丙烯腈生產(chǎn)工藝研究文獻(xiàn)綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u20647丙烯腈生產(chǎn)工藝研究文獻(xiàn)綜述 1319261.1丙烯腈的概況 1119031.2丙烯腈的性質(zhì) 169011.2.1丙烯腈的化學(xué)性質(zhì) 194901.2.2丙烯腈的物理性質(zhì) 1228951.3丙烯腈的生產(chǎn)方法 1165541.4有關(guān)丙烯系列產(chǎn)品的生產(chǎn) 1186081.5反應(yīng)原理 1223771.5.1主、副反應(yīng) 1222871.5.2催化劑 1133391.5.3操作條件 1109291.6丙烯腈生產(chǎn)的工藝流程圖 11.1丙烯腈的概況丙烯腈又被稱作“氰基乙烯”，它有自聚能力，它在常溫、常壓下呈黃色。由于它含有氰基，所以它具有劇毒，丙烯腈在空氣中濃度是不高于。它在有機(jī)原料中也占據(jù)一席之地，和發(fā)生共聚反應(yīng)生成丁腈橡膠，我們最熟悉的纖維中的其中一種就是由丙烯腈生產(chǎn)的。然而最突出的是我國，就我國來說生產(chǎn)腈綸主要占比都超過了。就說制造方面，除了可以制造上面所說的外，還可以制造很多物質(zhì)。

制造的方法千千萬，但是方法再多也有最重要的一種或者幾種，乙炔法、環(huán)氧乙烷法和丙烯氨氧化法這三種最主要的方法。說到底在這三種方法里面最主要的還是最后一種，因為它從哪方面來講都是有利的，其優(yōu)點(diǎn)如下：(1)原料價廉易得（這兩種原料丙烯和氨的來源均很豐富并且價格相對來說低廉）。(2)合成簡單。(3)副產(chǎn)物少（氫氰酸和乙腈是反應(yīng)所得的主要的副產(chǎn)物，而且這兩種副產(chǎn)物都可以被回收利用）。(4)反應(yīng)可以放出很多熱。(5)反應(yīng)進(jìn)行的比較艱難。(6)生產(chǎn)成本低和投資少。1.2丙烯腈的性質(zhì)1.2.1丙烯腈的化學(xué)性質(zhì)是易燃物，爆炸性混合物也可以由丙烯腈蒸汽與空氣作用形成。丙烯腈的堆溫度要求不高很容易燃燒，并且燃燒后還會放出有毒的氣體。而且在高溫下會發(fā)生聚合反應(yīng)而且放出大量的熱，會使容器破裂。1.2.2丙烯腈的物理性質(zhì)表1.4丙烯腈主要物理性質(zhì)1.3丙烯腈的生產(chǎn)方法(1)乙炔法：(2)環(huán)氧乙烷法：此方法的原料主要是氫氰酸和環(huán)氧乙，此反應(yīng)主要經(jīng)過兩步反應(yīng)才能合成丙烯腈。(3)乙醛法：經(jīng)調(diào)查乙炔法相比乙醛法和環(huán)氧乙烷法這兩種方法優(yōu)勢占據(jù)上風(fēng)，但是也有弊端，此方法最終生產(chǎn)合成得到的丙烯腈需要分離和提純，但是乙炔法的生產(chǎn)發(fā)展也受到了地區(qū)的限制，有些資源時受限制的3。但是以上三種生產(chǎn)方法的原材料都比較貴，而且這三種方法的原材料中都有氫氰酸，氫氰酸是有劇毒的，氫氰酸中含有氫氰基，并且它的生產(chǎn)成本很高。例如以下幾點(diǎn)。(1)就前面所說的來看這兩種產(chǎn)品就很容易得到。(2)合成簡單，它經(jīng)過一步反應(yīng)就可以得到丙烯腈產(chǎn)品。(3)丙烯氨氧法的副產(chǎn)物少。(4)它在反應(yīng)的過程中可以放出很多的熱。(5)丙烯氨氧化法對壓力的要求并不是很高。(6)原料可以配套使用節(jié)省了投資的費(fèi)用。從上面的介紹，這種方法被看做是制造萬里挑一的方法。1.4有關(guān)丙烯系列產(chǎn)品的生產(chǎn)的來處有很多，最主要的也不過就這幾個，其中第一種來源是由石油廠煉油裂化等的裝置進(jìn)行一系列煉油裂化之后回收的煉廠氣；然而第二種來源主要是在我們很熟悉的石油經(jīng)過一系列的化學(xué)過程而得來的，例如石油d的主要來源是烴的裂解。然而煉油廠的大部分產(chǎn)物是，但是就近年來丙烯的生產(chǎn)來看，最主要的還是裂解裝置發(fā)展較快。就全世界的市場來看也是一樣的。就接近我們時間來說例如2000年，這是在我國第一次丙烯超過乙烯，在這之后我國丙烯的需求量一直位居乙烯之上4。有機(jī)化工原料中當(dāng)然不能缺少最重要的丙烯，丙烯的用途有很多，例如聚丙烯、丙烯腈、丙烯酸等等。聚丙烯對于大家來說一點(diǎn)都不陌生吧。緊接著接下來的幾年經(jīng)數(shù)據(jù)顯示我國的丙烯需求量就一直沒有跌落，不管是聚丙烯還是丙烯的產(chǎn)量都逐漸慢慢的提升5。就目前來說，丙烯不管在哪一方面講都占據(jù)不利地位，我國為了這個問題做除了大量進(jìn)口的措施，這樣就彌補(bǔ)了這一問題。雖然有了發(fā)展空間卻有一定的弊端，就對這一問題來說解決起來相當(dāng)?shù)穆闊﹨⒖嘉墨I(xiàn)參考文獻(xiàn)錢伯章,朱建芳.丙烯腈生產(chǎn)的國內(nèi)外市場分析[J].江蘇化工,2007,35(1):56-59羅保軍,周子平,王美云.丙烯腈的生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].化工科技市場,2003,10:11-143江鎮(zhèn)海.我國丙烯腈供需情況[J].合成纖維工業(yè),2002,23(4):254高會元.丙烯腈市場前景展望[J].現(xiàn)代化工,2001(04):49-52.5秦偉程.丙烯腈生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].四川化工與腐蝕控制,2002(04):53-57.6丁浩等.化工工藝設(shè)計[M].上海:上海科學(xué)技術(shù)出版社,1989．7王成國,朱波.著.聚丙烯腈基碳纖維[M].科學(xué)出版社,20118蔡小平主編.聚丙烯腈基碳纖維生產(chǎn)技術(shù)[G].化學(xué)工業(yè)出版社,2012.9倪進(jìn)芳.化工過程設(shè)計[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1999．[10]黃璐.化工設(shè)計.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000.[11]趙軍,張有忱,段成紅.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)(第二版)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.[12]郭鍇,唐小恒等.化學(xué)反應(yīng)工程(第二版)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.[13]朱自強(qiáng)，吳有庭.化工熱力學(xué)(第三版)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009.[14]黃英.化工設(shè)計[M].北京:科學(xué)出版社,2011.[15]趙慧清,蔡紀(jì)寧.化工制圖(第二版)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008.[16]侯文順.化工設(shè)計概論[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.[17]董大勤,高炳軍等.化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)(第四版)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2011.[18]R.K.SINNOTT主編,宋旭峰譯.化工設(shè)計(第四版)[M].北京:中國石化出版社,2008.1.5反應(yīng)原理1.5.1主、副反應(yīng)主反應(yīng)：此反應(yīng)是丙烯、氨氣和氧氣在一定條件下，反應(yīng)生產(chǎn)合成丙烯腈，除此之外還有很多副產(chǎn)物生成。副反應(yīng)：此反應(yīng)乙腈的生產(chǎn)量約占丙烯腈產(chǎn)量的。在這個反應(yīng)中此反應(yīng)中是生成量和丙烯腈生成量的比值。這個反應(yīng)中的二氧化碳的生產(chǎn)量約占丙烯腈生產(chǎn)量的，由此可以得到二氧化碳是副產(chǎn)物中產(chǎn)量最大的。丙烯醛的生成量約占丙烯腈質(zhì)量的。從面的反應(yīng)可以看出生成了一系列的副反應(yīng)，這樣一來大大降低了收率。這樣的話原材料的消耗量就增加了，而且給后續(xù)的工作帶來很多麻煩，就比如說分離和精制，而且還對產(chǎn)品的質(zhì)量問題有一定的影響。為了減少這一方面的問題，要考慮一系列的問題，除了要考慮這些問題還要考慮此反應(yīng)的溫度，這樣一來反應(yīng)所需要的溫度條件就沒有那么苛刻，此反應(yīng)就可以在較低溫度下進(jìn)行，就會在動力學(xué)上受到一定的限制。1.5.2催化劑其實催化劑有優(yōu)點(diǎn)就有缺點(diǎn)，其缺點(diǎn)是選擇性差。但是通常來說輔助催化劑的用量應(yīng)該占5%以下。在化學(xué)中催化劑的選擇很重要，但是我們往往忽略了載體的選擇，重要的是選擇合適的載體，由于考慮到丙烯氨氧化法的性質(zhì)，故用流化床反應(yīng)器。1.5.3操作條件(1)原料的純度丙烯的主要來源是烴類的裂解或催化裂化的得到的，這是有主反應(yīng)中得到的結(jié)論，得到丙烯的這一過程過可能會含有許多雜質(zhì)。就這些雜質(zhì)中丙烷的影響性不是很大，對于丙烷來說對此反應(yīng)的影響幾乎可以忽略，然而丙烷和其他烷烴只是對濃度起到了稀釋作用。和就對這樣的方法來說是不怎么樣的，因為乙烯中不含具有活潑的，一般來說只要不是特殊情況下，就舉例說一下，如甲基乙烯酮的生成（沸點(diǎn)80℃），甲基丙烯腈的生成（沸點(diǎn)90℃），從舉例中可以看到甲基乙烯酮和甲基丙烯腈的沸點(diǎn)與丙烯腈的沸點(diǎn)幾乎相似，由于沸點(diǎn)非常的接近。因此，為了考慮這一系列的問題，就想到了一個措施，那就是對各種烯烴的含量進(jìn)行控制。就比如說催化劑活性的降低是硫化物的存在，為了盡量避免這一問題就應(yīng)預(yù)先將硫脫除。(2)反應(yīng)壓力就反應(yīng)壓力這一塊來說，壓力影響的地方很多，就說平衡轉(zhuǎn)化率就和壓力的高低有著和大的關(guān)聯(lián)，提高壓力除了可以增加反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率還可以增加氣體的相對密度，這樣一來各個設(shè)備所對應(yīng)的生產(chǎn)能力也相應(yīng)的增加了。其實在實驗的驗證下得到了以下的結(jié)論，相對來說加壓沒有常壓對反應(yīng)好。最主要的是加壓可以降低產(chǎn)物的收率，也可以對副產(chǎn)物帶來有利條件。所以，對于上面的驗證來說，采用常壓操作是最好的方法，考慮到為了避免管線的阻力和設(shè)備的阻力應(yīng)該采用加壓的方法。(3)原料的配比保證丙烯腈合成反應(yīng)這一塊的的平穩(wěn)、操作時的安全、反應(yīng)后的弊產(chǎn)物少、消耗低等的重要因素的前提條件是要有合理的原料配比。有一個解決的措施，這個措施對于這個問題來說是重要的。a.氨比（丙烯與氨的配比）：我們在操作中的投料可以得到，這樣的話得到的結(jié)論是氨比的值應(yīng)該和理論比相等。但是用量也不能過低也不能過高，這個值太高的話就不合適了，因為就氨的性質(zhì)來說，硫酸可以中和過量的氨，所以這樣一來的話就加重了中和的困難。因此，為了不出現(xiàn)這一系列的問題，丙烯與氨的配比，就應(yīng)該大于等于理論值，故丙烯和氨的比值應(yīng)該在之間。b.氧比（丙烯與空氣的配比）：就目前來說，應(yīng)用于工業(yè)上的丙烯與氧的摩爾比應(yīng)該介于之間，然而這個比值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論值，這樣做的原因是因為采用小于理論值的氧比就是對催化劑起到了保護(hù)作用，之所以要采用這一措施的原因是防止催化劑因為失活而導(dǎo)致缺氧。但是也有一種辦法可以使催化劑的活性恢復(fù)但也不可能全部恢復(fù)，如果在反應(yīng)中催化劑缺氧的時間過于短的話，這樣的話時間過于太短的話就會造成一定的問題，這個值是空氣進(jìn)來時的溫度，這樣一來的話就會使催化劑得到再生并且得到了恢復(fù)。再這樣的狀況下催化劑得到了再生，但是催化劑的活性液不可能得到完全的恢復(fù)，其實長時間的缺氧就會使這一原因的要害所在。所以，為了解決這一問題，想到了一個措施，那就是在生產(chǎn)中將反應(yīng)后得到的氣體含氧量定在。例如空氣過量會影響反應(yīng)的速度，反應(yīng)的速度受到一定的影響的話丙烯的濃度也相應(yīng)的受到了一定的降低，在經(jīng)過深度氧化反應(yīng)后其選擇性也相應(yīng)的下降了；反而會使消耗的動力越來越多；然而反應(yīng)器里的產(chǎn)出物的濃度就會下降，這樣就影響了產(chǎn)物的回收，相應(yīng)的回收率也就降低了。所以，空氣的用量就應(yīng)該保持在一定的適宜值7。c.水比：就從反應(yīng)的特點(diǎn)來說，消耗的動力越來越多，這些都是需要加入水蒸氣才能達(dá)到的效果。只有一種情況下可以不加入水蒸氣，丙烯與水蒸氣的比達(dá)到什么值才是最佳的效果了8。(4)反應(yīng)溫度其實在各個反應(yīng)中都有各自的