(2)丁烯氧兩化脫氫聲的熱力窄學(xué)分析上式表明朝，丁烯氧半化脫氫反脈應(yīng)平衡常摸數(shù)很大(1020)，接近繪完全轉(zhuǎn)框化，但畏因副反伍應(yīng)發(fā)生李，使丁化二烯的點(diǎn)收率降世低。(3)丁烯氧?；摎浞恋拇呋蕜┖蛣友粤W(xué)《化工工藝叉學(xué)》第5章有機(jī)孩產(chǎn)品催化劑成為丁雖烯脫氫盒的關(guān)鍵業(yè)。丁烯段氧化脫迎氫催化狐劑主要缸有鉬酸欣鉍系催習(xí)化劑、濕混合氧江化物系短催化劑沾、尖晶熔石型鐵穿系催化蔑劑等。式中，r—生成丁烯庭的反應(yīng)速冠度；pa—丁烯的分崖壓；pO2—氧氣的嗚分壓。購由此可餐看出，丁烯氧撕化脫氫的反應(yīng)斜速度與管水蒸氣饑的分壓棟無關(guān)，濾基本為不可逆反壟應(yīng)。相對來說青，鐵系催戶化劑在收燈率、選擇筑性、轉(zhuǎn)化匠率方面優(yōu)鞠于鉬系催慈化劑。采速用鐵系催化潛劑的動力嘆學(xué)方程克式為：類型催化劑溫度/℃轉(zhuǎn)化率/%選擇性/%收率/%鉬酸鉍系Mo-Bi-P48063~6877~7853H-19836068~709061~63B-02330~55067.5~70.390~9262~68鐵系F-84-13370~38076~7891.2~92.869~725.4.祖1.2丁烯氧化六脫氫制丁龍二烯的生詢產(chǎn)工藝條奔件《化工工仍藝學(xué)》第5章有銹機(jī)產(chǎn)品影響丁濕二烯生恨產(chǎn)的因編素主要刪有反應(yīng)溫逐度、丁烯空速、氧烯比，水烯比及反應(yīng)壓力。(1)反應(yīng)溫度在一定溫穗度范圍內(nèi)槳，丁烯轉(zhuǎn)嗎化率與丁慶二烯收率擁隨溫度升磚高(反應(yīng)速恒度增加)而逐漸沿增加，咸而CO與CO2收率之芒和也略厲有提高調(diào)，丁二旁烯選擇論性無明婆顯變化渾。H-1踩98催化劑常板使用流化床反饒應(yīng)器，反應(yīng)螞溫度一醬般控制揀在360挨~38撫0℃。而B-0仆2催化劑缺常使用固定床玩二段絕掀熱反應(yīng)落器，反應(yīng)堂溫度一率般為320~煤380℃，出口溫晶度為510~土580℃。(2)反應(yīng)壓裕力由反應(yīng)跡動力學(xué)伯方程可揚(yáng)見，增海加壓力俯反應(yīng)速虧度增大慘，丁烯伙轉(zhuǎn)化率窯增加。閘且深度備氧化(CO、CO2)為體積址增加反嘉應(yīng)，壓基力增大油，有利個于抑制斜深度氧禮化；但蜜丁二烯奇生成反張應(yīng)體積魯也略有廉增加，唇故反應(yīng)醋選擇性柏下降，薦丁烯消航耗增加之。一般眨選擇反殿應(yīng)壓力粒約0.18斃MPa(表)。丁二烯的煎生產(chǎn)工藝嫂條件《化工工藝門學(xué)》第5章有機(jī)暫產(chǎn)品(3)丁烯空速絕的影響丁烯空寨速的大喇小表明鞭催化劑吵活性的茶高低。謠空速由250h-1增加到350h-1時，丁沉烯的轉(zhuǎn)懷化率、親丁二烯普的收率追及CO+C承O2的收率合均下降拘，而丁旋烯的選識擇性稍莖有上升承。因此歉，提高琴空速，茄反應(yīng)效稱果良好鬧，但空六速過大放則會使裁轉(zhuǎn)化率列、收率日有所下昨降。(4)氧烯摩粥爾比氧烯比胸增大，件丁二烯蘇收率上胸升，CO+C截O2的收率也籍明顯增加渾，丁二烯皇選擇性下啞降。氧烯瓣比減小，勁將使催化歌劑的活性但降低，從賭而降低轉(zhuǎn)昆化率和選占擇性。通寧常流化床坑反應(yīng)器氧岔烯比為0.6腔5~0笨.75(理論為0.5)，固定床爛反應(yīng)器為0.70羨~0.7削2較適宜。(5)水烯比的箱影響水蒸氣作錘為稀釋劑和熱載體，具有附調(diào)節(jié)分渠壓、帶京出反應(yīng)可熱的功淹效。水閘蒸氣還鋤可消除踐催化劑她表面積炭以及延靈長壽命映。在生魯產(chǎn)中，流化床幸反應(yīng)器控制在9~1無2之間，固定床排反應(yīng)器控制在12~1縣3之間。5.4.致1.3丁烯氧廁化脫氫梢制丁二啄烯的工通藝流程《化工工藝崖學(xué)》第5章有機(jī)曬產(chǎn)品370竟℃0.18嘗MPa580箭℃1.1M濁Pa水C6油5.4洗.2甲基叔妥丁基醚《化工工藝違學(xué)》第5章有機(jī)濕產(chǎn)品甲基叔熟丁基醚(Me需thy松lt叨ert炮but因yl覺eth顏er,MTBE)，結(jié)構(gòu)式遍為(CH3)3COC拔H3，分子量88.1播5。是一條種調(diào)節(jié)辛烷值的汽油添加施劑。5.4.評2.1鼓MTBE的生產(chǎn)干方法《化工工盜藝學(xué)》第5章有盞機(jī)產(chǎn)品異丁烯與甲醇在酸性催仙化劑下，常壓液相反應(yīng)合先成MTB香E：可能的副項(xiàng)反應(yīng)有：由于副反晨應(yīng)的程度苗較小，異丁烯合成MTBE的選擇性誤較好，一精般計(jì)算中慚可以忽略示不計(jì)。生成MTB辰E的反應(yīng)彼為可逆反癢應(yīng)，平衡常數(shù)可表示坐為：叔丁醇5.4租.2.斯2合成MTBE的工藝合條件《化工工箏藝學(xué)》第5章有扮機(jī)產(chǎn)品影響MTBE生產(chǎn)的仗主要因否素有溫鳴度、甲壤醇/異丁烯等鏟。(1)反應(yīng)溫?cái)偠群铣蒑TB壯E的反應(yīng)拌為放熱跡反應(yīng)，鏟升高溫國度，平筋衡常數(shù)扶減小。材所以，馳從熱力張學(xué)角度皂分析，仁低溫有占利于反膝應(yīng)。但態(tài)從動力牽學(xué)角度其分析，澇溫度低腎則反應(yīng)過速度較搏慢，降鉤低了設(shè)抗備的生瘋產(chǎn)能力雜。通常，炸采取兩段反應(yīng)，第一段廳溫度較高(共沸，~60℃總)，完成大河部分反應(yīng)清；第二段庸溫度較低(~40宋℃)，以保證拴異丁烯的械轉(zhuǎn)化率。(2)甲醇與異惑丁烯的摩胳爾比因異丁烯萄可能自聚，采取甲醇過量。甲醇與荒異丁烯摩叨爾比越高災(zāi)，異丁烯緊自聚反應(yīng)墻減弱，合駐成MTBE的選擇性巷上升，異吹丁烯的平答衡轉(zhuǎn)化率齊也增加；琴但過高慚的摩爾比帥，也會造駛成甲醇的得分離、回絮收成本。久通常選擇替甲醇與異益丁烯摩爾兆比為1.1~象1.2為宜。5.4副.2.四3合成MTB逆E的工藝流惹程《化工工改藝學(xué)》第5章有機(jī)芬產(chǎn)品生產(chǎn)MTB安E的工藝流刺程包括催化(酸性離掃子交換亞樹脂)合成、MTBE回收提屈純、剩余C4中甲醇波的回收等三個憑部分，曉主要工風(fēng)藝有意夕大利SNAM法、德國Huls法。其中SNAM二段法危工藝如湯下圖。冷卻水灘控溫5.5芳烴系列蓮主要產(chǎn)品《化工工藝令學(xué)》第5章有機(jī)梳產(chǎn)品5.5.臭1苯乙烯苯乙烯粉系無色菌至黃色獵的油狀扯液體，泄具有高折射皇性和特殊芳爐香氣味。呆難溶于水帝，溶于乙脅醇和乙醚挨等有機(jī)溶繞劑。苯乙撿烯最重要仁的用途是率作為合成橡務(wù)膠和塑料的單體，超以生產(chǎn)丁苯橡膠、聚苯乙烯、泡沫聚苯打乙烯。5.5瞞.1.萌1乙苯催伙化脫氫松制苯乙們烯的原輕理目前，工剩業(yè)生產(chǎn)苯田乙烯的主愧要方法有乙苯催辯化脫氫賓法(90床%)和乙苯和巧丙烯的青共氧化腳法。其中乙苯催化劉脫氫法在600慢~66唯0℃、常負(fù)壓而下進(jìn)行的成氣固相催聚化反應(yīng)，主反應(yīng)為：《化工工藝豪學(xué)》第5章有機(jī)鹽產(chǎn)品CH2CH3—CH=CH2+H2―117kJ/mol在乙苯熊脫氫生拜成苯乙胃烯的同抗時，還轟伴隨一錢些副反應(yīng)：移①說加氫裂子解反應(yīng)裁，生成型甲烷、括乙烷、細(xì)甲苯和怕苯；俘②風(fēng)在水繁蒸氣存壘在下，翠還可發(fā)尸生水蒸董氣的轉(zhuǎn)狠化反應(yīng)另，生成韻甲苯、督二氧化把碳和氫孩氣；煮③元乙苯乘高溫下頁生碳反碰應(yīng)，生出成碳和鉗氫氣；歷④產(chǎn)博物苯乙握烯還可焰能發(fā)生菊聚合，挑生成聚垮苯乙烯鑰和二苯賓乙烯衍炒生物等破。乙苯和戚丙烯的搜共氧化奧法制苯未乙烯《化工工畝藝學(xué)》第5章有恒機(jī)產(chǎn)品乙苯和君丙烯的鋤共氧化漁法，經(jīng)過如趟下式所示法三個過程身：(1)乙苯先獨(dú)氧化為譜乙苯過瞧氧化氫夕；(2)然后與丙治烯反應(yīng)生爽成α-甲基苯甲鼓醇和環(huán)氧瀉丙烷;(3)侵α-甲基苯冊甲醇再制脫水生滴成苯乙含烯。5.5師.1.堵2乙苯脫該氫制苯百乙烯的筆工藝條絨件《化工工顯藝學(xué)》第5章有梅機(jī)產(chǎn)品影響乙率苯脫氫陷反應(yīng)的每因素主甲要有反應(yīng)溫度，反應(yīng)壓罵力、水蒸氣匙用量、原料純度和催化劑等。(1)反應(yīng)溫度乙苯脫羨氫是強(qiáng)吸熱反御應(yīng)。平衡常叔數(shù)隨溫度付的升高而舒增大，故貞升溫對脫虜氫反應(yīng)有偽利。但是期，由于烴北類物質(zhì)在玩高溫下不吳穩(wěn)定，所寒以脫氫宜管在較低溫喂度下進(jìn)行唇。乙苯脫宗氫反應(yīng)的掛平衡常數(shù)爭和最大產(chǎn)視率如下表濕所示。由上表希可知溫代度升高筋，最大擱產(chǎn)率增虛大，反換應(yīng)速度跨也加快遣。但是煙，溫度拴太高，許副反應(yīng)筆也會增歉加。采括用以氧季化鐵為角主的催游化劑，皇其適宜棄的反應(yīng)揀溫度為600660錢℃(8妙70K請~93遵0K)。溫度/K5006007008009001000平衡常數(shù)/Kp7.12×10-79.65×10-63.3×10-34.7×10-20.3752.0最大產(chǎn)率/%7.6310.48995.7制苯乙烯站的工藝條爪件《化工工枕藝學(xué)》第5章有姨機(jī)產(chǎn)品(2)反應(yīng)壓恨力乙苯脫氫暫反應(yīng)是體流積增大的互反應(yīng)，降授低壓力對除反應(yīng)有利壇。當(dāng)壓力嘗從0.1M季pa減到0.01榴Mpa時，達(dá)販到相同待的平衡府轉(zhuǎn)化率鹿所需的茅溫度約浸降低100℃左右。(3)水蒸氣用售量為了降低來反應(yīng)壓力，工業(yè)上憑常采用水胞蒸氣作為稀釋劑來減壓。陽水蒸氣作鳴稀釋劑的熔優(yōu)點(diǎn)是與暗產(chǎn)物易分屠離、熱容填量大、可胡消除催化覽劑表面上箭的結(jié)焦等甩。乙苯與匯水蒸氣質(zhì)睜量比為1：1.2縮慧~2.鋪6。(4)原料純度要求原料受中二乙苯帆的含量<0.肅04%、乙炔≤10p捉pm(請V)、硫(以H2S計(jì))≤2p肢pm(V泰)、氯(以HCl計(jì))≤2p訓(xùn)pm(W肥)、水≤10p慢pm(鉛V)。(5)催化劑主要采饒用ZnO系和Fe2O3系兩種女催化劑但，目前傷，工業(yè)百上廣泛田采用Fe2O3系催化秘劑，即Fe2O3-Cr2O3-K2CO3。5.5管.1.男3乙苯催核化脫氫果制苯乙屋烯的工刮藝流程《化工工藝凍學(xué)》第5章有屆機(jī)產(chǎn)品(1)外加熱列峰管式反應(yīng)肌器的工藝具流程