化工工艺学章.pptVIP

⑵液相本体法采用络合Ⅱ型三氯化钛为催化剂，二乙基氯化铝为助催化剂，是间歇式单釜操作工艺。主要特点为：工艺流程简单、原料适应性强、动力消耗和生产成本低、经济效益好、三废少。缺点：装置规模小、自动化水平低、产品质量与大型装置的产品有差距。液相本体法用氢调节产品分子量，生产工艺流程见图5.14。第61页，共104页，星期日，2025年，2月5日图5.14液相本体法聚丙烯工艺流程简图l—丙烯罐；2—丙烯泵；3—干燥塔；4—脱氧塔；5—干燥塔；6—丙烯计量罐；7—活化剂罐；8—活化剂计量罐；9—氢气钢瓶；10—氢气计量罐；11—聚合釜；12—热水罐；13—热水泵；14—分离器；15—闪蒸去活釜；16—分离器；17—丙烯冷凝器；18-丙烯回收罐；19—真空缓冲罐；20—真空泵第62页，共104页，星期日，2025年，2月5日5.3.2丙烯腈丙烯腈的分子式为C3H3N，相对分子质量53.6。丙烯腈在室温和常压下，是具有刺激性臭味的无色液体。有毒，在空气中的爆炸极限为3.05%~17.0%。能溶于许多有机溶剂。性质活泼、易聚合，是三大合成材料的重要单体。丙烯腈主要用于生产聚丙烯腈纤维、ABS树酯等工程塑料和丁腈橡胶。生产丙烯腈的方法主要有丙烯氨氧化法。该法以丙烯、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。第63页，共104页，星期日，2025年，2月5日5.3.2.1生产原理⒈丙烯氨氧化生产丙烯腈的主副反应丙烯氨氧化生产丙烯腈的主副反应如下(反应温度为460℃)。主反应副反应……第64页，共104页，星期日，2025年，2月5日副反应的产物可分为三类：氰化物、有机含氧化合物、深度氧化产物一氧化碳和二氧化碳。由于丙烯完全氧化生成二氧化碳和水的反应热是主反应的三倍多，所以在生产中必须注意控制反应温度以避免这类副反应的发生。⒉催化剂丙烯氨氧化生产丙烯腈所用催化剂主要有钼系和锑系催化剂。各类催化剂载体与反应器形式有关。流化床一般用粗孔微球形硅胶载体。固定床一般采用低比表面积没有微孔结构的惰性物质作载体，如刚玉、碳化硅等。第65页，共104页，星期日，2025年，2月5日5.3.2.2工艺条件⒈原料配比⑴丙烯与氨配比一般控制氨比为1：1.05~1.1，氨略为过量。⑵丙烯与空气配比丙烯氨氧化以空气作氧化剂，理论用量是丙烯：空气=1：7.3。因为副反应要消耗氧，尾气中要有过量氧存在以防止催化剂被还原失去活性。一般控制在丙烯：空气=1：9.5~12。⒉反应温度图5.15为丙烯在钼系催化剂上氨氧化温度对主副反应产物收率的影响。第66页，共104页，星期日，2025年，2月5日由图5.15可看出,丙烯腈的适宜合成温度为450℃，一般控制在470℃。⒊反应压力丙烯氨氧化的动力学方程为：图5.15反应温度与各产物收率关系式中，v——丙烯氨氧化的反应速度；CA——丙烯浓度；k——速度常数，其值为2×105exp(-1600/RT),当催化剂含磷0.5%时为8×105exp(-18500/RT)第67页，共104页，星期日，2025年，2月5日⒋接触时间氨氧化过程的主要副反应均为平行副反应，接触时间对丙烯转化率和丙烯腈收率的影响见图5.16。图5-16接触时间对主副反应收率的影响由图可知，丙烯腈收率随接触时间增长而增加，而主要副产物增加不大。因此，可以适当利用增加接触时间的方法提高丙烯腈收率。目前，生产装置控制接触时间在5~7秒范围内。第68页，共104页，星期日，2025年，2月5日5.3.2.3工艺流程丙烯氨氧化法生产丙烯腈的流程主要由反应、回收及精制三部分组成，如图5.17所示。图5-17丙烯氨氧化生产丙烯腈工艺流程图1—流化床反应器；2—急冷塔：3—废水塔；4—吸收塔；5—回收塔，6—放散塔；7—脱氰塔；8—成品塔第69页，共104页，星期日，2025年，2月5日催化剂丙烯气化氨气化流化床反应器预冷却器急冷塔(NH4)2SO4水吸收塔萃取塔塔顶AN-H2O共沸物分层乙腈塔脱HCN塔AN精馏塔空气压缩成品AN乙腈HCN塔顶水相回吸收塔油相不凝气体放空第70页，共104页，星期日，2025年，2月5日5.4碳四系列主要产品丁二烯的工业产品主要是1，3-丁二烯，相对分子量54.088。在室温和常压下为无色略带大蒜味的气体，有毒,在空气中的爆炸极限为2.0%~11.5%。能溶于许多有机溶剂，微溶于水和醇。丁二烯是重要的聚合物单体，能与多种化合物共聚制造各种合成橡胶和合成树酯。丁二烯的工业生产方法有碳四馏分分离和合成法。5.4