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丙烯氨氧化法制丙烯腈
目录TOC\o1-5\h\z \o CurrentDocument 丙烯氨氧化法制丙烯月青1
\o CurrentDocument 一、丙烯青的性质和用途1
\o CurrentDocument 二、丙烯氨氧化制丙烯青生产工艺原理2
\o CurrentDocument 三、工艺条件2
\o CurrentDocument 四、生产工艺6
\o CurrentDocument 五、催化剂研究9一、丙烯腈的性质和用途
丙烯青在常温下是无色透明液体,味甜,微臭,沸点77.5°C,凝固点-83.3°C,闪点0°C,自燃点481C。可溶于有机溶剂如丙酮、苯、四氯化碳、乙醚和乙醇中,与水部分互溶。丙烯青剧毒,能灼伤皮肤,低浓度时刺激粘膜,长时间吸入其蒸气能引起恶心,呕吐、头晕、疲倦等。在空气中的爆炸极限为3.05%~17.5%(体积)。因此在生产、贮存和运输中,应采取严格的安全防护措施,工作场所内丙烯青允许浓度为0.002mg/L。
丙烯青能发生聚合反应,发生在丙烯青的C=C双键上,纯丙烯青在光的作用下就能自行聚合,所以在成品丙烯青中,通常要加入少量阻聚剂,如对苯二酚甲基醒阻聚剂MEHQ)、对苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等。除自聚外,丙烯青还能与苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、氯乙烯、丙烯酰胺等中的一种或几种发生共聚反应,由此可制得各种合成纤维、合成橡胶、塑料、涂料和粘合剂等。
丙烯青是三大合成的重要单体,目前主要用它生产聚丙烯青纤维(商品名叫“青纶”)。其次用于生产ABS树脂(丙烯青一丁二烯一苯乙烯的共聚物),和合成橡胶(丙烯青一丁二烯共聚物)。丙烯青水解所得的丙烯酸是合成丙烯酸树脂的单体。丙烯青电解加氢,偶联制得的己二青,是生产尼龙一66的原料。其主要用途如图1所示。
已二睛AS树脂丙烯臆丙烯酰胺合成羊毛(腊纶)尼龙66丙烯暧。-制化丙烯睛合成纤雄皮革、纺织品纸张、疝理剂rm胶丙烯酸树脂ABS塑料丁脂乳胶ABS树脂AS塑料抗水剂图1丙烯腊的主要用途二、丙烯氨氧化制丙烯腈生产工艺原理化学反应
已二睛
AS树脂
丙烯臆
丙烯酰胺
合成羊毛(腊纶)
尼龙66
丙烯暧
。-制化丙烯睛
合成纤雄
皮革、纺织品纸张、疝理剂
rm胶
丙烯酸树脂
ABS塑料
丁脂乳胶
ABS树脂
AS塑料
抗水剂
图1丙烯腊的主要用途
主反应生成丙烯月青,是一个非均相反应;与此同时,在催化剂表面还发生一系列副反应。
主反应:C3H6+NH3+1.502一CH2=CHCN+3H2OAH=-512.5KJ/mol副反应:①生成乙青:C3H6+1.5NH3+1.502一1.5CH3CN+3H20AH=-522KJ/mol
生成氢氰酸:C3H6+3NH3+302一3HCN+6H20AH=-941KJ/mol
生成二氧化碳:C3H6+4.502一3C02+3H20AH=-1925KJ/mol
生成一氧化碳:C3H6+302一3C0+3H20AH=-1925KJ/mol
上述副反应中,生成乙青和氢氰酸是主要的,C02、C0和H20可以由丙烯直接氧化得到,也可以由丙烯青、乙青等再次氧化得到。反应过程也副产少量的丙烯醛、丙烯酸、乙醛、丙青以及高聚物等,因此,工业生产条件下的丙烯氨氧过程十分复杂。为提高丙烯的转化率和丙烯青的选择性,研究高性能催化剂是非常重要的。
三、工艺条件1、催化剂
工业上用于丙烯氨氧化反应的催化剂主要有两大类,一类是复合酸的盐类(Mo系),如磷钼酸铋、磷钨酸铋等;另一类是重金属的氧化物或是几种金属氧化物的混合物(Sb系),例如Sb、Mo、Bi、V、W、Ce、U、Fe、Co、Ni、Te的氧化物,或是Sb—Sn氧化物,Sb—U氧化物等。
我国目前采用的主要是第一类催化剂。钼系代表性的催化剂有美国Sohio公司的C-41、C-49及我国的MB-82、MB-86。一般认为,其中Mo—Bi是主催化剂,P—Ce是助催化剂,具有提高催化剂活性和延长催化剂寿命的作用。按质量计Mo—Bi占活性组分的大部分,单一的MoO3虽有一定的催化活性,但选择性差,单一的Bi03对生成丙烯腈无催化活性,只有二者的组合才表现出较好的活性、选择性和稳定性。单独使用P—Ce时,对反应不能加速或极少加速,但当它们和Mo—Bi配合使用时,能改进MO—Bi催化剂的性能。一般来说,助催化剂的用量在5%以下。载体的选择也很重要,由于反应是强放热,所以工业生产中采用流化床反应器。流化床反应器要求催化剂强度高,耐磨性能好,故采用粗孔微球型硅胶作为催化剂的载体。
2、原料纯度和配比(1)原料丙烯是从烃类裂解气或催化裂化气分离得到,其中可能含有的杂质是碳二、丙烷和碳四,也可能有硫化物存在。丙烷和其它烷烃对反应没有影响,它们的存在只是稀释了浓度。乙烯在氨氧化反应中不如丙烯活泼,一
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