丙烯腈的簡介

《丙烯腈的簡介》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、第一章綜述1.1丙烯腈簡述丙烯腈是非常重要的有機(jī)的化工產(chǎn)品，丙烯腈在丙烯系列的產(chǎn)品當(dāng)中是比較重要的，在世界范圍內(nèi)，丙烯腈的產(chǎn)量在丙烯系列產(chǎn)品中僅僅少于聚丙烯，居于第二位。丙烯腈也是重要的有機(jī)合成原料，由丙烯腈經(jīng)催化水合克制得丙烯酰胺，由丙烯酰胺制得的聚丙烯酰胺是三次采油的重要助劑。由丙烯腈經(jīng)電解加氫偶聯(lián)可制得已二腈，再加氫可制得已二胺，已二胺是生產(chǎn)尼龍的主要單體。由丙烯腈還可以制得一系列精細(xì)化工產(chǎn)品，如谷氨酸鈉、醫(yī)藥、農(nóng)藥熏蒸劑、高分子絮凝劑、化學(xué)灌漿劑、纖維改性劑、紙張增強(qiáng)劑、固化劑、密封膠、涂料和橡膠硫化促進(jìn)劑等。丙烯腈在常溫常壓在是一種沒有顏色的液體，味道有些甜，微臭，它的沸

2、點(diǎn)是77.3℃。丙烯腈它是有毒的，在室內(nèi)范圍內(nèi)允許的濃度是0.002mg/L。丙烯腈的分子當(dāng)中含有氰基和C—C雙鍵，所以它的化學(xué)性質(zhì)是活潑的，而且能夠發(fā)生加成、聚合等反應(yīng)，可以制出各種的合成橡膠、合成纖維、塑料、涂料等。1.2丙烯腈的合成方法在生產(chǎn)丙烯腈的歷史上，曾采用過四種方法來生產(chǎn)。（1）以環(huán)氧乙烷為原料的氰乙醇法：環(huán)氧乙烷和氫氰酸在水和三甲胺的存在下反應(yīng)得到氰乙醇，然后以碳酸鎂為催化劑，于200~280℃脫水制得丙烯腈，收率約為75%。此方法生產(chǎn)的丙烯腈純度較高，但是氫氰酸毒性大，生產(chǎn)成本也很高。（2）乙炔法：乙炔和氫氰酸在氯化亞銅-氯化鉀-氯化鈉的稀酸鹽的溶液的催化作用下，

3、在80~90℃反應(yīng)得到丙烯腈。這種方法工藝過程簡單，收率也不錯，但是副反應(yīng)比較多，產(chǎn)物精致困難，毒性也比較大，而且乙炔的原料價格要高于丙烯。這種方法在1960年以前是全世界各國生產(chǎn)丙烯腈的主要方法。（3）乙醛-氫氰酸氧化法：乙醛可以由依稀大量的廉價的制得，而且生產(chǎn)成本也比上面的兩種方法低，但是就是由于后面緊接著出現(xiàn)了丙烯氨氧化法的工業(yè)化，所以說這種方法最終也沒能得到發(fā)展下去。（4）丙烯氨氧化法：這種方法最早是由美國的Sohio公司研發(fā)成功的，并且于1960年建成了第一套工業(yè)化生產(chǎn)裝置。1.3方案的選擇由于丙烯是可以通過石油烴熱裂解大量的廉價制得，而且這個反應(yīng)又是可以一步就合成的，同

4、時這種方法的生產(chǎn)成本也很低，僅僅為上面三種方法的50%左右，這種方法還不需要用到氫氰酸，在生產(chǎn)過程中的安全性也比上面的三種方法要好的多。因此，丙烯氨氧化法現(xiàn)在是世界上生產(chǎn)丙烯腈的主要方法。1.4反應(yīng)過程分析（1）丙烯氨氧化的原理丙烯氨氧化反應(yīng)是一個非均相催化氧化反應(yīng):ＣＨ３ＣＨ=ＣＨ２＋ＮＨ３＋３/２Ｏ２→ＣＨ２=ＣＨＣN＋３Ｈ２Ｏ與此同時,在催化劑表面還發(fā)生如下一系列副反應(yīng)。①生成乙腈(ACN)。?ＣＨ３ＣＨ=ＣＨ２＋３/２ＮＨ３＋３/２Ｏ２→３/２ＣＨ３ＣＮ＋3Ｈ２Ｏ②生成氫氰酸(HCN)。?ＣＨ３ＣＨ=ＣＨ２＋３ＮＨ３＋３Ｏ２→３ＨＣＮ＋６Ｈ２Ｏ③生成丙烯醛。?ＣＨ３Ｃ

5、Ｈ=ＣＨ２＋Ｏ２→ＣＨ２=ＣＨＣＨＯ＋Ｈ２Ｏ④生成乙醛。?ＣＨ３ＣＨ=ＣＨ２＋３/４Ｏ２→３/２ＣＨ３ＣＨＯ⑤生成二氧化碳ＣＨ３ＣＨ=ＣＨ２＋９/２Ｏ２→３ＣＯ２＋３Ｈ２Ｏ⑥生成一氧化碳。?ＣＨ３ＣＨ=ＣＨ２＋３Ｏ２→３ＣＯ＋３Ｈ２Ｏ上面的這些副反應(yīng)都是比較強(qiáng)的放熱反應(yīng)，特別是深度氧化反應(yīng)。在反應(yīng)的過程當(dāng)中，必然會生成一些副產(chǎn)物，上列副反應(yīng)中,生成乙腈和氫氰酸的反應(yīng)是主要的。CO2、CO和H2O可以由丙烯直接氧化得到,也可以由丙烯腈、乙腈等再次氧化得到。除上述副反應(yīng)外,還有生成微量丙酮、丙腈、丙烯酸和乙酸等副反應(yīng)。那么這樣就會降低我們想要的產(chǎn)物的收率，這樣不僅僅浪費(fèi)了原料，而且也

6、會使生成的產(chǎn)物比較復(fù)雜，給我們接下來的分離和精制也會帶來困難，那么這樣也會影響產(chǎn)品的質(zhì)量。如果我們想要提高我們的目的產(chǎn)物的收率，那么我們就必須減少過程中的副反應(yīng)，除了要考慮設(shè)備和工藝流程合理之外，我們主要還要考慮選擇比較合適的催化劑，使那些副反應(yīng)能夠得到抑制。(2)催化劑??丙烯氨氧化所采用的催化劑主要有兩類,即Mo系和Sb系催化劑。Mo系催化劑由Sohio公司開發(fā)的C-41、C-49。Sb系催化劑由英國釀酒公司首先開發(fā),在此基礎(chǔ)上,日本化學(xué)公司又相繼開發(fā)成功第三代的NS-733A和第四代的NS-733B。我們國家目前主要采用的催化劑是Mo系的催化劑，鉬系的代表性的催化劑除了有美國

7、的Sohio公司的C-41、C-49外，還有我國的MB-82、MB-86。一般的時候，Mo-Bi是主要的催化劑，P-Ce是助催化劑，作用是能夠提高催化劑活性并且能夠延長催化劑的使用壽命。如果按質(zhì)量計算的話，Mo-Bi占這個活性組分的絕大部分，雖然單一的MoO3具有一定的催化活性，但是它的選擇性是比較差的，單一的BiO3對生成丙烯腈也沒有催化活性，所以只有二者的組合才能表現(xiàn)出比較好的活性、穩(wěn)定性和選擇性。如果單獨(dú)使用助催化劑P-Ce時，對這個反應(yīng)不能夠起到加速或者是極少