丙烯氨氧化制丙烯腈新工艺.docx

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。 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 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，一般情况下少量乙烯存在对反应无不利影响。但丁烯或更高级烯烃存在会给反应带来不利，因为丁烯或更高级烯烃比丙烯易氧化，会消耗原料中的氧;正丁烯氧化生成甲基乙烯酮（沸点80°C），异丁烯氨氧化生成甲基丙烯腈（沸点90°C），它们的沸点与丙烯腈沸点接近，会给丙烯腈的精制带来困难。因此，丙烯中丁烯或更高级烯烃含量必须控制。硫化物的存在，会使催化剂活性下降，应预先脱除。 原料氨的纯度达到肥料