丙烯醛生产工艺
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丙烯醛生产工艺技术进展作者:徐燏来源:《价值工程》2014年第22期摘要:丙烯醛又称烯丙醛,是一种用途广泛的重要有机化工原料。
目前主要用于动物饲料添加剂蛋氨酸的制备。
合成丙烯醛的方法较多,有些因原料不具有广泛易得经济性较差,原料廉价易得的合成方法因没有性能较好的催化剂致使其选择性、收率不高等原因而未工业化。
目前丙烯空气氧化法生产丙烯醛是主要方法。
Abstract: Acrolein, also known as allyl aldehyde, is an important organic chemical raw materials with wide range of uses. At present, it is mainly used for the preparation of animal feed additive methionine. There are many method of synthesizing acrolein, some of them are not industrialized due to the raw materials do not have the extensive to get easily and with poor economy, and some synthesis methods with cheap and readily available raw materials have no catalysts with better performance resulting in its selectivity and yield are not high. Currently air oxidation of propylene is the main method to produce acrolein.关键词:丙烯醛;工艺技术;丙烯酸回收;废水处理Key words: acrolein;crafts technology;acrylic acid recovery;waste water handling中图分类号:TQ326.1 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)22-0304-020 引言丙烯醛又称烯丙醛,是一种用途广泛的重要有机化工原料。
丙烯醛的制备流程概述丙烯醛是一种重要的有机化工原料,广泛应用于化学工业中。
它主要用于制备树脂、涂料、助剂、医药、农药等。
丙烯醛的制备方法有很多种,常见的包括氧化法、脱氢法、氢化法和酯化法等。
其中,氧化法是丙烯醛的主要生产方法之一,它通过将丙烯气和氧气或空气在催化剂的作用下氧化而制备丙烯醛。
本文将重点介绍氧化法制备丙烯醛的具体操作步骤和工艺流程。
一、丙烯醛的制备原理氧化法制备丙烯醛的反应原理为:C3H6 + 1/2O2 → C3H5CHO丙烯气和氧气在催化剂的作用下发生部分氧化,生成丙烯醛。
丙烯气为反应的原料,氧气或空气为氧化剂,催化剂起着加速反应的作用。
通过控制反应条件和选择合适的催化剂,可以使丙烯气和氧气在一定温度和压力下较快地进行氧化反应,生成丙烯醛。
二、丙烯醛的制备工艺丙烯醛的制备工艺主要包括催化剂的选择、反应条件的控制、反应设备的选用和产品分离提纯等方面。
1. 催化剂的选择催化剂是促进反应进行的关键因素,对丙烯气和氧气的氧化反应具有重要的影响。
常用的催化剂有钼酸钠、氯化亚铁、氧化锌等。
以钼酸钠为例,它是一种有效的氧化剂,可以在较低的温度下催化丙烯气和氧气的氧化反应,生成丙烯醛。
2. 反应条件的控制反应条件包括温度、压力和反应时间等。
在氧化法制备丙烯醛的反应条件中,温度一般控制在200-300℃,压力约2-6MPa,反应时间约2-4小时。
在这些条件下,丙烯气和氧气可以较快地进行氧化反应,生成丙烯醛。
3. 反应设备的选用反应设备通常为管式反应器或釜式反应器,采用连续或间歇的工艺。
管式反应器主要用于连续生产,通过管道连续供给原料和催化剂,产物在管式反应器中不断流动,最终得到丙烯醛。
釜式反应器主要用于间歇生产,反应条件和反应物料充分混合后,通入催化剂,经一定时间后反应结束,得到丙烯醛。
4. 产品分离提纯制备丙烯醛产生的物质中常常包含未反应的丙烯气、氧气、水和少量的杂质,需要进行一定的分离和提纯才能得到纯净的丙烯醛。
丙烯醛的生产工艺丙烯醛是一种重要的有机化工产品,广泛应用于建筑材料、涂料、胶粘剂、医药、化妆品等领域。
其生产工艺主要包括气相法、液相法、酶法等多种方法。
本文将从丙烯醛的化学性质和应用领域入手,详细介绍其主要的生产工艺及其优缺点。
一、丙烯醛的性质及应用领域丙烯醛,化学式为CH2=CHCHO,是一种无色有刺激性气味的液态化合物。
其熔点为-87℃,沸点为52℃,密度为0.81 g/cm³。
其主要用途是作为有机化学合成中间体,用于生产各种有机化学品,如丙烯酸、丙烯酸甲酯、乙酰丙酮、苯甲醛等化合物。
此外,丙烯醛还广泛用于制造建筑材料、涂料、胶粘剂、医药、化妆品等行业。
由于其对人体和环境具有一定的危害性和毒性,目前国际上对丙烯醛的使用量和限制有所规定。
因此,在丙烯醛的生产过程中,需要严格控制有害气体的排放和废液的处理,保护环境和人类健康。
二、丙烯醛的生产工艺1.气相法气相法是一种常用的丙烯醛生产工艺,利用丙烯和氧气在铝矾土催化剂的作用下反应生成丙烯醛。
反应方程式如下:CH2=CH2+O2→CH2=CHCHO气相法生产丙烯醛的主要工艺流程是:将丙烯和氧气按一定的比例混合,经过预热后进入反应器,反应器中填充铝矾土催化剂,将混合气体加热至适宜的反应温度进行反应,反应生成的丙烯醛和未反应的原料气体经过冷凝器冷却,得到液体丙烯醛和未反应的气态丙烯和氧气,未反应物再次回收利用。
气相法生产丙烯醛的优点是反应速度快、产率高、设备简单,但存在生产安全风险大、废气处理难度高、生成废水污染等问题。
2.液相法液相法是利用氧化反应合成丙烯醛的一种生产工艺,主要的化学反应是以甲酸钴为催化剂的丙烯氧化反应,反应方程式如下:CH2=CH2+CO+½O2 → CH2=CHCHO液相法生产丙烯醛的主要工艺流程是:将丙烯和氧气气体经过压缩后按一定比例加入反应釜中,加入催化剂、稀释剂等辅助剂料,加热至一定温度下进行反应,反应结束后经过蒸馏、净化等处理步骤,得到丙烯醛产品。
丙烯醛的工业生产工艺研究丙烯醛(CH2=CHCHO),常温下是一种无色、易挥发、具有刺激性气味和催泪性质的液体。
丙烯醛中的碳碳双键与羰基能够形成共轭效应,使它成为很重要的合成中间体,被广泛应用于1,3-丙二醇、丙烯酸、蛋氨酸、3-甲基吡啶等下游产品的合成过程中,还可进一步应用于树脂生产以及其他有机合成过程1。
工业生产丙烯醛最主要的方法是丙烯氧化法2。
随着世界各国对环境污染的重视,新催化剂的持续开发,工业上开始以丙烷和丙三醇为原料生产丙烯醛。
1.1甲醛乙醛气相缩合法在1942年,Degussa用两性氧化物与二氧化硅的复合氧化物作为催化剂,在320℃条件下,研究了甲醛与乙醛经气相缩合制备丙烯醛的反应3。
该法是工业上最早生产丙烯醛的方法,但是存有反应原料转化率低以及产物分离难等缺点。
当前该法在工业上已被丙烯氧化法取代。
1.2乙烯醚热解法乙烯醚热解法是利用丙烯醚在540℃下热解合成丙烯醛。
该法主要缺点为反应原料来源少,对生产设备的要求高。
在工业上已被淘汰4。
1.3丙烯氧化法当前,工业上最主要的生产方法是丙烯氧化法。
反应过程丙烯氧化法的反应温度为250~400℃,催化剂主要是以Mo-Bi-X″-X″为基本结构并负载Ni、Co、Mg、Ne、Pb、Cr、Fe、Ce和Al等金属的多组分金属催化剂5。
工业生产中,通过对原料气体共混进样提升丙烯醛的收率,单程收率达到85%6。
杨斌等在Mo-Bi催化剂中加入La、Ce、Sm或Th元素,以酒石酸锑为锑元素的前驱体,合成了一种新型催化剂,其通式为Mo12BiaFebNicSbdXeYfZgQqOx。
该催化剂用于丙烯氧化制备丙烯醛,丙烯醛收率最高时接近93%,且在连续运行4000h后性能仍保持不变7。
Macht等人设计了连续的双床层反应体系,该体系由反应床层A与反应床层B组成,床层温度均在280~420℃,所用的催化剂为一般的Mo、Bi、Fe多组分金属催化剂。
原料先通过反应床层A反应,将生成的丙烯醛分离后继续通过反应床层B反应,通过控制反应床层A的温度θA和反应床层B的温度θB的差值(即θB-θA≤50℃)来保证丙烯催化氧化反应长时间稳定运行。
丙烯醛生产工艺丙烯醛(也称丙烯醛、丙醛)是一种有机化合物,化学式为C3H4O。
它是无色液体,在工业上被广泛应用于制造塑料、橡胶、涂料等领域。
下面将介绍一种常见的丙烯醛生产工艺。
丙烯醛的生产工艺主要分为两步:氰化和氢化。
首先是氰化反应。
氰化通常使用丙烯和氰化氢作为原料,在适当的温度下进行反应。
反应通常在硫酸或高浓度酸中进行,以促进反应的进行。
反应生成丙烯基氰。
该反应的化学方程式为:CH2=CHCHO + HCN → CH2=CHCH2CN然后,是氢化反应。
在氢化反应中,丙烯基氰被氢气还原为丙烯醛。
反应通常在高压和适当催化剂存在下进行。
催化剂常使用氧化铝或镍基催化剂。
氢化反应的化学方程式为:CH2=CHCH2CN + H2 → CH2=CHCHO这种生产工艺中,氰化反应和氢化反应是连续进行的。
首先将丙烯和氰化氢输入反应器进行氰化反应。
再将丙烯基氰引入氢化反应器进行氢化反应。
这种连续反应的方式可以提高生产效率,减少投资成本。
在工业生产中,还需要考虑生产工艺的安全性和环保性。
丙烯是易燃的物质,氰化氢是有毒的物质,因此需要严格控制反应条件,确保生产过程的安全。
此外,还需要处理反应废液和废气,防止对环境造成污染。
丙烯醛是一种重要的有机化工产品,广泛应用于制造塑料和橡胶。
丙烯醛的生产工艺虽然简单,但需要严格控制反应条件和处理废液废气,以确保生产的安全性和环保性。
随着工艺技术的不断发展,丙烯醛的生产工艺也在不断更新和改进,以提高生产效率和降低成本,同时减少对环境的影响。
工厂丙烯醛法1,3-丙二醇的流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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丙烯醛的制备方法
丙烯醛是一种重要的有机化学品,广泛用于制造树脂、塑料、涂料等工业用品。
下面将介绍丙烯醛的制备方法。
一、1,3-丙二醇氧化制备法
1,3-丙二醇氧化制备法是一种传统的制备丙烯醛的方法,相比其他方法具有较高的产率。
这种方法需要用到高压反应器和氧化剂,反应所需的条件比较苛刻。
具体操作方法如下:将1,3-丙二醇和氧气压入高压反应器,加入催化剂后,升温并恒压反应。
反应完成后,使用纯化方法纯化得到丙烯醛。
二、甲醇氧化制备法
甲醇氧化制备法是一种新型制备丙烯醛的方法,相对于1,3-丙二醇氧化制备法,具有更低的反应温度和无毒性催化剂等优点。
具体操作方法如下:将甲醇和氧气在适当的温度下反应,加入二氧化钒等催化剂。
反应完成后,纯化得到丙烯醛。
三、丙烷氧化制备法
丙烷氧化制备法是一种通过催化剂促使丙烷氧化生成丙烯醛的方法。
与其他两种方法相比,这种方法属于高温高压反应,但可获得较高的产率。
具体操作方法如下:将丙烷和氧气压力加压到一定数值后流经催化剂反应器,反应完成后采用纯化方法得到丙烯醛。
四、结论
以上就是丙烯醛的三种制备方法,它们各有优劣。
可根据需要选择适合的方法进行制备。
同时,在实际操作中还需要注意安全问题,并对生产过程进行严密控制,以保证生产质量。
第1篇1. 适用范围本规程适用于丙烯醛的生产过程,包括原料的接收、储存、反应、分离、精制及产品包装等环节。
所有操作人员必须熟悉并严格遵守本规程。
2. 前提条件2.1 操作人员应经过专业培训,具备相应的操作技能和安全知识。
2.2 设备应处于良好状态,符合操作要求。
2.3 原料质量符合标准,储存环境符合要求。
3. 原料接收与储存3.1 原料接收时,应检查原料的品种、数量和质量,确保符合生产要求。
3.2 原料储存于专用储存罐中,罐体应保持清洁,防止污染。
3.3 定期检查原料储存环境,确保温度、湿度等条件适宜。
4. 反应过程4.1 反应前,检查反应釜的温度、压力、搅拌速度等参数,确保符合工艺要求。
4.2 加入丙烯和氧化剂,启动反应釜,控制反应温度在指定范围内。
4.3 检查反应过程中的气体排放,确保无异常。
4.4 反应过程中,密切观察反应釜内的颜色、气泡等情况,及时调整反应条件。
5. 分离与精制5.1 反应结束后,关闭反应釜,进行冷却、过滤等分离操作。
5.2 将分离出的丙烯醛进行精制,去除杂质,确保产品质量。
5.3 精制后的丙烯醛储存于专用容器中,防止污染。
6. 产品包装6.1 产品包装前,检查包装材料的清洁度和密封性。
6.2 按照产品规格要求,进行定量包装。
6.3 包装完成后,检查产品标签,确保信息准确。
7. 安全操作7.1 操作人员应穿戴防护用品,如防护服、手套、眼镜等。
7.2 操作过程中,注意观察设备运行状态,发现异常情况立即停机检查。
7.3 严格遵守化学品安全操作规程,防止中毒、火灾等事故发生。
7.4 定期检查设备,确保设备安全可靠。
8. 异常处理8.1 发现设备故障,立即停机,并报告相关部门。
8.2 处理异常情况时,应遵循“先隔离、后处理”的原则。
8.3 处理完成后,进行安全检查,确保无隐患。
9. 记录与报告9.1 操作人员应详细记录操作过程,包括原料、设备参数、异常情况等。
9.2 定期检查记录,确保准确无误。
1、丙烯醛生产工艺选择
1)丙烯催化空气氧化法
于反应温度310-470℃、常压的条件下将丙烯在钼酸铋及磷钼酸铋系催化剂存在下与空气进行直接氧化,从生成的反应产物中除去副产的酸后,再经蒸馏,即得成品。
工业制法将丙烯、空气和水蒸气按一定比例混合后与催化剂一起送入固定床反应器,在0.1~0.2 MPa、350~450℃下进行反应,接触时间0.8s,反应释放的热量回收用以蒸汽的生产。
反应生成的气体混合物用水急冷,从急冷塔出来的尾气放空前经过洗涤。
从急冷塔塔底出来的有机液进汽提塔,汽提出丙烯醛和其他轻组分,然后用蒸馏法从粗丙烯醛中除去水和乙醛。
投料比(mol)丙烯︰空气︰水蒸气=1︰10︰2。
优点:原材料易得,三废污染少;产品质量好,原材料消耗低;设备投资小,是目前国内广泛采用的生产工艺
2)甘油脱水法
此法为实验室制法。
将甘油与硫酸氢钾或硫酸钾、硼酸、三氯化铝在温度215-235℃下共热,将反应生成的丙烯醛气体蒸出并经冷凝收集,得粗品。
将粗品加10%磷酸氢钠溶液调pH值至6,进行分馏,收集50~75℃馏分,即得丙烯醛精品。
投料比(mol):甘油︰硫酸氢钾︰硫酸钾=1︰0.5︰0.026。
本方案还停留在实验室阶段,大规模工业化生产还有待进一步完善。
3)甲醛乙醛法
在以硅酸钠浸渍过的硅胶催化作用下,由甲醛和乙醛气相缩合制得。
本工艺为二十世纪40年代传统工艺,对催化剂选择要求较高。
在石油逐渐枯竭的时代,该工艺任然有较强的竞争力。
本项目拟选择丙烯氧化法生产丙烯醛。
2、丙烯醛生产工艺简述
丙烯以自身气相压力经转子流量计进入混合器,空气经压缩、净化去油、转子流量计、预热后进入混合器,水蒸气经流量计计量后进入混合器,以上三种物料以一定比例混合,预热至150℃后进入固定床反应器。
反应热由反应器壳程中的熔盐交换。
控制反应温度300~350℃,压力为常压。
反应产物在离开反应前要用蒸汽冷却到一定温度后进入分离系统。
冷却后的反应气首先进入洗酸塔,由一次清水和循环冷却水洗去反应气中的丙烯酸和乙酸。
塔内含酸水由酸水泵一部分经冷却重新进入洗酸塔,一部分经升温进入解析塔。
经酸洗塔除去其中的丙烯酸和乙酸的反应气进入吸收塔,被至上而下的低温冷却水所吸收。
醛水经醛水泵进入醛水换热器,温度升至工艺要求后进入解析塔,在解析塔解析分离得到的产品,经加阻聚剂后包装,得到成品丙烯醛。
主要反应方程式有:
1)主反应
CH2CHCH3+O2→CH2CHCHO + Q
2)副反应
CH2CHCHO + O2→CH2CHCOOH
CH2CHCH3+O2→CH3COOH + CO2↑
CH2CHCH3+O2→CH3CHO + CO2↑
丙烯醛生产工艺流程图如下:
图1 丙烯醛生产工艺流程图
3、丙烯醛原材料消耗
表1 丙烯醛原材料消耗一览表。