丙烯腈生产工艺及催化剂研究进展
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丙烯腈的合成工艺丙烯腈是一种有机化合物,化学式为C3H3N,属于腈类化合物。
它是一种无色液体,有刺激性气味。
丙烯腈主要用于合成合成纤维聚丙烯腈(PAN)等重要的化学原料。
那么,丙烯腈的合成工艺主要有以下几种方法:1. 丙烯腈的合成方法之一是通过丙烯与氨气在催化剂的作用下反应。
这种方法通常采用贵金属催化剂,如铑、钯、铂等。
反应的条件一般在高温高压下进行,以提高反应速度和收率。
反应的化学方程式如下:CH2=CHCN + NH3 →NCCH2CH=CH22. 另一种合成丙烯腈的方法是通过丙烯醇与氨气在高温下反应。
这种方法也需要催化剂的作用,一般采用铜、锌等金属作为催化剂。
反应的条件有一定的要求,一般需要在400-600的高温下进行。
反应的化学方程式如下:CH2=CHOH + NH3 →NCCH2CH=CH2 + H2O3. 还有一种合成丙烯腈的方法是通过异氰酸酯与丙烯在溶剂中反应得到。
这种方法是通过亲核取代反应进行,一般在碱性催化剂的作用下进行。
反应的条件相对较温和,容易控制。
反应的化学方程式如下:R-NCO + CH2=CH2 →R-NH-CO-CH=CH24. 在工业生产中,还有一种常用的合成丙烯腈的方法是通过丙烯与氰化氢在催化剂的作用下反应。
催化剂通常采用有机碱金属化合物,如吡啶、三乙胺等。
反应的条件一般在高温高压下进行。
反应的化学方程式如下:CH2=CH2 + HCN →NCCH2CH=CH2以上是丙烯腈的几种常用合成方法,每种方法都有其适用的场合和条件,需要根据具体情况选择合适的方法。
在工业上,一般采用丙烯与氨气在催化剂的作用下反应的方法进行生产,因为该方法的原料易得,反应收率较高。
同时,需要注意的是,在合成丙烯腈的过程中,需要注意安全性和环保性的考虑,选择合适的催化剂和适当的反应条件,以降低对环境的负面影响。
丙烯腈生产工艺丙烯腈是一种重要的有机化工原料,广泛应用于合成纤维、合成橡胶、合成树脂等行业。
本文将介绍丙烯腈的生产工艺。
一、丙烯腈的原料丙烯腈的主要原料是丙烯。
在工业生产中,丙烯通常是通过石油或天然气的裂解产生的。
通过裂解,可以将石油或天然气中的烃类分解成较小的分子,其中包括丙烯。
丙烯是一种无色气体,具有刺激性气味。
二、丙烯腈的生产工艺1. 丙烯腈的生产一般采用气相氰化法。
首先,将丙烯与氨气在催化剂的作用下进行反应,生成丙烯腈。
催化剂通常是钴、镍等金属的化合物。
这种反应需要在高温和高压的条件下进行,一般在200至300℃、5至20 MPa的条件下进行。
2. 在气相氰化反应之前,还需要对丙烯进行纯化处理。
这是因为丙烯中可能含有杂质,如水、氧、硫等。
这些杂质可能会影响氰化反应的效果和催化剂的寿命。
纯化处理一般采用的方法有吸附剂吸附、冷凝、蒸馏等。
3. 气相氰化反应后,得到的气体混合物中含有丙烯腈、氢氰酸、丙烯和其他杂质。
为了分离丙烯腈,一般采用精馏和吸收的方法。
首先,通过精馏将丙烯腈从氢氰酸和丙烯中分离出来。
然后,再通过吸收剂吸收残余的氢氰酸和丙烯,从而得到纯度较高的丙烯腈。
4. 在生产过程中,还需要对废气进行处理。
废气中可能含有一些有害物质,如氰化物和氰酸盐。
这些物质对环境有一定的危害。
因此,需要采用适当的方法进行废气处理,如吸收、洗涤、焚烧等。
三、丙烯腈的应用丙烯腈作为一种重要的有机化工原料,广泛应用于合成纤维、合成橡胶、合成树脂等行业。
其中,合成纤维是丙烯腈最主要的应用领域之一。
丙烯腈可以与其他单体进行共聚反应,生成合成纤维的原料。
合成纤维具有良好的强度、耐磨性、耐高温性等特点,被广泛应用于纺织、服装、汽车等领域。
丙烯腈还可以用于合成橡胶和合成树脂。
合成橡胶是一种具有优异弹性和耐磨性的材料,被广泛应用于汽车轮胎、橡胶制品等领域。
合成树脂是一种具有优异绝缘性能和化学稳定性的材料,被广泛应用于涂料、粘合剂、塑料等领域。
丙烯氨氧化(氧化偶联)制丙烯腈生产工艺把烯烃、芳烃、烷烃及其衍生物与空气(或氧气)、氨气混合通过催化剂制成腈类化合物的方法称为氨氧化法,按氧化反应的分类,这类反应亦称氧化偶联。
有代表性的,已工业化的反应主要有下列几种:研究表明,氨氧化制腈类用催化剂与烃类氧化制醛类用催化剂(如丙烯氧化制丙烯醛、间(对)二甲苯氧化制苯二甲醛等氧化催化剂)十分类似,氨氧化催化剂往往亦可用作醛类氧化催化剂,其原因是由于这两类反应通过类似的历程,形成相同的氧化中间物之故。
上列反应中以丙烯氨氧化合成丙烯腈最为重要,下面即以此反应为例进行讨论。
丙烯腈是丙烯系列的重要产品。
就世界范围而言,在丙烯系列产品中,它的产量仅次于聚丙烯,居第二位。
丙烯腈是生产有机高分子聚合物的重要单体,85%以上的丙烯腈用来生产聚丙烯腈,由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯合成的ABS树脂,以及由丙烯腈和苯乙烯合成的SAN树脂,是重要的工程塑料。
此外,丙烯腈也是重要的有机合成原料,由丙烯腈经催化水合可制得丙烯酰胺,由后者聚合制得的聚丙烯酰胺是三次采油的重要助剂。
由丙烯腈经电解加氢偶联(又称电解加氢二聚)可制得己二腈,再加氢可制得己二胺,后者是生产尼龙-66的主要单体。
由丙烯腈还可制得一系列精细化工产品,如谷氨酸钠、医药、农药薰蒸剂、高分子絮凝剂、化学灌浆剂、纤维改性剂、纸张增强剂、固化剂、密封胶、涂料和橡胶硫化促进剂等。
丙烯腈在常温下是无色透明液体,剧毒,味甜,微臭。
沸点78.5℃,熔点-82.0℃,相对密度0.8006。
丙烯腈在室内允许的浓度为0.002 mg/l,在空气中的爆炸极限为3.05%~17.5%(m)。
因此,在生产、贮存和运输中,应采取严格的安全防护措施。
丙烯腈分子中含有腈基和C=C 不饱和双键,化学性质极为活泼,能发生聚合、加成、腈基和腈乙基化等反应,纯丙烯腈在光的作用下就能自行聚合,所以在成品丙烯腈中,通常要加入少量阻聚剂,如对苯二酚甲基醚(MEHQ)、对苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等。
丙烯腈工艺进展丙烯腈是一种重要的有机原化工原料,是合成橡胶和合成树脂的重要单体。
法国人Moureu 1893年用化学脱水剂由丙烯酰胺和氟乙醇制取丙烯腈,但一直未得到工业应用。
直到1930年,才开始丙烯腈工业生产。
后来发现丙烯腈的共聚物能够改善合成橡胶的耐油和耐溶剂性,其需求量便开始增大。
1940年,建立了以环氧乙烷与氢氰酸合成丙烯腈的工业生产装置。
1952年,用乙炔代替了环氧乙烷,成本大大降低。
1959年,出现了由丙烯、氨氧化合成丙烯腈的方法,该法出现后,发展迅猛。
1960年,美国美孚石油公司第一个建成以丙烯、氨和空气为原料、用氨氧化法合成丙烯腈的化工厂,这种新工艺被称为Sohio 法。
英国Distillers公司、意大利Montedison 公司、法国Ugine 公司和奥地利OSW 公司相继开发了自己的催化剂和氨氧化法工艺。
我国的氨氧化法制丙烯腈于1960年起步,目前已达到20世纪80年代末期国际工业化技术水平。
丙烯腈的用途丙烯腈主要用于生产腈纶纤维,世界上其所占比例约为55 % 。
我国用于生产腈纶的丙烯腈占80 %以上。
腈纶应用十分广泛,是继涤纶、尼龙之后的第3 个大吨位合成纤维品种。
其次,是用于ABS/ AS 塑料。
由丙烯腈、苯乙烯和丁二烯合成的ABS 塑料和由丙烯腈与苯乙烯合成的AS 塑料是重要的工程塑料。
因该产品具有高强度、耐热、耐光和耐溶性能较好等特点,今后10 年其需求量将大幅增长。
与丁二烯共聚制丁腈橡胶也是丙烯腈的主要用途之一。
丁腈橡胶应用比例约占4 % ,年增长在1 %以上,主要用于汽车行业。
丙烯腈也是重要的有机合成原料。
丙烯腈经催化水合可制得丙烯酰胺,经电解加氢偶联可制得己二腈。
丙烯酰胺主要用于纸张、废水处理、矿石处理、油品回收、三次采油化学品方面,其需求量以年均2 %的速率增长。
己二腈只用于生产乌落托品,年增长率为4 %。
此外,丙烯腈还可用来生产谷氨酸钠、医药、高分子絮凝剂、纤维改性剂、纸张增强剂等。
丙烯催化剂及生产工艺的市场应用和最新进展分析摘要:丙烯是化学工业中最基本最重要的原料之一,在人们的生产生活中占据非常重要的地位。
本文介绍了丙烯催化剂和生产工艺,并且对其市场应用和最新进展进行了分析。
关键词:催化剂生产工艺市场应用最新进展烯是最重要的有机石油化工生产的原料之一,广泛应用与苯酚、丁醇、聚丙烯、丙酮、环氧丙烷、辛醇、丙烯酸、烷基化油、高辛值汽油调和料、催化叠合和二聚等领域中,在国民经济中发挥着重大作用,至今仍有巨大的发展前景。
由于丙烯工业应用空阔,技术或者工艺上的小小提升就能带来巨大的经济效益,所以一直以来,与丙烯有关的工艺技术研究都受到人们的高度重视。
本文就对各种丙烯催化剂和生产工艺的市场应用和最新进展进行探讨。
1 催化裂化法制丙烯生产工艺及最新进展丙烯主要是从石油中得到的,代表性的生产工艺有三种:蒸汽裂解法、丙烷(丁烷)脱氢法和催化裂化法。
其中最常见的为催化裂化法。
1.1 MOI工艺这个工艺是由Mobil公司开发的,通过烯烃的相互转化,可以将FCC轻石脑油裂解的副产物转化为丙烯和乙烯,这个工艺中最关键的步骤就是Z,SM一5催化剂的使用,从而促使C4一C7烯烃齐聚、裂化、歧化等反应,转化成烯烃。
MOI工艺的装置由再生器和流化床反应器组成,操作压力与温度和流化催化裂化基本一致。
工艺的原料是FCC轻石脑油,可生产26.3%的丙烯。
1.2 Propylur工艺德国鲁齐公司开发了Propylur工艺由,这个工艺的主反应是在7SM一5择形分子筛的作用下,将大分子烯烃转化丙烯和乙烯,可以处理FCC或蒸汽裂解装置的富含丁烯的q组分,轻烯烃的转化率为83%左右,产品的典型分布为:丙烯42%,丁烯31%,乙烯10%,通过循环丁烯,丙烯的产率还可以提高。
1.3 SUPERFLER工艺还有美国Arco.公司开发的SUPER FLER工艺。
这个工艺采用q 一q轻烃为原料,原料为富烯烃物,转化率与丙烯选择性达到最高。
国内外丙烯腈生产工艺技术丙烯腈(Acrylonitrile,简称ACN)是一种重要的有机化工原料,被广泛应用于合成纤维、橡胶、塑料、染料、涂料等行业。
丙烯腈的生产工艺技术在国内外都有不同的发展。
本文将针对国内外的丙烯腈生产工艺技术进行对比分析。
国内丙烯腈生产工艺技术主要以丙烯为原料,经过氧化、脱水、氰化等步骤得到丙烯腈。
其中,氧化反应是丙烯腈生产的关键步骤,国内通常采用丙烯-氨-氧混合作为氧化剂,再通过催化剂的作用,使丙烯转化为丙烯醛,然后再氰化得到丙烯腈。
这种工艺技术成熟、稳定,可以实现大规模生产。
但是由于氮气消耗较大,造成能耗高,成本较高。
国外丙烯腈生产工艺技术主要以聚合物合成为主。
其中,一种重要的工艺技术是SOHIO工艺,即丙烯聚合制备丙烯腈。
这种工艺技术通过高温和高压下的丙烯聚合反应,使丙烯分子链相互交联,形成分子量较大的聚合物。
然后再通过脱氢反应使聚合物中的氢气被脱除,得到丙烯腈。
这种工艺技术具有能耗低、成本较低、无废气排放等优势,被广泛应用于国外。
除了以上两种主要工艺技术,还有其他一些工艺技术在丙烯腈生产中也有应用。
比如喷雾聚合工艺技术,通过将丙烯与氯化氨溶液混合后,在高温高压条件下喷雾聚合反应,使丙烯与氯化氨快速反应生成丙烯腈。
这种工艺技术具有反应速度快、能耗低、废气排放少等优点。
总的来说,国内外丙烯腈生产工艺技术存在一定的差异。
国内主要以氧化反应为主,成熟稳定但能耗较高;而国外主要以聚合制备为主,能耗低、成本较低。
此外,还有其他一些工艺技术也被应用于丙烯腈生产中。
随着技术的不断进步和创新,丙烯腈生产工艺技术将会不断提升,实现更高效、低能耗、低成本的生产。
2010年第11期精细化工原料及中间体化纤园地丙烯腈的技术进展丙烯腈主要用于腈纶、丁腈橡胶、己二腈、丙烯酰胺、ABS树脂等生产,其他用途如己内酰胺、多元醇聚合物,丙烯腈在合成纤维、合成橡胶、塑料等领域有着广阔的应用前景。
腈纶是丙烯腈最大的终端用户,占丙烯腈需求量约44%。
1世界技术进展目前丙烯腈生产的主要路线是丙烯一步氨氧化工艺,该工艺已替代原先的以乙炔为原料的工艺。
丙烯、氨和空气在流化床反应器中反应生成丙烯腈,并副产乙腈和氢氰酸。
近年催化剂的新进展已使丙烯腈产率提高了20%。
BP、旭化成、首诺和杜邦公司均拥有该技术专利权。
BOC(比欧西)公司开发了生产丙烯腈的Petrox工艺,该工艺使反应在较低速率下进行,降低了生成丙烯腈的转化率,提高了烃类选择性,减少了CO2的生成。
生产显示,该工艺可提高产率20%,减少CO2排放50%,降低投资费用20%,减少操作费用10%~20%。
现有丙烯腈生产工艺中,丙烯与氨在氨氧化反应品中转化为丙烯腈的程度要高到能最大量地提高一次通过的产率,但是,反应在高转化率下进行,因大量生成CO2和CO副产物而降低了选择性。
反应物通过反应器并回收产品后,未反应的烃类原料和副产物送去焚烧,导致来自装置的大量CO2和CO排放污染。
在Petrox工艺中,采用烃类选择性分子筛设施将废弃物料中未反应的烃原料分出,送回反应器。
所有CO2和氮气不从循环物流中除去,而是增加氧以平衡气体混合物。
该工艺回路使反应在较低速率下进行,降低了生成丙烯腈的转化率,但尽可能高的提高了烃类选择性,减少了生成CO2的选择性。
近年来,丙烯腈合成原料由单一向多元化发展,由于丙烷资源丰富,而且丙烷与丙烯存在较大的价差,一些公司纷纷开发用丙烷作原料生产丙烯腈的工艺。
丙烷法工艺可分为2种:一是丙烷在催化剂作用下,同时进行丙烷的氧化脱氢和丙烯氨氧化反应;二是丙烷经氧化脱氢后生成丙烯,然后以常规的丙烯氨氧化工艺生产丙烯腈。
目前开发的丙烷法生产丙烯腈工艺典型的有BP公司氧气氧化法和三菱化学公司空气氧化法。
丙烯腈生产工艺分析及优化措施摘要:当前,我国各大化工厂生产丙烯腈常用的方法就是丙烯、氨氧化生成丙烯腈的方法,采用的是美国BP化学公司的专利技术。
本文主要介绍了丙烯、氨氧化法合成丙烯腈的生产工艺,并分析了丙烯腈生产工艺的改进措施,以提高丙烯腈的收率,提高化工企业的经济效率。
关键字:丙烯腈、催化剂、氨烯比、工艺一、丙烯腈生产工艺分析某石化公司丙烯腈生产装置由中石化兰州石油化工设计院设计,采用美国BP化学公司的专利技术。
该工艺技术采用丙烯、氨氧化的方法生产丙烯腈,经过多次技术改造使用辽宁营口向阳催化剂厂生产的XYA-5催化剂,并建造了丙烯腈装置吸收塔尾气处理系统,该系统按处理丙烯腈装置吸收塔最大排气量50000Nm3/h设计,系统的操作考虑一定的操作负荷弹性(80%~110%),并且同时适应丙烯纯度95%~99%范围的变化,并能产生4吨~12吨/小时,4.2MPa(G)、430℃的过热蒸汽。
丙烯腈生产装置的主要原料包括氨、丙烯、硫酸,主要生产的产品是丙烯腈,生产中的副产品有氢氰酸、粗乙腈、稀硫铵液等。
丙烯、氨氧化法制丙烯腈,主反应生成丙烯腈,是一个非均相反应,在反应同时在催化剂表面还发生一系列副反应。
化学反应过程如下图1丙烯、氨氧化法化学反应过程所示。
图1 丙烯、氨氧化法化学反应过程在上述副反应过程中,主要是生成氢氰酸和乙腈,一氧化碳、二氧化碳和水可以由丙烯直接氧化得到,也可以由乙腈、丙烯腈等再次氧化得到。
在该反应过程中也副产少量的丙腈、丙烯酸、乙醛、丙烯醛以及高聚物等,因此,在工业生产条件下丙烯氨氧化反应过程是十分复杂的,为了提高丙烯的转化率和丙烯腈的选择性,研究并应用高性能催化剂是非常重要的。
丙烯、氨氧化法是国内生产丙烯腈的主要工艺技术方法,主要采用磷-钼-铋系催化剂,其生产过程将空气、氧、丙烯按照10:1.5:1的摩尔比从底部进入流化床反应器,反应温度为室温条件,该反应体系为放热体系,可以采用撤热水回收热量,产生高压蒸汽。
丙烯腈生产工艺及催化剂研究进展摘要:丙烯腈是化工企业需要的主要原材料,在工业当中扮演者重要的角色,丙烯腈是丙烯通过氨氧化所得到的产物,纤维、橡胶、树脂都是其衍生产品。
丙烯腈分子当中具有碳碳双键和氰基这两种不饱和化学键,使得丙烯腈所具有的化学性质十分活泼。
丙烯腈可以发生聚合、加成、水解等一系列的反应,丙烯腈通过聚合反应能够生产聚丙烯腈,丙烯腈通过催化水和可以制得丙烯酰胺。
本文将根据丙烯腈生产工艺,对其日后的发展前景进行相关的分析,并结合当下国内外对于丙烯腈的研究,对其制取工艺和在未来化工行业上的发展进行相关的探讨。
关键词:丙烯腈;生产工艺;催化剂1894年穆勒首次用化学脱水剂法制得到了丙烯腈,丙烯腈化学研究方法在二战之后便开始渐渐的受到许多人的广泛重视。
丙烯腈的具体的制取方法有过许多种,但最受到重视的还是丙烯氨氧化法,也是当下化工企业制取丙烯腈的重要方法。
制取过程中所选择的反应器一般为无挡板的流化床,制取的流程为将各种盐按照一定的比例进行配制,其次将流化床当中所需要的浆料进行合理的配制,之后进行喷雾干燥,最后对其进行焙烧。
这种方式是我国近些年来经过不断的实践所研究出来的,减少了依靠国外进口丙烯腈的数量,还具有代替国外进口丙烯腈的作用,大大的降低了化工企业采购丙烯腈这种原材料的价格,同时,化工企业在使用催化剂的时候也能够得到很好的回报,提高了化工企业在未来当中的经济收益。
一、催化剂的影响原理丙烯腈的钼铋系催化剂,作为最受欢迎的催化剂,在反应过程当中需要控制好影响其温度、压力、重时空速等一些因素,这样才能够确保催化剂的效率。
丙烯腈钼铋系催化剂主要的催化成分为氧化钼,氧化钼能够参与到反应的循环当中,与此同时,晶格氧在其中也扮演了重要的角色,担任了化学反应当中的催化剂[2]。
氧化钼在遇见高温后就会发生升华,若没有采取恰当的措施去防范氧化钼的升华就会导致反应过程的不可逆,使得催化剂的催化效率降低,进而会降低整个反应的反应速率,消耗更多的反应物,加大了原材料的使用成本[3]。
丙烯腈生产工艺丙烯腈是一种重要的有机化工原料,广泛应用于合成纤维、合成橡胶和合成树脂等领域。
以下是丙烯腈生产的工艺流程。
首先,丙烯腈的主要原料是丙烯和氨气。
丙烯是通过石油炼制产生的副产品,而氨气则是通过液氨和空气的反应得到。
这两种原料都是经过初步净化后,进行中间体的合成和后处理。
在丙烯的合成过程中,将液态丙烯加入到加热器中,经过过滤和冷凝后得到丙烯气体。
然后将丙烯气体送入到丙烯重聚器中,在适当的催化剂的作用下,经过反应生成丙烯腈。
在此过程中,需要控制适当的温度和压力,以及催化剂的用量和反应时间。
在氨气的合成过程中,先将液氨加入到氨气发生器中,然后将空气通过压缩机加热后与液氨反应生成氨气。
这个反应需要通过适当的温度和压力控制,以及催化剂的添加来促进反应的进行。
与此同时,还需要对丙烯和氨气的中间体进行后处理。
对于丙烯的反应后处理,首先将气体通过冷凝器进行冷却,然后经过洗涤和加热,将其中的不纯物质进行去除。
而对于氨气的后处理,主要是通过压缩、冷却和干燥操作,将其中的水分和杂质去除。
最后,将处理后的丙烯和氨气输送到合成反应器中进行丙烯腈合成反应。
在反应过程中,需要控制适当的温度,催化剂的用量和反应时间,以及反应器的压力等参数。
反应完成后,将得到的丙烯腈经过冷却、压缩和分离处理,得到高纯度的丙烯腈产物。
总的来说,丙烯腈的生产工艺包括丙烯气体和氨气的合成,中间体的后处理,以及丙烯腈的合成反应和产物的分离处理等步骤。
在整个过程中,需要控制适当的操作条件和催化剂的用量,以及对中间体进行有效的净化处理,以保证产品的质量和收率。
同时,还需要考虑工艺的安全性和环保性,通过系统的检测和监控手段,确保工艺过程的稳定性和可持续性发展。
丙烯腈生产工艺分析丙烯腈是一种无色透明液体,具有刺激性气味。
它是一种重要的化工原料,广泛用于合成丙烯酸、丙烯酸酯、聚丙烯腈纤维等。
在生产中,丙烯腈的制备工艺是非常重要的一环。
本文将分析丙烯腈的制备工艺,包括原料、反应机理、反应工艺等方面。
原料丙烯是合成丙烯腈的主要原料。
丙烯是一种无色气体,具有易燃性。
生产厂家通常会采用石化工业废气和乙炔制取丙烯。
此外,还需要使用氨、氧气等化学品作为反应剂,硫酸作为催化剂。
反应机理丙烯腈是通过“丙烯氰化”这个反应来合成的。
这个反应的化学方程式为:CH2=CHCH3 + NH3 + 3/2 O2 + H2SO4 -> CH2=CHCN + 3H2O + NH4HSO4在反应过程中,氨、丙烯和氧气在催化剂的作用下发生反应,生成丙烯腈。
其中,氨和氧气的作用是提供反应物,而硫酸则起到了催化作用,使反应更容易发生。
反应产物中还包括水和硫酸铵。
反应工艺丙烯腈的制备工艺是一个多步骤的过程,包括氨合成、氧化反应、氰化反应等步骤。
下面我们详细介绍一下这个反应的具体工艺。
1. 氨合成氨合成是丙烯腈制备的第一步,也是非常重要的一步。
氮气和氢气在催化剂的作用下,在高温高压的条件下发生反应,生成氨。
2. 氧化反应氧化反应是丙烯腈制备的第二步。
在氧化反应中,通过将氨和空气送入反应器中,采用连续氧化工艺,将氨氧化为丙烯腈。
这个反应需要进行调节,控制空气过量系数、反应温度、催化剂的使用等因素,以保证反应能够顺利进行。
3. 氰化反应氰化反应是丙烯腈制备的最后一步。
在氰化反应中,将氧化后的混合物与硫酸反应,生成丙烯腈。
氰化反应在反应的过程中需要控制反应温度、pH值、反应时间等参数,以保证反应能够高效发生。
丙烯腈是一种非常重要的化工原料,在生产中需要进行精细化控制。
丙烯腈的制备工艺是一个多步骤的过程,需要控制多个参数才能保证高效合成。
因此,在丙烯腈的生产中,需要注意生产环境的安全性、设备运行的稳定性、反应物的使用量控制以及测量技术的加强等方面。
丙烯腈生产工艺丙烯腈是一种有机化学品,分子式为CH2=CHCN,具有毒性和易燃性。
它是合成纤维聚丙烯腈的重要原料,也可用于制备橡胶、树脂、塑料、药品和染料等。
丙烯腈的生产工艺主要有以下几个步骤:1. 原料准备丙烯腈的原料是乙炔和氨气。
乙炔是通过炼油工艺分离出来的产品,氨气可以通过空气中的氮气和水生成。
原料的质量和纯度对后续步骤的影响很大,因此需要对原料进行初步处理和检测。
2. 反应器反应器是进行丙烯腈生产的核心装置。
反应器内部需要提供适宜的反应条件,如温度、压力和反应时间。
通常情况下,反应温度在350-500℃之间,压力在0.5-3.0 MPa之间。
3. 催化剂在反应器中,需要添加适当的催化剂来促进乙炔和氨气的反应生成丙烯腈。
常用的催化剂有金属氧化物、硫酸、磷酸等。
催化剂的选择要考虑反应的速率、选择性和催化剂的稳定性等因素。
4. 反应在反应器中,乙炔和氨气在催化剂的作用下进行反应生成丙烯腈。
反应过程中需要控制好反应的温度、压力和时间,并及时排除产生的副产物和废气。
5. 分离和纯化反应结束后,需要对产物进行分离和纯化。
通常采用蒸馏等方法将丙烯腈从其他杂质分离出来。
此外,还需要进行进一步的纯化工艺,如洗涤、结晶、萃取等。
6. 废气处理丙烯腈生产过程中会产生大量的有害气体和废水。
为了保护环境和人体健康,需要对废气进行处理。
常用的处理方法包括吸附、干燥、燃烧等。
7. 产品质量检测生产丙烯腈后需要进行产品质量检测,包括纯度、密度、凝固点、溶点、挥发性和杂质含量等。
对产品质量的检测可以确保产品的安全和合格。
以上是丙烯腈的生产工艺的基本步骤。
在实际生产中,还需要考虑安全措施、能源利用和设备维护等问题,以保证生产的顺利进行。
丙烯腈生产工艺及催化剂研究进展摘要:丙烯腈在现代化化工企业应用较为广泛,尤其是在合成纤维、树脂等高分子材料领域中,占据着十分重要的地位。
除此之外,丙烯腈聚合物以及相应的衍生物在建材以及日用品应用中,有着较为广泛的发展前景。
丙烯腈具有较大的经济效益,合理制定生产工艺,对于促进我国化工企业发展以及实现社会主义市场经济建设有着积极推动作用。
因此,本文对丙烯腈生产工艺及催化剂研究进展进行分析探讨。
关键词:丙烯腈;生产工艺;催化剂;研究进展丙烯腈(氰化乙烯,AN),作为一种重要的石油化工产品,能够用于生产合成纤维腈纶、热塑性合成树脂、合成橡胶、丙烯酰胺等产品。
随产品需求不断增大,丙烯腈装置的扩能改造,由于反应器压力升高和催化剂负荷不足等因素影响,对催化剂性能要求更高,因此,催化剂的评价结果将直接影响到催化剂工业应用的成败。
目前有十余种生产工艺用于生产丙烯腈,如环氧乙烷法、乙炔法、丙烯氨氧化法和正在开发的丙烷氨氧化法等。
其中,丙烯氨氧化法是以丙烯、氨气和空气中的氧气为原料,副产物为氢氰酸、乙腈、丙烯醛、CO2和CO等。
该方法原料廉价易得,对原料纯度要求不高,工艺流程简单,操作稳定,易于得到精制的高质量产品,该方法是当代全球各国生产丙烯腈最先进的方法,工艺中的核心技术在于催化剂性能――催化剂的选择性(副产物生成量较少,深度氧化产物收率较低)、活性(丙烯腈收率、丙烯腈选择性、丙烯转化率)和寿命,对于生产装置的总投资和操作费用具有重大的意义,使用中,主要活性组分钼(Mo)的流失,催化剂结构变化或积炭等原因,导致催化性能下降。
催化剂效能是丙烯腈合成的关键,随着丙烯腈合成行业的发展,考虑经济效益的同时也要关注环境保护和扩能降耗,开发难度越来越大。
1丙烯腈主要生产方法丙烯腈生产方法主要有:氯乙醇-氰化钠法、乙炔法、丙烯氨氧化法、丙烷氨氧化法。
前两种方法不仅生产原料毒性大,而且生产成本也高于后者。
丙烯氨氧化法具有原料便宜易得,生产成本低,生产工艺简单等优点,所以成为国内外丙烯腈生产的主要方法。
丙烯氨氧化(氧化偶联)制丙烯腈生产工艺把烯烃、芳烃、烷烃及其衍生物与空气(或氧气)、氨气混合通过催化剂制成腈类化合物的方法称为氨氧化法,按氧化反应的分类,这类反应亦称氧化偶联。
有代表性的,已工业化的反应主要有下列几种:研究表明,氨氧化制腈类用催化剂与烃类氧化制醛类用催化剂(如丙烯氧化制丙烯醛、间(对)二甲苯氧化制苯二甲醛等氧化催化剂)十分类似,氨氧化催化剂往往亦可用作醛类氧化催化剂,其原因是由于这两类反应通过类似的历程,形成相同的氧化中间物之故。
上列反应中以丙烯氨氧化合成丙烯腈最为重要,下面即以此反应为例进行讨论。
丙烯腈是丙烯系列的重要产品。
就世界范围而言,在丙烯系列产品中,它的产量仅次于聚丙烯,居第二位。
丙烯腈是生产有机高分子聚合物的重要单体,85%以上的丙烯腈用来生产聚丙烯腈,由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯合成的ABS树脂,以及由丙烯腈和苯乙烯合成的SAN树脂,是重要的工程塑料。
此外,丙烯腈也是重要的有机合成原料,由丙烯腈经催化水合可制得丙烯酰胺,由后者聚合制得的聚丙烯酰胺是三次采油的重要助剂。
由丙烯腈经电解加氢偶联(又称电解加氢二聚)可制得己二腈,再加氢可制得己二胺,后者是生产尼龙-66的主要单体。
由丙烯腈还可制得一系列精细化工产品,如谷氨酸钠、医药、农药薰蒸剂、高分子絮凝剂、化学灌浆剂、纤维改性剂、纸张增强剂、固化剂、密封胶、涂料和橡胶硫化促进剂等。
丙烯腈在常温下是无色透明液体,剧毒,味甜,微臭。
沸点78.5℃,熔点-82.0℃,相对密度0.8006。
丙烯腈在室内允许的浓度为0.002 mg/l,在空气中的爆炸极限为3.05%~17.5%(m)。
因此,在生产、贮存和运输中,应采取严格的安全防护措施。
丙烯腈分子中含有腈基和C=C 不饱和双键,化学性质极为活泼,能发生聚合、加成、腈基和腈乙基化等反应,纯丙烯腈在光的作用下就能自行聚合,所以在成品丙烯腈中,通常要加入少量阻聚剂,如对苯二酚甲基醚(MEHQ)、对苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等。
丙烯腈的生产工艺
丙烯腈是一种无色液体,是合成纤维原料的重要物质。
以下是丙烯腈的生产工艺流程:
1. 原料准备:丙烯腈的原料主要是氨和丙烯。
氨可以通过硫氰酸钠和水反应产生,丙烯则是通过石化工业提炼石油或裂解碳氢化合物得到。
2. 反应器配置:将原料氨和丙烯分别输送到反应器中,并加入适量的溶剂和催化剂。
反应器通常采用不锈钢材料,并具有搅拌装置和加热装置以维持反应温度。
3. 缩聚反应:在反应器中,催化剂的作用下,丙烯与氨发生缩聚反应,生成丙烯腈。
该反应需要在适宜温度和压力下进行,通常反应温度为150-200℃,压力为1-10 MPa。
4. 分离提纯:反应结束后,将反应物通过冷凝器冷却,将氨和溶剂从丙烯腈中分离出来。
通常采用蒸汽蒸馏、水洗等工艺对丙烯腈进行提纯,以去除杂质。
5. 产品处理:提纯后的丙烯腈可以直接用作纤维原料,也可以经过后续处理得到其他化工产品。
例如,丙烯腈可以与乙烯和苯乙烯进行共聚反应,制得聚合物,用于制造合成纤维。
6. 废物处理:生产过程中产生的废气和废水应进行处理,以减少对环境的污染。
废气可以通过脱硫、脱氮等方法进行处理,废水则需要经过处理站进行处理和过滤。
总结:丙烯腈的生产工艺包括原料准备、反应器配置、缩聚反应、分离提纯、产品处理和废物处理等步骤。
这些工艺保证了高纯度的丙烯腈产物,并对环境进行了充分考虑。
第392期2021年3石化技术与应用Petrochemical Technology&ApplicationVol.39No.2Mar.2021DOI:10.19909/ki.ISSN1009-0045.2021.02.0147专论与综述(147-151)丙烯C合成技术研究进展贺业亨,朱官来,肖海成,娄舒洁,王林,刘克峰(中国石油石油化工研究院,北京102206)摘要:综述了以丙烯、丙烷、生物质(甘油、3-軽基丙酸、谷氨酸和乳酸)等为原料的丙烯睛合成路线、工艺特点及其催化剂。
指出目前95%以上的丙烯睛工业装置采用丙烯氨氧化路线;以丙烷为原料的丙烷直接氨氧化路线处于推广阶段,需要开发高性能催化剂,优化工艺条件从而降;基于生物质原料的合成路线中,以甘油和3-軽基丙酸为中间体的优势$关键词:丙烯睛;丙烯;丙烷;生物质;氨氧化;催化剂中图分类号:TQ226.61;TQ426.94文献标志码:A文章编号:1009-0045(2021)02-0147-05丙烯#是一种重要的化工原料,广泛应用于ABS树脂、#纶、丙烯酰胺和丁#橡胶等生产领域中#2019年,我国丙烯#表观消费量约为231万t,下游需求仍在稳步增长$随着碳纤维需求不断增长,也将推动丙烯#市场的快速发展$ 2020年,国内丙烯#总产能达到313万t/a[1-2],约占世界丙烯#总产能的33%$1894年,在化学脱水剂存在的条件下,Moureu采用丙烯酰胺和{乙醇首次丙烯发乙烷法和乙烘法$于乙烷法原料昂贵,且氢{酸毒性大,现已基本淘汰。
1960年,美国Sohio中的丙烯为原料,开发出丙烯化合成丙烯#工(Sohio工艺),用的丙烯、和为原料,工速在世界推广$,也学丙化丙烯#的,丙化和丙烯#性,展⑷。
20世,随着丙烯和丙,丙丙烯#大进展[5-6]$:年,基于和发展生能的需求,生中%、3-基丙酸(3-HP)、酸和酸&为原料的丙烯#到广泛注和研究[7-9]$随着能化发展,化学工原料化的发展,丙烯#领域也现原料和化的$工丙烯#,丙烯、丙烷、生物质(甘油、3-HP、谷氨酸和乳酸)等为原料的工$1以丙烯为原料丙烯要于炼油副产、裂解乙烯、甲醇制丙烯和丙烷脱氢(PDH)等,丙烯为原料丙烯#的要是Sohio工$目前,国内的全部丙烯#装置,以及全球95%以上的装置均采用Sohio 工,其生成丙烯#的机理有2种观点:(1)丙烯首先生丙烯醛,然后与氨进一步反应生成丙烯#;(2)丙烯直接与氨作用生成丙烯#$1.1丙烯氨氧化工艺流程Sohio工装置流如图1所示%10-11&,原料丙烯、氨和按一定比例流化床反应器,于400=500!,0.05~0.20MPa,在催化剂的作用下反应生成丙烯#,同时,还生乙#、氢{酸、丙烯醛、丙烯酸、碳化和水等产;流经急冷系统冷却降温,除去重组分、废催化剂,并用浓硫酸中和未反应的氨,硫T液经汽提脱除有机物后,送至硫T回收装置;除氨后的;进入吸收塔,用水为吸收剂,得到含丙烯#、乙收稿日期:2020-09-11;修回日期:2020-12-17基金项目:国家重点发计划助项目(项目编号:2017YFA0700102)作者简介:贺亨(1989—),女,博士,高级工程师。
丙烯腈的合成路线及催化剂研究进展
蒲发源;陈臣举;杨志彬;张春雷
【期刊名称】《化学世界》
【年(卷),期】2024(65)3
【摘要】丙烯腈是合成橡胶、合成纤维及合成塑料的原料和重要化学单体,广泛应用于汽车、航空航天、精细化学品等领域。
概述了丙烯腈的工业应用、丙烯腈的合成路线,阐述了各合成路线的催化剂体系及其反应机理。
【总页数】9页(P143-151)
【作者】蒲发源;陈臣举;杨志彬;张春雷
【作者单位】江苏科技大学张家港校区冶金与材料工程学院;上海师范大学化学与材料科学学院;江苏沙钢集团有限公司沙钢钢铁研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ226.61;TQ426.83;O623.761;O643.36
【相关文献】
1.SANC-08丙烯腈合成催化剂的开发
2.镍基催化剂气固相催化丙烯腈加氢合成丙腈
3.乙腈与甲醇反应选择性合成丙烯腈催化剂制备及性能研究
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5.用于丙烯腈催化二聚合成己二腈的催化剂及其制备方法
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丙烯腈生产工艺及催化剂研究进展
发表时间:2018-10-30T11:12:08.543Z 来源:《防护工程》2018年第15期作者:徐岩[导读] 有着较为广泛的发展前景。
丙烯腈具有较大的经济效益,合理制定生产工艺,对于促进我国化工企业发展以及实现社会主义市场经济建设有着积极推动作用。
因此,本文对丙烯腈生产工艺及催化剂研究进展进行分析探讨。
徐岩
大庆石化化工二厂黑龙江省大庆市 163714摘要:丙烯腈在现代化化工企业应用较为广泛,尤其是在合成纤维、树脂等高分子材料领域中,占据着十分重要的地位。
除此之外,丙烯腈聚合物以及相应的衍生物在建材以及日用品应用中,有着较为广泛的发展前景。
丙烯腈具有较大的经济效益,合理制定生产工艺,对于促进我国化工企业发展以及实现社会主义市场经济建设有着积极推动作用。
因此,本文对丙烯腈生产工艺及催化剂研究进展进行分析
探讨。
关键词:丙烯腈;生产工艺;催化剂;研究进展丙烯腈(氰化乙烯,AN),作为一种重要的石油化工产品,能够用于生产合成纤维腈纶、热塑性合成树脂、合成橡胶、丙烯酰胺等产品。
随产品需求不断增大,丙烯腈装置的扩能改造,由于反应器压力升高和催化剂负荷不足等因素影响,对催化剂性能要求更高,因此,催化剂的评价结果将直接影响到催化剂工业应用的成败。
目前有十余种生产工艺用于生产丙烯腈,如环氧乙烷法、乙炔法、丙烯氨氧化法和正在开发的丙烷氨氧化法等。
其中,丙烯氨氧化法是以丙烯、氨气和空气中的氧气为原料,副产物为氢氰酸、乙腈、丙烯醛、CO2和CO 等。
该方法原料廉价易得,对原料纯度要求不高,工艺流程简单,操作稳定,易于得到精制的高质量产品,该方法是当代全球各国生产丙烯腈最先进的方法,工艺中的核心技术在于催化剂性能――催化剂的选择性(副产物生成量较少,深度氧化产物收率较低)、活性(丙烯腈收率、丙烯腈选择性、丙烯转化率)和寿命,对于生产装置的总投资和操作费用具有重大的意义,使用中,主要活性组分钼(Mo)的流失,催化剂结构变化或积炭等原因,导致催化性能下降。
催化剂效能是丙烯腈合成的关键,随着丙烯腈合成行业的发展,考虑经济效益的同时也要关注环境保护和扩能降耗,开发难度越来越大。
1丙烯腈主要生产方法丙烯腈生产方法主要有:氯乙醇-氰化钠法、乙炔法、丙烯氨氧化法、丙烷氨氧化法。
前两种方法不仅生产原料毒性大,而且生产成本也高于后者。
丙烯氨氧化法具有原料便宜易得,生产成本低,生产工艺简单等优点,所以成为国内外丙烯腈生产的主要方法。
下面本文主要对丙烷氨氧化法进行分析。
丙烷氨氧化法是近几年开发的新技术,BP、旭化成公司已经完成中试阶段,旭化成公司已经工业化。
所研制出的氨氧化催化剂活性组分为V-Sb-W-复合催化剂,50%载体为SiO2-Al2O3,反应温度500℃,压力103kPa,原料配比为丙烷∶氨∶氧∶氮∶水=1∶2∶2∶7∶3。
丙烷氨氧化法工艺分为2种,其一是丙烷在稳定催化剂作用下,同时进行丙烷的氧化脱氢和丙烯氨氧化反应,这种丙烷直接氨氧化合成丙烯腈的工艺被称之为丙烷一段直接氨氧化工艺;其二是丙烷经氧化脱氢后生成丙烯,尔后以常规的丙烯氨氧化工艺生产丙烯腈,称之为丙烷两段氨氧化工艺。
世界丙烯腈生产能力中,丙烯氨氧化工艺占绝对优势。
但丙烷与丙烯之间存在着巨大的价格差,而且丙烷资源丰富,从而使以BPsohio、三菱化成公司(MCC)为代表的一些公司纷纷研究用丙烷作原料生产丙烯腈的工艺。
20世纪90年代初,BP公司开发出了丙烷氨氧化一步法新工艺,它是在特定的催化剂下,以纯氧为氧化剂,同时进行丙烷氧化脱氢和丙烯氨反应。
该工艺采用了一种新开发的催化剂,它对丙烯腈的选择性相当高,而对副产物丙烯酸的选择性较低,它既适用于以氧气为氧化剂的低丙烷转化工艺,又适合以空气为氧化剂的工艺。
该工艺比传统丙烯法生产成本降低20%,而且丙烯酸之类的副产物少,产出更多的高价值产品乙腈和氢氰酸。
与此同时,日本三菱化学(MCC)和BritishOxygen也开发成功了独特的循环工艺,它主要是丙烷氧化脱氢后生成丙烯,然后再以常规氨氧化法生产丙烯腈。
其特点是采用选择性烃吸附分离体系的循环工艺,可将循环物流中的惰性气体和碳氧化物选择性地除去,原料丙烷和丙烯可全部被回收。
循环的优势在于可以在低反应单程转化率的情况下提高产物选择性和总体收率,而且大幅减少了O2的生成量,使生产成本降低约10%,原材料费用降低约20%,从而解决了低转化率带来的原料浪费问题,为丙烷制丙烯腈工艺的工业化打下了基础。
在MCC的另一篇专利中还公开了该公司开发的低丙烷转化循环工艺,它是一种高选择性低丙烷转化率的工艺,更适合于带回收系统的装置,而且还使用了该公司开发的新催化剂,其选择性高于BP工艺,可联产丙烯腈和丙烯酸。
2丙烯腈生产用催化剂研究进展 2.1钒-铝氮氧化物催化剂
钒-铝氮氧化物一直作为丙二腈和苯甲醛缩聚反应的催化剂,21世纪初,在丙烷氨氧化制丙烯腈中得到应用。
研究发现,此类催化剂上丙烯腈选择性较高,催化剂活性也较好,钒-铝氮氧化物催化剂参与丙烷氨氧化的反应产物只有丙烯腈、COx和乙腈,而不存在HCN、丙烯、NO、N2以及其他含氧有机物,即使在氧气过量条件下,也不会产生上述类型副产物。
相比于Mo-V-O和V-Sb-O等催化剂,钒-铝氮氧化物堪称环境友好型催化剂。
尽管现阶段丙烷在钒-铝氮氧化物催化下只有近30%的丙烯腈收率,但钒-铝氮氧化物催化剂生产负荷高的特点有利于提高工业装置产能,这是其他催化剂不可比拟的。
2.2分子筛类催化剂
丙烷氨氧化制丙烯腈反应中,使用分子筛作为催化剂是近年来开始出现的研究方向。
AbdHamid等将Ga/H-ZSM-5分子筛用作丙烷氨氧化制丙烯腈反应,只得到11.4%的丙烯腈收率,COx选择性为51%,产物中含有较多的异丁烯和异丁烷等碳四类副产物。
BulánekR等对适用于丙烷氨氧化反应的分子筛类型进行研究,以含钴的分子筛为催化剂催化丙烷进行氨氧化,反应产物只有丙烯和乙腈,未检测到丙烯腈。
原因可能为形成的丙烯中间体会优先与NH3反应,生成碳一类化合物和乙腈而非目标产物丙烯腈。
分子筛虽然对丙烷具有催化作用,但不同类型分子筛催化丙烷的反应过程和产物差别较大。
3丙烯腈氨氧化发展趋势
3.1提升催化剂稳定性
氨氧化法合成丙烯腈反应体系中有大量水生成,水与催化剂中的钼氧化物发生水合,造成关键活性组分Mo6+的流失。
此外,催化剂的还原、活性元素的迁移和析出,活性相分解、催化剂组成不均等都会引发催化剂的活性下降。
原料中的尘埃、硫元素等杂质都会加速催化剂活性的衰减。
催化剂的配方对稳定性起着决定性的作用,因此,优化配方有助于提高国产催化剂的稳定性。
3.2优化催化剂选择性
随市场需求变化,副产物氢氰酸、乙腈的需求也在发生变化,通过调整催化剂表面结构等体系设计,来调控副产物选择性以适应市场需要。
3.3提高催化剂清洁性能
通常原料丙烯中饱和烃含量较高,能够研究出高选择性丙烷氨氧化合成丙烯腈的催化剂,就能达到节能降耗,减少污染的目的。
3.4研制适应高负荷运行的催化剂
生产负荷增加则反应器负荷增大,提高催化剂高压下的选择性和活性势在必行。
结束语:
综上所述,研制性能清洁、选择性高、稳定性高的丙烯腈催化剂,能够为国内自行开发可靠、先进的工艺技术和设备技术,为丙烯腈生产技术开发大型化、工程化提供强有力的技术支撑、提升生产技术领域的整体水平,为企业和社会创造一定的效益。
参考文献:
[1]丙烯腈生产的反应原理与主要方法[J].张乐.化学工程与装备,2014,(08)
[2]丙烯腈生产技术的研究进展[J].王保玉,李亚静.广州化工.2014(09)
[3]丙烯腈生产用催化剂研究进展[J].廖鹏.江西化工.2014(01)。