1、摘 要本文介紹了丙烯腈生產(chǎn)基本情況及年產(chǎn)8000噸合成工藝系統(tǒng)流程，介紹了丙烯腈的生產(chǎn)情況，合成基本原理，發(fā)展前景及工藝流程的概述和工藝合成的基本方法，并且對設備進行物料，熱量衡算和工藝計算。在工業(yè)生產(chǎn)條件下，對于丙烯氨氧化法，主反應生成丙烯腈，是一個非均相反應；與此同時，在催化劑表面還發(fā)生一系列副反應。丙烯腈生產(chǎn)技術的發(fā)展主要是朝2個方向：1裝置規(guī)模向大型化發(fā)展。2新型催化劑的開發(fā)及應用通過物料衡算，得到所需原料丙烯、氨、硫酸和原料水的消耗量。通過熱量衡算確定所需冷卻水的用量和設備出口溫度。經(jīng)計算，均滿足需要。初步設計階段經(jīng)過設備的工藝計算初定的工藝設備型號，其中：標準設備已選定了型號或標準

2、號。對非標準設備，因未進行設備的施工設計，只能給出大致格，可作為向設備專業(yè)提出設計條件的依據(jù)。關鍵詞：合成 工藝流程 發(fā)展情況 衡算AbstractThis article describes the basic situation of acrylonitrile production and synthesis of 8，000 tons annual output of system flow，introduced acrylonitrile production，synthesis of basic principles，development prospects and proces

3、s overview and synthesis of the basic method of process and equipment for material，And process heat balance calculationAcrylonitrile production technology mainly towards two directions: a device to large-scale development. 2 The development and application of new catalystsBy material balance，obtain

4、the required raw material propylene，ammonia，sulfuric acid and water consumption of raw materials.Heat balance determined by the required amount of cooling water outlet temperature and the equipment. Is calculated，are to meet the need.The preliminary design stage through the equipment，process equipme

5、nt，process calculation an initial list，including: standard equipment has been selected the model or standard number. On non-standard equipment， the construction of equipment for the design not only gives the general format，the device ACN be used as the basis for professional design conditions propos

6、ed.Key words: synthesis process development accounting目錄摘 要1Abstract21 綜述51.1 概述51.2 丙烯腈生產(chǎn)技術的發(fā)展概述51.2.1國外的發(fā)展情況51.2.2國內(nèi)的發(fā)展情況61.3 丙烯腈的國內(nèi)外生產(chǎn)情況81.3.1世界81.3.2國內(nèi)91.4 丙烯腈生產(chǎn)工藝研究進展111.4.1國外121.4.2國內(nèi)131.5 近期丙烯腈及其副產(chǎn)品生產(chǎn)動向161.6 發(fā)展與展望162 工藝流程202.1 反應過程分析202.2 小時生產(chǎn)能力202.3 物料衡算和熱量衡算202.3.1反應器的物料衡算和熱量衡算202.3.2廢熱鍋爐的熱

7、量衡算242.3.3空氣飽和塔物料衡算和熱量衡算252.3.4氨中和塔物料衡算和熱量衡算272.3.5換熱器物料衡算和熱量衡算312.3.6空氣水飽和塔釜液槽342.3.7丙烯蒸發(fā)器熱量衡算362.3.8丙烯過熱器量衡算362.3.9氨蒸發(fā)器熱量衡算372.3.10氣氨過熱器372.3.11混合器372.3.12空氣加熱器的熱量衡算382.3.13吸收水第一冷卻器392.3.14吸收水第二冷卻器392.4 主要設備的工藝計算402.4.1空氣飽和塔402.4.2水吸收塔422.4.3合成反應器452.4.4廢熱鍋爐472.4.5丙烯蒸發(fā)器482.4.6循環(huán)冷卻器492.4.7吸收水第一冷卻器5

8、22.4.8吸收水第二冷卻器542.4.9吸收水第三冷卻塔562.4.10氨蒸發(fā)器582.4.11氨氣過熱器582.4.12丙烯過熱器592.4.13空氣加熱器602.4.14循環(huán)液泵612.4.15空氣壓縮機613 總結63致謝64參考文獻651 綜述1.1 概述丙烯腈是一種重要的有機化工原料，在常溫下為無色透明的有毒液體，具有特殊的芳香氣味。丙烯腈氣體與空氣混合可形成爆炸性混合物，它能與水、苯、四氯化碳、異丙醇等有機物形成共沸物。丙烯腈分子中因含有碳碳雙鍵和碳氮三鍵兩個不飽和鍵，使其化學性質(zhì)非?；顫?，容易發(fā)生加成、水解、聚合、醇解等化學反應。丙烯腈是一種重要的有機化工原料，主要用于制造腈綸

9、、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)等熱塑性合成樹脂，也是丁腈橡膠、己二腈、丙烯酰胺及其衍生物的原料，有著廣闊的應用前景。丙烯腈主要用于生產(chǎn)腈綸纖維，世界上其所占比例約為55%。我國用于生產(chǎn)腈綸的丙烯腈占80%以上。腈綸應用十分廣泛，是繼滌綸、尼龍之后的第3個大噸位合成纖維品種。其次，是用于ABS/AS塑料。由丙烯腈、苯乙烯和丁二烯合成的ABS塑料和由丙烯腈與苯乙烯合成的AS塑料是重要的工程塑料。因該產(chǎn)品具有高強度、耐熱、耐光和耐溶性能較好等特點，今后10年其需求量將大幅增長。與丁二烯共聚制丁腈橡膠也是丙烯腈的主要用途之一。丁腈橡膠應用比例約占4%，年增

10、長在1%以上，主要用于汽車行業(yè)。丙烯腈也是重要的有機合成原料。丙烯腈經(jīng)催化水合可制得丙烯酰胺，經(jīng)電解加氫偶聯(lián)可制得己二腈。丙烯酰胺主要用于紙張、廢水處理、礦石處理、油品回收、三次采油化學品方面，其需求量以年均2%的速率增長。己二腈只用于生產(chǎn)烏落托品，年增長率為4%。此外，丙烯腈還可用來生產(chǎn)谷氨酸鈉、醫(yī)藥、高分子絮凝劑、纖維改性劑、紙張增強劑等。 1.2 丙烯腈生產(chǎn)技術的發(fā)展概述1.2.1國外的發(fā)展情況自1960年Sohio公司成功地開發(fā)了丙烯氨氧化制丙烯腈工藝以來，其他合成方法均遭淘汰，丙烯氨氧化工藝成為當代工業(yè)生產(chǎn)丙烯腈的唯一技術。Sohio丙烯腈工藝日趨完善，催化劑的改進已成為提高丙烯腈收

11、率的主要因素。西歐有2個工廠曾采用由Distillers Ugine開發(fā)的固定床丙烯氨氧化制丙烯腈的工藝，于1990年關閉，墨西哥的1個工廠于1993年關閉，在東歐的少數(shù)工廠也陸續(xù)停工。至今，全世界的丙烯腈生產(chǎn)幾乎都采用流化床丙烯氨氧化工藝，即在多組分固體粉末催化劑作用下，丙烯和氨氣、空氣在流化床中發(fā)生氨氧化反應，生成丙烯腈，并副產(chǎn)乙腈和氫氰酸等。BP公司(已收購Sohio公司)擁有丙烯腈生產(chǎn)裝置所采用的Sohio工藝，其他專利許可公司還包括日本旭化成公司、日東公司、Solutia公司和中國石油化工集團(簡稱中國石化)。對于目前正在開發(fā)的丙烯腈工藝，值得密切關注的是直接以丙烷為原料的合成丙烯腈

12、工藝。（1）裝置規(guī)模向大型化發(fā)展近年來國外丙烯腈裝置總的發(fā)展趨勢是向大型化發(fā)展。一些原設計能力為7萬噸/年的生產(chǎn)裝置通過消除“瓶頸”制約，擴大了生產(chǎn)能力，有的達到9萬噸/年，有的甚至超過13萬噸/年。另外一些新建或準備建設的丙烯腈裝置的規(guī)模多數(shù)為13萬噸/年，甚至達2535萬噸/年。由于裝置規(guī)模的大型化，每萬噸丙烯腈的建設投資大幅度下降，裝置運行中的能耗和物耗降低，使丙烯腈生產(chǎn)成本降低，給企業(yè)帶來了明顯的經(jīng)濟效益。（2)新型催化劑的開發(fā)及應用不斷研究開發(fā)新一代催化劑是丙烯腈技術發(fā)展的又一趨勢。催化劑是丙烯腈生產(chǎn)技術的關鍵所在，也是丙烯腈專利的核心。新型催化劑的開發(fā)及應用對丙烯腈工藝技術的發(fā)展和

13、改進起著決定性的作用。幾十年來世界上從事丙烯腈研究與開發(fā)的各公司都投入了大量的人力、物力和財力，致力于新型催化劑的研究開發(fā)工作，BP、旭化成、Monsanto、中國石油化工總公司等都推出了自己的一代又一代的新催化劑。這些新型催化劑不僅提高了丙烯腈的單程收率，而且提高了選擇性，減少了副產(chǎn)物的生成。從催化劑的單程收率看，70年代為70%75%；80年代達到80%；90年代超過了80%。高效新型催化劑的開發(fā)和應用為丙烯腈工藝的發(fā)展提供了堅實的技術基礎，也是丙烯腈生產(chǎn)技術提高和發(fā)展的一個重要標志。1.2.2國內(nèi)的發(fā)展情況20世紀60年代以來，我國不斷開發(fā)了丙烯氨氧化制丙烯腈技術，并建成多套千噸級規(guī)模裝

14、置。目前，中國石化已開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權的丙烯腈成套技術，其中包括MB系列丙烯腈催化劑、空氣分布板和丙烯-氨分布器、旋風分離器、復合萃取分離技術、負壓脫氰塔、導向浮閥和氣液分離器等專利或?qū)Ｓ屑夹g。并且利用該成套技術分別將中國石油化工股份有限公司齊魯分公司的原產(chǎn)能2.5萬噸/年丙烯腈生產(chǎn)裝置改造成了具有自主知識產(chǎn)權的4萬噸/年國產(chǎn)化示范裝置；將中國石化上海石油化工股份有限公司(簡稱上海石化)的原產(chǎn)能6.0萬噸/年丙烯腈裝置改造至13萬噸/年，打破了國外的技術壟斷，為國內(nèi)現(xiàn)有裝置改擴建提供了技術依據(jù)。我國人口眾多，解決13億人口的穿衣問題十分突出。因此，目前我國的丙烯腈主要用于生產(chǎn)腈綸。從目前

15、發(fā)展水平看，我國腈綸產(chǎn)量遠遠滿足不了市場的需求。近3年來我國腈綸的年消耗量約在125135萬噸，盡管我國的腈綸生產(chǎn)能力已達到140萬噸/年，而2005年丙烯腈的生產(chǎn)總量只有120萬噸，只能滿足腈綸生產(chǎn)能力需求的一半，其余需通過進口來解決。預計到2012年我國的腈綸消耗量為180萬噸/年左右，國內(nèi)生產(chǎn)能力將達到185萬噸/年。另外，再加上ABS(丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚物)、SAN(苯乙烯、丙烯腈共聚物)等合成樹脂、丁腈橡膠、己二腈、丙烯酰胺及其衍生物等對丙烯腈的需求，有關部門預計到2012年我國丙烯腈的需求量將超過180萬噸/年。我國從60年代初著手丙烯腈技術的研究開發(fā)工作，70年代初在全國

16、各地興建了12套中小型丙烯腈生產(chǎn)裝置，其中生產(chǎn)能力最大為1萬噸/年，多數(shù)是千噸級的工廠。80年代開始我國丙烯腈工業(yè)發(fā)展很快，2008年底已形成的生產(chǎn)能力達126萬噸/年的規(guī)模。到2012年我國丙烯腈生產(chǎn)總能力可達到185萬噸/年，僅次于美國和日本，居世界第三位。如按到2010年我國丙烯腈需要量為160萬噸/年計，還需增加20萬噸/年的生產(chǎn)能力。從技術發(fā)展看，用國內(nèi)丙烯腈技術建設的工廠最大規(guī)模才達到1萬噸/年，而迄今我國大型丙烯腈裝置的技術都是從國外引進。引進一套5萬噸/年的丙烯腈裝置，僅專利許可和催化劑費用就高達1500萬美元。因此，努力開發(fā)我國自己的丙烯腈成套技術，特別是采用國內(nèi)技術興建大型

17、的丙烯腈裝置是擺在我們面前的一項艱巨的任務。我國丙烯腈技術的開發(fā)工作已有40多年的歷史，丙烯腈生產(chǎn)也有30多年的經(jīng)驗。這些都為發(fā)展我國自己的丙烯腈技術打下了堅實的基礎。尤其是1983年中國石油化工總公司成立以來，總公司十分重視丙烯腈技術的開發(fā)，組織了一系列丙烯腈的重大技術攻關，取得了許多重大的工業(yè)化技術成果，特別是MB-82、MB-86催化劑、UL型流化床反應器、復合萃取精餾新工藝、負壓脫氰技術等，均已在國內(nèi)大型丙烯腈裝置上應用成功，使我國的丙烯腈生產(chǎn)工藝在原有基礎上，在關鍵性的工藝技術上有了重大改進，使我國的丙烯腈總體技術達到了國際水平。為了發(fā)展我國的丙烯腈工業(yè)，中國石油化工總公司組織上海石

18、油化工研究院等單位采用了我國自行開發(fā)成功的11項專利技術和專有技術，編制了中國石油化工總公司自己的5萬噸/年丙烯腈裝置的工藝包，命名為S-ANT。SANT所采用的技術及可達到的能耗、物耗等各項指標都體現(xiàn)了它的先進性和可靠性，為我國丙烯腈工業(yè)的發(fā)展，為采用國內(nèi)技術建設自己的丙烯腈裝置，奠定了堅實的基礎。繼1989年大慶石油化工總廠化纖廠采用國產(chǎn)MB-86催化劑后，1992年5月淄博石油化工廠2.5萬噸/年丙烯腈裝置以及1994年9月大慶石油化工總廠化工二廠5萬噸/年丙烯腈裝置均采用了國產(chǎn)的MB-86催化劑，獲得了成功，為國產(chǎn)MB-86催化劑的進一步推廣應用打開了新的局面。目前，正在運行的9套丙烯

19、腈裝置已有7套采用了國產(chǎn)MB-82和MB-86催化劑，其余裝置也將陸續(xù)更換國產(chǎn)催化劑。國產(chǎn)催化劑所以能夠比較普遍地被采用，并逐步取代進口催化劑主要原因有兩條:一是國產(chǎn)催化劑的性能質(zhì)量與進口催化劑相當，甚至優(yōu)于某些牌號的進口催化劑；二是國產(chǎn)催化劑在價格上比進口催化劑有較強的競爭力。當然在推廣應用國產(chǎn)催化劑上還有許多工作要做，我們不僅要做好國產(chǎn)催化劑在國內(nèi)市場的推廣應用，而且要努力開拓國際市場，參與國際競爭。值得一提的是淄博石油化工廠在引進裝置開車時，首裝就采用了國產(chǎn)MB-86催化劑，而且開車結果很好。齊魯石化公司、上海石化研究院以及清華大學、石油大學合作完成了“丙烯腈主裝置成套國產(chǎn)化技術開發(fā)與工

20、業(yè)應用”項目攻關。以MB-98丙烯腈催化劑、新型空氣分布板和丙烯-氨分布器、PV型旋風分離器、復合萃取分離技術、負壓脫氰塔、導向浮閥和新型氣-液分離器等國內(nèi)自行開發(fā)的專利或?qū)Ｓ屑夹g為基礎，將原生產(chǎn)能力2.5萬ta的齊魯丙烯腈裝置改造成具有自主知識產(chǎn)權的4萬ta丙烯腈國產(chǎn)化示范裝置，打破了國外的技術壟斷。該裝置投產(chǎn)以來，不僅生產(chǎn)能力擴大了60%以上，而且生產(chǎn)每噸丙烯腈的丙烯單耗降到了1.077t，產(chǎn)品精制回收率提高了4.2%，副產(chǎn)品乙腈回收率提高到97.21%，也為開發(fā)10萬ta以上丙烯腈成套技術和國內(nèi)現(xiàn)有同類裝置的改擴建提供了技術依據(jù)。目前，丙烯腈成套工業(yè)技術已在大慶石化、安慶石化、吉化公司、

21、上海石化等4套丙烯腈裝置上推廣應用，取得了顯著的經(jīng)濟效益。幾年來，齊魯石化丙烯腈裝置平均每年新增利潤4000萬元，大慶石化、安慶石化等4家裝置每年新增利潤4100萬元。據(jù)粗略計算，國產(chǎn)丙烯腈成套工業(yè)技術如在國內(nèi)全面推廣應用，預計年新增效益可達6億元。1.3 丙烯腈的國內(nèi)外生產(chǎn)情況1.3.1世界近年來，發(fā)達國家丙烯腈市場萎縮，全球丙烯腈生產(chǎn)能力在向亞洲轉移。據(jù)公司分析，截至2006年4月，全球丙烯腈能力為605萬ta-1，其中，東北亞占29%、北美占27%、中國占19%、西歐占10%、東歐占5.5%、其他地區(qū)占3.5%。旭化成公司是世界上第一家大規(guī)模使用丙烷生產(chǎn)丙烯腈的公司。2010年8月該公司

22、與沙比克（SABIC）公司計劃在沙特朱拜勒合資建設20萬ta丙烯腈項目。該項目擬采用丙烷原料工藝，計劃于2013年建成投產(chǎn)。旭化成公司在我國臺灣建設的以丙烷為原料的20萬ta丙烯腈裝置于2010年投產(chǎn)；在泰國東海岸海灣Rayong省建設的20萬ta丙烯腈項目也已于2010年底投產(chǎn)。另外，由于臺灣中國石油化學工業(yè)開發(fā)股份有限公司（簡稱：臺灣石化）的下游客戶（ABS生產(chǎn)商）正在擴充產(chǎn)能。為滿足客戶的這一需求，該公司計劃將丙烯腈產(chǎn)能增加4.5萬ta，達到23.5萬ta，擴建部分的裝置已在2010年投入使用。據(jù)旭化成公司預測，2010年世界丙烯腈需求將達約550萬。表1 世界丙烯腈需求及預測（萬噸）地

23、區(qū)2001年2002年2003年2004年2005年2010年歐洲130130130125100100中東/非洲303030303535亞洲230250270280315340拉丁美洲202025253025北美706045454040全世界約480約490約500約510約520約5501.3.2國內(nèi)2005年我國主要的丙烯腈生產(chǎn)企業(yè)有10家，見表2，總產(chǎn)能約為101.3萬ta-1(全國總產(chǎn)能約達110萬ta-1，)，總產(chǎn)量達到93.1萬t。其中2005年2月投產(chǎn)的上海賽科產(chǎn)能為26萬ta-1，是目前國內(nèi)最大的丙烯腈生產(chǎn)廠家。需求增長促使我國丙烯腈繼續(xù)擴能，2006年丙烯腈的擴能主要為吉林石

24、化公司擴能到25萬ta-1，撫順石化公司擴能到9.2萬ta-1，合計增加5萬ta-1，預計2006年底我國丙烯腈主要企業(yè)總產(chǎn)能可達到106.3萬ta-1，全國總產(chǎn)能約達115萬ta-1。2005年我國丙烯腈消費量達到124.7萬，國內(nèi)供應缺口為31.6萬。預計2006年丙烯腈消費量略有增加。 表2 我國丙烯腈主要生產(chǎn)廠家及產(chǎn)能生產(chǎn)廠家 產(chǎn)能/(萬t.a-1) 備注上海石化公司 13.0 大慶石化公司 8.0 2004年5月擴建到8萬t.a-1.大慶煉化公司8.0 齊魯石化丙烯腈廠 4.0 撫順石化腈綸廠 8.0 2006年8月擴能至9.2萬t.a-1吉林石化公司21.2 安慶石化腈綸廠 8.0

25、 2005年擴能完成上海賽科石化公司 26.0 大慶油田助劑廠 2.0 2005年2月底投產(chǎn)蘭州石化公司 3.1 合計 101.3 近年，我國丙烯腈進口一直保持在30萬以上，2004年進口31.86萬t，2005年由于上海賽科石化2萬ta-1裝置投產(chǎn)，國內(nèi)供應能力大幅增加，使進口量有所下降，為31.64萬t，2006年16月進口量已達到15.84萬t，預計全年進口將高于2005年。我國丙烯腈進口主要來自韓國、日本、美國、中國臺灣等國家和地區(qū)。2005年開始，我國有部分丙烯腈出口國外，主要出口商是上海賽科石化的丙烯腈工廠，其在2006年上半年的出口量達到3萬以上。國內(nèi)需求與現(xiàn)有生產(chǎn)能力仍有一定差

26、距，丙烯腈在國內(nèi)擁有廣闊的市場和發(fā)展?jié)摿Α?.4 丙烯腈生產(chǎn)工藝研究進展目前，世界上先進的生產(chǎn)工藝以美國BP公司的Sohio法為代表，用此法生產(chǎn)的丙烯腈占總產(chǎn)量的90%。Sohio法工業(yè)化50多年來，已日趨成熟，工藝上基本沒有重大改變，研究的重點主要在開發(fā)新型的催化劑，開展以節(jié)能、降耗為目標的工藝技術改造，提高工藝收率，減少三廢，消除環(huán)境污染等方面。此外，由于丙烷比丙烯價格低廉，人們便研究丙烷氨氧化法生產(chǎn)丙烯腈。BP公司已將該法運行成功，并稱該法的生產(chǎn)成本比丙烯法降低20%。隨著環(huán)保要求的逐漸嚴格，丙烯腈生產(chǎn)裝置尾氣難以通過高煙囪直接放空，需要焚燒爐焚燒等處理。中國石油大慶石化分公司研究院開發(fā)

27、了流向變換催化燃燒技術治理丙烯腈尾氣。在完成燃燒催化劑篩選、評價基礎上，利用先進的流向變換技術，處理丙烯腈尾氣，尾氣中的揮發(fā)性有機物去除率達98%以上，處理后的尾氣可直接排放。該技術具有工藝可靠、方法簡單、處理效果好等特點。上海石化院開發(fā)了適用于硫銨回收的提高丙烯腈精制回收率的第一代、第二代技術。通過急冷過程丙烯腈聚合動力學和擴散動力學的理論研究，以新型內(nèi)構件改變急冷塔氣、液流場分布、抑制丙烯腈的聚合反應，并在急冷塔下段補加水以控制塔釜液中重組分濃度，將酸直接加入到塔釜中以控制塔釜液pH值以及降低外循環(huán)噴淋液溫度，從而有效降低了丙烯腈聚合損失。該技術通過了千噸級、萬噸級工業(yè)試驗，丙烯腈精制回收

28、率已從原來的90%提高到94%，可為丙烯腈生產(chǎn)企業(yè)增加可觀的經(jīng)濟效益，3個月就可收回全部投資，已在我國丙烯腈生產(chǎn)裝置上得到了全面推廣應用。在此基礎上，通過冷、熱模研究和千噸級工業(yè)試驗，研究了氣液傳熱和流場分布，開發(fā)了丙烯腈急冷塔氣相段新型內(nèi)構件，并優(yōu)化了急冷塔工藝參數(shù)，進一步提高了急冷塔的氣液傳熱效率，增強了急冷效果，有效降低了急冷塔內(nèi)丙烯腈在氣相中的聚合損失。萬噸級工業(yè)試驗結果表明，丙烯腈精制回收率達到了96.1%，且裝置運行平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，外排污水中聚合物總量減少。上海石化院成功地開發(fā)了提高丙烯腈精制回收率的第二代技術，有效地增產(chǎn)了丙烯腈產(chǎn)品，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益，為我國丙烯腈

29、新建裝置、老裝置改造技術出口提供了有力的技術支撐。1.4.1國外（1）丙烯一步氨氧化工藝目前丙烯腈生產(chǎn)的主要路線是丙烯一步氨氧化工藝。該工藝已替代原先的以乙炔為原料的工藝。丙烯、氨和空氣在流化床反應器中反應生成丙烯腈，并副產(chǎn)乙腈和氫氰酸。近年催化劑的新進展已使丙烯腈產(chǎn)率提高了20%。BP、旭化成、首諾和杜邦公司均擁有該技術專利權。BOC（比歐西）公司開發(fā)了生產(chǎn)丙烯腈的Petrox工藝。該工藝使反應在較低速率下進行，可提高產(chǎn)率20%，減少CO2排放50%，降低投資費用20%，減少操作費用10%20%?，F(xiàn)有丙烯腈生產(chǎn)工藝中，丙烯與氨在氨氧化反應器中轉化為丙烯腈的程度要高到能最大量地提高一次通過的產(chǎn)

30、率，但是反應在高轉化率下進行，因大量生成CO2和CO副產(chǎn)物而降低了選擇性。反應物通過反應器并回收產(chǎn)品后，未反應的烴類原料和副產(chǎn)物送去焚燒，導致來自裝置的大量CO2和CO排放污染。在Petrox工藝中，采用烴類選擇性分子篩設施，將廢棄物料中未反應的烴原料分出，送回反應器。所有CO2和氮氣不從循環(huán)物流中除去，而是增加氧以平衡氣體混合物。該工藝回路使反應在較低速率下進行，降低了生成丙烯腈的轉化率，盡可能提高了烴類選擇性，減少了生成CO2的選擇性。（2）丙烷轉化丙烯-氨氧化工藝近年來，丙烯腈合成原料由單一向多元化發(fā)展。由于丙烷資源豐富，而且丙烷與丙烯存在較大的價差，一些公司紛紛開發(fā)用丙烷作原料生產(chǎn)丙烯

31、腈的工藝。丙烷法工藝可分為2種：一是丙烷在催化劑作用下，同時進行丙烷的氧化脫氫和丙烯氨氧化反應；二是丙烷經(jīng)氧化脫氫后生成丙烯，然后以常規(guī)的丙烯氨氧化工藝生產(chǎn)丙烯腈。目前開發(fā)的丙烷法生產(chǎn)丙烯腈工藝，典型的有BP公司氧氣氧化法和三菱化學公司空氣氧化法。表1列出不同原料的丙烯腈生產(chǎn)方法的經(jīng)濟性比較。由表1可見，丙烯氨氧化法總投資較丙烷轉化法低，但丙烷轉化法因原料價格低廉，而使總成本降低。（3）丙烷直接合成丙烯腈在役技術以丙烯為原料，來源具有相當?shù)牟淮_定性。旭化成公司開發(fā)的丙烷制丙烯腈工藝，將丙烷、氨和氧氣在裝填專用催化劑的管式反應器中反應，其催化劑在二氧化硅上負載20%60%的Mo、V、Nb或Sn金

32、屬，反應中采用惰性氣體進行稀釋，反應條件為415和0.1MPa。當丙烷轉化率為90%時，丙烯腈選擇性為70%，丙烯腈總收率約為60%。此后，催化劑進一步得以改進，提高了轉化率和產(chǎn)率。旭化成公司的韓國子公司，Tongsuh石化公司在韓國蔚山的世界第一套丙烷基丙烯腈裝置于2007年2月下旬投產(chǎn)。將該裝置原有的7萬ta丙烯腈生產(chǎn)線改造為使用丙烷為原料的工藝。該裝置另一條基于丙烯氨氧化工藝的生產(chǎn)線生產(chǎn)能力為23萬ta。旭化成公司與泰國PTT公司組建投資2億美元的合資企業(yè)，將使旭化成開發(fā)的丙烷制丙烯腈技術推向工業(yè)化。兩家公司在泰國建設20萬ta丙烯腈裝置，已于2010年底前投產(chǎn)。PTT公司將向該裝置提供

33、丙烷。1.4.2國內(nèi)（1）催化劑我國在催化劑國產(chǎn)化方面也取得進展。催化劑是丙烯腈生產(chǎn)的關鍵。最初的Sohio法使用磷鉬酸鉍催化劑，收率只有62%。1967年C21型Sb/U系催化劑工業(yè)化，丙烯腈單程回收率提高到68%，并大幅降低了副產(chǎn)物乙腈的生成量。1972年推出C41催化劑，單程收率達到72%。1978年，催化劑C49將單程收率提高到77%。1993年，催化劑C49MC使丙烯腈收率達到80%。其它較領先的催化劑還有旭化成公司的S催化劑、孟山都公司的MAC3、日東化學公司的NS733D和我國上海石油化工研究院的MB82、MB86催化劑等，這些催化劑的丙烯腈單程回收率均已達到80%以上。同時，還

34、有一些研究者致力于其他特點的催化劑的開發(fā)，如提高催化劑在高壓高負荷下的性能、適應于高壓下的運行條件、提高催化劑的氨轉化率、適應于日益嚴格的環(huán)保要求等。由上海石化研究院研制的MB-86丙烯腈新催化劑在齊魯石化公司工業(yè)試驗成功。經(jīng)鑒定，該催化劑在活性和耐壓性方面均優(yōu)于現(xiàn)有的MB系列催化劑，達到國際先進水平。齊魯石化丙烯腈裝置是1992年引進BP公司技術而建成，目前國內(nèi)共有萬噸級以上丙烯腈裝置10套，其中8套裝置的工藝技術均引進BP公司。齊魯石化丙烯腈國產(chǎn)化新催化劑的投運成功，為丙烯腈國產(chǎn)化技術的推廣奠定了基礎。吉林吉泰化工公司300ta-1丙烯腈催化劑項目已建成投產(chǎn)，可替代進口同類產(chǎn)品。上海石油化

35、工研究院研制的高收率、高穩(wěn)定性“SAC2000”丙烯腈催化劑及千噸級裝置工業(yè)試驗通過中國石化股份公司科技開發(fā)部組織的技術鑒定。該催化劑在實驗室流化床反應器上，在反應溫度430、反應壓力0.14MPa、催化劑負荷0.085h-1、空比9.8、氨比1.2的反應條件下，經(jīng)過近650h穩(wěn)定性試驗，丙烯腈收率穩(wěn)定在79.780.0。該催化劑在千噸級工業(yè)裝置應用結果表明：在反應溫度430432、催化劑負荷0.085h-1、反應壓力0.045-0.06MPa條件下，丙烯腈收率在80以上，丙烯腈質(zhì)量達到國標優(yōu)級品標準，裝置污水排放量和污水中的COD濃度均降低?！癝AC-2000”催化劑具有反應溫度低、催化劑負

36、荷高、丙烯腈收率高、穩(wěn)定性和對環(huán)境友好的特點。該催化劑已在高橋石化公司9000ta丙烯腈裝置上工業(yè)應用。結果表明，使用該催化劑，在反應溫度430、反應壓力0.14MPa、催化劑負荷0.09h-1的反應條件下，丙烯腈收率達到81%82%，丙烯單耗1.04tt左右。而目前工業(yè)裝置上普遍收率為78%79%，丙烯單耗為1.1tt左右。該新型催化劑的另一突出優(yōu)點是，在排水COD相同情況下，污水排放量減少20%。按高橋石化公司的丙烯腈生產(chǎn)裝置現(xiàn)有規(guī)模計，應用該新型催化劑后，每年可多產(chǎn)丙烯腈800t，凈增產(chǎn)值700萬元。蘭州石化公司石化廠丙烯腈裝置工業(yè)化應用獲得成功的XYA-5-1補加型、XYA-5本體型催

37、化劑通過鑒定，從而為我國石油工業(yè)增添了一項具有自主知識產(chǎn)權的新型高效催化劑新成果。經(jīng)測算，在蘭州石化公司丙烯腈裝置上使用這兩種性能優(yōu)異的催化劑，年可增效益近千萬元。XYA-5-1補加型和XYA-5本體型丙烯、氨氧化催化劑由蘭州石化公司石化研究院、營口向陽催化劑有限責任公司聯(lián)合研制開發(fā)。這次聯(lián)合研發(fā)的成功，一舉打破了該催化劑國外少數(shù)廠家的壟斷局面，對我國丙烯腈的生產(chǎn)具有深遠的意義。鑒定確認，該催化劑在國內(nèi)處于領先水平，裝置使用可提高丙烯腈收率12個百分點。兩種催化劑在蘭州石化公司石化廠3.12萬ta丙烯腈裝置上連續(xù)使用。經(jīng)技術人員和操作者對裝置反應、精制兩個系統(tǒng)的操作參數(shù)不斷優(yōu)化、調(diào)整，裝置保持

38、了穩(wěn)定的生產(chǎn)態(tài)勢。由于兩種催化劑抗干擾能力強、活性高、選擇性好、機械性能優(yōu)，在使用過程中，裝置運行平穩(wěn)、產(chǎn)品質(zhì)量好、污水排放達到標準，系統(tǒng)無明顯聚合物積聚。2006年9月在對裝置進行標定后顯示：使用該種催化劑后，既提高了主產(chǎn)物丙烯腈收率，又降低了兩碳收率；裝置丙烯單耗較原設計降低了11kgt，丙烯腈單收較原設計提高近2，裝置運行周期由原3個月提高至6個月以上。（2）工藝過程的改進工藝改進的重點是節(jié)能，近年來主要取得了如下進展:a)省去氫氰酸精制塔，由脫氰塔頂直接分離出高純度氫氰酸，提高脫氰塔的效率；b)萃取塔側線出料，由萃取塔下部側線抽出乙腈，將抽出液送到乙腈回收塔，增大乙腈濃度，減少蒸汽消耗

39、；c)增設廢熱鍋爐回收熱量；d)利用萃取塔或乙腈解析塔塔釜排除的循環(huán)水熱量。（3）反應器的改進開發(fā)結構優(yōu)良的流化床反應器可提高接觸效率、保持催化劑的活性、抑制副反應和穩(wěn)定操作等。該方面的研究主要體現(xiàn)在以下3方面:(a)氣體分布器的改進:空氣、丙烯和氨3種原料氣的充分混和是反應進行好壞的決定性因素之一。BP公司通過調(diào)節(jié)空氣分布板與丙烯氨分布器兩者之間噴嘴的相對位置，改變噴嘴密度等，取得了較好的效果，提高了丙烯腈的收率。中國石化集團開發(fā)了多重圓環(huán)形、氣流側吹的新型分布器，使丙烯腈單程收率提高一個百分點以上。(b)旋風分離器的改進:催化劑的損失量和反應器內(nèi)細粒子保持量直接影響裝置經(jīng)濟效益和反應器流化

40、質(zhì)量，所以旋風分離器的回收效率是決定性因素之一。近年來，通過增大旋風分離器筒體的徑高比和縮短旋風分離器腿，可提高回收率和防止催化劑堵塞，催化劑損失明顯降低，細粒子流失量減少，從而使反應器始終有良好的流化狀態(tài)。(c)催化劑補給方式的改進:在丙烯腈生產(chǎn)中，催化劑處于不斷流失不斷補加的狀態(tài)，損失的催化劑主要是微細粒子。最早采用的是一定時間補加一次的方法，后來采用少量多次補加，最新的補加方式是每0.5h補加一次，同時加入一定量的含易揮發(fā)組分的物料，這種改進可使催化劑壽命達6年以上。此外，在小型反應器模型基礎上進行系列放大也是一個重要的研究課題。目前，美國實際使用的反應器直徑已達10m，日本的達到8m。

41、（4）丙烷氨氧化制丙烯腈工藝的開發(fā)與應用由于丙烷原料費用低，丙烯氨氧化工藝中丙烯利用率不是很高，開發(fā)以丙烷為原料的丙烯腈新工藝具有吸引力。但出現(xiàn)了2個主要問題:一是丙烷很難活化，需要苛刻的操作條件和活性、選擇性及穩(wěn)定性均很高的催化劑；二是丙烯腈的穩(wěn)定性較丙烷差，在工藝條件下容易生成不需要的碳氧化物和氮氧化物。因此，丙烷氨氧化工藝工業(yè)化的關鍵在于開發(fā)出在適宜的反應條件下可使丙烷分子活化的高活性、高選擇性催化劑，并增加其他具有商業(yè)價值的聯(lián)產(chǎn)物產(chǎn)量。目前，丙烷氨氧化工藝主要有:a)BP公司開發(fā)的丙烷直接氨氧化工藝。以純氧為氧化劑，在特制催化劑上，丙烷氧化脫氫的同時丙烯氨氧化生產(chǎn)丙烯腈。BP公司的催化

42、劑以銻酸釩為主體，化學式為VSbxMyOz，具有金紅石型結構，其中“M”為W、Te、Nb、Sn、Bi、Cu、Al或Ti等助催化劑元素。b）BOC與三菱化學公司開發(fā)的帶丙烷循環(huán)的氨氧化工藝。首先丙烷氧化脫氫后生成丙烯，以常規(guī)氨氧化法生產(chǎn)丙烯腈。然后采用選擇性丙烷吸附分離技術，將未反應丙烷循環(huán)，丙烷的單程轉化率為40%60%，丙烯100%回收，降低了生產(chǎn)成本。三菱化學開發(fā)了以鉬、釩、碲的氧化物為基礎，其中含少量鈮和銻的丙烷氧化脫氫催化劑。c）旭化成公司開發(fā)的丙烷固定床直接氨氧化法。將丙烷、氨和空氣，通入裝有專用催化劑的固定床中反應。在410、0.1MPa、氣體時空速率1200h-1下，丙烷轉化率為

43、91.0%，丙烯腈選擇性為65.5%，丙烯腈收率為59.7%。旭化成公司開發(fā)了鉬酸釩催化劑，化學式為VMoxMyOz，其中“M”通常為Bi或Te。大部分鉬酸釩化合物是一種白鎢礦型結構，而其他則具有復合結構。目前旭化成公司正在中試裝置上進行最終階段的技術驗證，今后重點是工藝優(yōu)化，包括進一步提高收率，進行可行性研究，推動其工業(yè)化進程。1.5 近期丙烯腈及其副產(chǎn)品生產(chǎn)動向日本旭化成公司正與沙特Sabic公司就合資建設200kt/a丙烯腈項目進行談判，雙方商定將在沙特Jubail地區(qū)建設該項目，計劃2009年底確定合資協(xié)議，2013年投產(chǎn)。據(jù)旭化成預測，2013-2014年全球丙烯腈供應將出現(xiàn)短缺，雙

44、方希望沙特的這一丙烯腈項目能在2013年如期投產(chǎn)，以滿足市場需求，旭化成擬采用丙烷法新工藝建設該項目。目前，旭化成正在泰國馬塔府采用丙烷法新工藝建設200kt/a丙烯腈項目，該項目擬于2010年底投產(chǎn)。據(jù)稱，如果沙特項目能順利實施，旭化成的全球丙烯腈生產(chǎn)能力將達到1150kt/a。另據(jù)報道，日本旭化成化學已同泰國能源公司PTT、日本丸紅公司以及他們在泰國曼谷的合資企業(yè)PTT旭化成化學公司就在泰國建立乙腈生產(chǎn)裝置簽署了諒解備忘錄，將共同研究在泰國商業(yè)化生產(chǎn)乙腈的可行性。此裝置擬建在泰國馬塔府地區(qū)，設計生產(chǎn)能力為12kt/a，位于在建的200kt/a丙烯腈和70kt/a甲基丙烯酸甲酯廠區(qū)內(nèi)。丙烯腈

45、生產(chǎn)中副產(chǎn)的粗乙腈將用作該乙腈裝置的原料，預定于2011年下半年投入生產(chǎn)。目前，PTT旭化成化學公司正開始挑選工程、設計、設備以及材料采購的承包商，與選中的承包商簽署的協(xié)議已于2009年年底前完成。旭化成表示，當前的乙腈處于供不應求的局面，商業(yè)級乙腈產(chǎn)品由丙烯腈生產(chǎn)的副產(chǎn)品粗乙腈精煉而成，因此，擬從PTT旭化成化學公司在馬塔府地區(qū)在建的丙烯腈裝置中回收和精煉粗乙腈。此外，旭化成正在研究改進位于日本水島的丙烯腈生產(chǎn)裝置以提高乙腈回收率，給位于川崎的14kt/a乙腈精煉裝置提供更多的原料。此外，土耳其兩家公司Petkim和Akkok也簽署了備忘錄，聲稱將開展在丙烯腈生產(chǎn)方面的合作，兩家公司擬組建一

46、家合資公司，進行丙烯腈生產(chǎn)以及將相關副產(chǎn)轉化為其他產(chǎn)品的可能性研究。1.6 發(fā)展與展望隨著丙烯腈下游產(chǎn)品的快速發(fā)展，特別是下游精細化工新產(chǎn)品的不斷開發(fā)與應用，世界丙烯腈需求量也不斷增加。全球丙烯腈的生產(chǎn)與消費主要集中在美國、西歐、日本等工業(yè)發(fā)達國家，生產(chǎn)能力約占全球生產(chǎn)能力的66.2%。我國丙烯腈生產(chǎn)技術全部采用美國BP公司技術，先后從國外引進8套裝置。盡管生產(chǎn)能力在逐年增加，但仍滿足了下游產(chǎn)品快速發(fā)展的要求，每年仍需進口。我國丙烯腈的消費領域比較窄，重點用在腈綸行業(yè)，其消費比例高達82%，這種比較單調(diào)的消費途徑亟待改變。隨著我國加入WTO，腈綸行業(yè)不屬于保護行業(yè)，將面臨嚴峻考驗。如果不加快結

47、構調(diào)整，腈綸行業(yè)的興衰將直接影響丙烯腈工業(yè)的發(fā)展。筆者認為，應該積極拓寬丙烯腈的應用領域，帶動其下游產(chǎn)品的不斷發(fā)展。在生產(chǎn)工藝方面，原料應由單一化向多元化發(fā)展，如可以引進國外以丙烷為原料的丙烯腈生產(chǎn)技術和無硫胺丙烯腈生產(chǎn)工藝等。鑒于催化劑在丙烯腈生產(chǎn)中的重要性，還要不斷開發(fā)新的催化劑，以提高轉化率。另外，要加大丙烯腈的回收、廢水處理等方面的研究，進行科研成果的工業(yè)放大實驗，使科技成果盡快轉化為生產(chǎn)力。隨著科學技術的不斷發(fā)展，丙烯腈工業(yè)呈現(xiàn)幾大發(fā)展趨勢：一是以丙烷為原料的丙烯腈生產(chǎn)路線在逐步推廣，二是新型催化劑的研究依舊是國內(nèi)外學者研究的課題，三是裝置規(guī)模大型化。筆者建議是。（1）依托國內(nèi)的科研

48、力量，積極探索丙烷法制丙烯腈新路線，并積極推進催化劑的國產(chǎn)化進程，形成具有自主知識產(chǎn)權的自有技術。（2）丙烯腈下游產(chǎn)品很多，如丙烯酰胺系列，丙烯腈纖維、腈彈性體、含丙烯腈的聚合物、己二腈等。建議注意市場動向，大力發(fā)展有前景的下游產(chǎn)品，拓寬潛在市場。（3）丙烯腈生產(chǎn)中，應嚴格控制產(chǎn)品質(zhì)量指標。過氧化物含量是丙烯腈產(chǎn)品中的一個重要的質(zhì)量指標，是反應器氧化還原反應的微量產(chǎn)物。當過氧化物超標時，應及時采取措施，調(diào)整反應控制參數(shù)、調(diào)整補加催化劑用量、優(yōu)化回收精制系統(tǒng)等。建議加大研究力度，力爭將產(chǎn)品質(zhì)量指標控制在最優(yōu)級。為了使我國的丙烯腈工業(yè)到2012年能夠滿足約180萬噸/年的需求，根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)有情況和國

49、際上的發(fā)展趨勢，提出如下具體意見和建議。(1) 依托現(xiàn)有丙烯腈裝置進行技術改造，加快丙烯腈工業(yè)的發(fā)展近幾年世界上丙烯腈裝置在向大型化發(fā)展的過程中，除了新建裝置采用經(jīng)濟規(guī)模進行建設外，主要通過采用新技術，對老裝置進行消除“瓶頸”制約，擴能改造，使之大型化。這是投入少、收效快、效益好的行之有效的辦法。國外許多原設計8萬噸/年的丙烯腈裝置經(jīng)過技術改造現(xiàn)已擴大為年產(chǎn)10萬噸、12萬噸，甚至15萬噸以上的大型化裝置。2006年撫順石油化工公司丙烯腈裝置采用MB-86催化劑及有關技術，已經(jīng)將生產(chǎn)能力提高到10萬噸/年，今年通過進一步完善，可達到17萬噸/年。我們現(xiàn)有兩套5萬噸/年和其它幾套8萬噸/年的丙烯

50、腈裝置以及正在建設的3套裝置都可以采用這些新技術，逐步進行擴能改造，使總的生產(chǎn)能力由原計劃的80萬噸/年擴大到100萬噸/年以上，以滿足國內(nèi)市場的需求。從撫順的經(jīng)驗看，這是完全可以達到的。(2) 努力開發(fā)國內(nèi)自己的技術，發(fā)展我國的丙烯腈工業(yè)在計劃新建的幾套丙烯腈裝置時，既要注意吸收國際先進經(jīng)驗，更要積極采用國內(nèi)技術，發(fā)展我國自己的丙烯腈工業(yè)，使我國的丙烯腈工業(yè)不僅催化劑立足于國內(nèi)，而且工藝技術及設備都能立足于國內(nèi)。為此，要在S-ANT工藝包的基礎上繼續(xù)工作，進一步完善、提高，不斷改進，保持領先地位，力爭使S-ANT走向世界。同時還要開發(fā)大型化丙烯腈裝置工藝技術的研究，為現(xiàn)有裝置的擴能改造和新建

51、大型化裝置做好各項技術準備。(3) 研究開發(fā)新技術，促進丙烯腈工業(yè)的技術進步首先繼續(xù)發(fā)揮在丙烯腈催化劑領域里的優(yōu)勢，不斷研究開發(fā)新的丙烯腈催化劑，使催化劑產(chǎn)品系列化，保持催化劑各項性能，包括丙烯腈轉化率、收率、單耗、物耗、能耗等的先進水平。在催化劑的研究開發(fā)中做到“探索一代、開發(fā)一代、轉化一代、推廣一代”，使我國的丙烯腈催化劑不斷更新?lián)Q代，保持領先地位。目前MB-90完成了單管評價，丙烯腈收率比MB-86又有提高，而MB-96在保證丙烯腈收率的條件下，還可適應高負荷的工藝條件。此外要做好市場開拓工作，包括國內(nèi)、國外兩個市場的開發(fā)，不斷提高市場占有率。在完善提高UL反應器技術的同時，積極研究開發(fā)

52、新型的快速床反應技術，力爭在丙烯腈生產(chǎn)中實現(xiàn)用快速床取代傳統(tǒng)的流化床技術，使丙烯腈技術實現(xiàn)新的突破。(4) 節(jié)能技術的發(fā)展合成丙烯腈反應是丙烯部分氨氧化反應，每噸丙烯腈產(chǎn)生的總反應熱約14.620.9MJ，將此熱量作為副產(chǎn)蒸氣回收，1噸丙烯腈可以回收68噸高壓蒸氣。但是丙烯腈分離精制過程將消耗大量蒸氣，如何實現(xiàn)丙烯腈裝置能量的自身平衡，對提高裝置整體的經(jīng)濟性十分重要。近年來由于改進了催化劑，提高了丙烯腈收率，每生成一噸丙烯腈的總反應熱有所下降，回收蒸氣量相應減少。這樣，如何保證丙烯腈裝置能量的自身平衡，進一步降低丙烯腈生產(chǎn)的單位能耗已成為必須研究解決的課題。因此，研究開發(fā)各種節(jié)能技術是發(fā)展丙烯

53、腈技術的又一重要趨勢。(5)環(huán)保技術的發(fā)展不容忽視在丙烯腈的生產(chǎn)過程中，反應氣中除含有丙烯腈外，還有反應副產(chǎn)的各種有機物、水和未反應的氨等。其中有些物質(zhì)對人體和環(huán)境十分有害，必須進行十分嚴格的處理，才能滿足環(huán)境保護的要求。隨著人類環(huán)保意識的不斷提高，對環(huán)保的要求越來越嚴格。解決丙烯腈工藝的環(huán)保問題也越來越重要。丙烯腈工業(yè)環(huán)保技術的研究與開發(fā)刻不容緩，難度也很大。目前，環(huán)保問題已成為發(fā)展丙烯腈工業(yè)重要的制約因素，不少發(fā)達國家，由于環(huán)保原因已限制在本土發(fā)展丙烯腈工業(yè)，他們通過轉讓、合資等方式逐步將丙烯腈的生產(chǎn)轉向發(fā)展中國家和地區(qū)。因此，研究開發(fā)各種經(jīng)濟、實用、高效的環(huán)保技術已成為發(fā)展丙烯腈工業(yè)的必

54、不可少的先決條件。世界丙烯腈工業(yè)的發(fā)展為我們提供了許多有益的經(jīng)驗，我國的丙烯腈工業(yè)發(fā)展到今天，已為今后的發(fā)展奠定了堅實的基礎。只要我們認真總結我國丙烯腈工業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗，借鑒國外丙烯腈工業(yè)發(fā)展中的有益做法，努力發(fā)展自己的丙烯腈技術，依靠技術進步，走通過采用新技術、消除“瓶頸”制約、挖潛改造的路子，本世紀內(nèi)我國的丙烯腈工業(yè)必將有一個新的更大的發(fā)展。2 工藝流程2.1 反應過程分析丙烯氨氧化的原理化學反應在工業(yè)生產(chǎn)條件下，對于丙烯氨氧化法，主反應生成丙烯腈，是一個非均相反應；與此同時，在催化劑表面還發(fā)生一系列副反應主反應：C3H6 + NH3 +1.5 O2 CH2 =CHCN + 3H2O H =

55、 -512.5KJ/mol副反應：生成乙腈：C3H6 + 1.5NH3 + 1.5O2 1.5CH3CN + 3H2O H = -522KJ/mol生成氫氰酸：C3H6 + 3NH3 + 3O2 3HCN + 6H2O H = -941KJ/mol生成二氧化碳：C3H6 + 4.5O2 3CO2 +3 H2O H = -1925KJ/mol生成一氧化碳：C3H6 + 3O2 3CO + 3H2O H = -1067KJ/mol 上述副反應中，生成乙腈和氫氰酸是主要的，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。反應過程也副產(chǎn)少量的丙烯醛、丙烯酸、乙醛、丙腈

56、以及高聚物等，因此，工業(yè)生產(chǎn)條件下的丙烯氨氧過程十分復雜。主、副產(chǎn)物的相對生成量，取決于催化劑本身性。2.2 小時生產(chǎn)能力按年工作日300天，丙烯腈損失率3.1%、設計裕量6%計算，丙烯腈小時產(chǎn)量為2.3 物料衡算和熱量衡算2.3.1反應器的物料衡算和熱量衡算(1)計算依據(jù)a. 丙烯腈產(chǎn)量 1211kg/h，即22.91kmol/hb.原料組成（摩爾分數(shù)）含C3H6 85% C3H815%c.進反應器的原料配比（摩爾分數(shù)）為C3H6:C3H8:O2:H2O=1:1.2:2.3:3表3反應后各產(chǎn)物的單程收率物質(zhì)ANHCNACNACLCO2摩爾收率0.60.0650.070.0070.12e. 操作壓力 進口0.203MPa， 出口0.162M