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丙烯腈生产技术 目录： 一、概述 二、丙烯腈生产工艺原理 三、反应工艺设备 四、生产工艺流程 五、三废处理与安全卫生防护 概述 丙烯腈性质 物理性质：无色液体，有苦杏仁味其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。爆炸限17.0±5%—3.05%） 化学性质：性质活泼，易发生集合、加成、水解、醇解等化学反应。 用途 丙烯腈是合成纤维，合成橡胶和合成树脂的重要单体。也是杀虫剂虫满腈的中间体。腈纶丁腈橡胶ABS树脂抗水剂胶粘剂谷类熏蒸剂 环氧乙烷:生产技术容易掌握，生产的丙烯腈纯度较高，但原料不一的，价格昂贵，在乙炔氢氰酸法工业化后组件被淘汰。 乙炔法丙烯氨氧化法以丙烯、氨、空气和水为原料，按其一定量配比进入沸腾床或固定床反应器，在以硅胶作载体的磷钼铋系或锑铁系催化剂作用下，在400-500℃温度和常压下，生成丙烯腈。主反应 ：CH=CH-CH3 + NH3 + O2 → CH2=CH-CN + 3H2O 丙烯、氨、氧在一定条件下发生反应，除生成丙烯腈外，尚有多种副产物生成。 副反应 ： CH2=CHCH3 + 3NH3 + 3O2 → 3HCN + 6H2O 氢氰酸的生成量约占丙烯腈质量的1/6。CH2=CHCH3 + NH3 + O2 → CH3CN + 3H2O 乙腈的生成量约占丙烯腈质量的1/7。CH2=CHCH3 + O2 → CH2=CHCHO + H2O 丙烯醛的生成量约占丙烯腈质量的1/100 CH2=CHCH3 + O2 → 3CO2 + 3H2O 二氧化碳的生成量约占丙烯腈质量的1/，副产物。 合酸的盐类(钼系)重金属的氧化物或是几种金属氧化物的混合物(锑系)我国目前采用的主要是第一类催化剂。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。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。 反应对原料的基本要求 氨合成氨生产的合格品，规格为：NH399.5%; 水0.2%; 油5×10-5 丙烯原料丙烯是从烃类裂解气或催化裂解气分离得到的，其中可能含有的杂质是C2烃、丙烷、C4烃，也可能有硫化物存在。丙烷和其它烃类对反应没有影响，但其它的烃类对反应不利。而硫化物的存在，会使催化剂活性降低，应预先脱除。 反应过程对原料丙烯的基本要求 丙烯 乙烯 丁烯及丁二烯 丙炔 丙二烯 硫 燃烧法测得硫 ≥95% 0.1% 0.1% 1×10-5 5×10-5 1×10-5 5 空气不作特殊要求，无炔烃，无尘粒 原料配比 丙烯与氨的配比（氨比） 在实际生产中发现，当氨比小于1:1时，有较多的副产物丙烯醛产生，氨的用量应小于理论值，但用量过多又不经济。经研究控制在氨比在（1-1.2）：1时最为合适。如下图： 丙烯与空气的配比 丙烯氨氧化是以空气为氧化剂，空气用量的大小直接影响氧化结果。比值过低，尾气含氧量低，可使催化剂活性降低，造成丙烯转化率和丙烯腈收率降低；如果空气用量过大，尾气中剩余含氧量过高，会使气相有机物燃烧氧化，随空气带入的惰性气体增多，使混合气中丙烯浓度降低，从而使生产能力大为降低。生产中空气/丙烯的比值在9.2-9.7之间。 丙烯与水蒸气的配比 水蒸气有助于反应产物从催化剂便面解吸出来，从而避免丙烯腈的深度氧化。 水蒸气在该反应中是一种很好的稀释剂。如果没有水蒸气参加，反应很激烈，温度会急剧上升，甚至发生燃烧，而且如果不加入水蒸气，原料混合气中丙烯与空气的比例正好处在爆炸范围，加入水蒸气对保证生产安全防爆有利。 水蒸气的热容较大，可以带走大量的反应热，便于反应温度的控制。 水蒸气的存在，可以消除催化剂表面的积炭。 反应温度 反应温度不仅影响反应速率，也影响反应选择性。反应温度温度根据催化剂的性能而定，选在催化剂选择性和活性较高的温度范围之内，再根据几种参数确定。 从图中可以看出反应温度低于350℃时，几乎不生成丙烯腈，要获得丙烯腈的较高收率，就必须控制较高的反应温度。但是当温度升高时，丙烯的转化率和丙烯腈的收率都有明显的增加，而副产物乙腈和氢氰酸的收率也增加了。工业上一般控制反应温度在450-470℃之间。 生产中是通过移走反应放出的热量来维持和控制反应温度，为了是反应温度维持准确，要求通入流化床的软水的量能“微分”控制。即在保证总传热量的同时，设计尽可能多的组数，每一组的传热面积较小，通入较少水量，可以控制关闭或打开若干组水管，来“微量”调节，达到准确控制的目的。这一切由自动控制仪表来执行，也可以由计算机来实现。 反应压