《化工工艺学》教案丙烯腈讲稿范文.docx

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1、第十二章：丙烯睹第十二章丙烯脑第一节产品概述丙烯隋【中文名称】丙烯睛；鼠代乙烯；2-丙烯睛；乙烯基睛；谷粒熏蒸剂【理化性质】丙烯睛Cacrylonitrile,propenenitrile,AN,CHCHCNJ亦称乙烯基富CvinyIcyanideJ,分子量53.06,熔点83.5,沸点77.5一77.9C常温常压下为无色透亮易蒸发的液体，密度08060gcm3C204CJ,带毗淀样特别气味，具稍微刺激性；25时蒸气压为14.615.3kPa,蒸气密度1.9gL,在空气中的饱和浓度为14.5%C25CJ,饱和蒸气密度为1.13gL(25C);稍溶于水C7.3%,20，溶于各种有机溶剂；易燃烧。

2、爆炸极限为3.0517.0%体积主要由丙烯氨化氧化制得，是聚丙烯睛纤维的重要单体。沿革其次次世界大战前夕，觉察丙烯睛的共聚物可极大改善合成橡胶的耐油和耐溶剂性，丙睛烯因而开头受到重视。战斗期间，德国开发了环氧乙烷和氢氨酸合成丙烯睛的氨乙醇法工艺。后来，德国法本公司又开发了乙快和氢富酸直接合成丙烯睛的乙快法。在1960年以前，此法是丙烯睛的主要生产方法。其后，丙烯睛在合成纤维、树脂等方面的应用，又促进了丙烯睹生产方法的争论及其产量激增。I960年，美国俄亥俄标准油公司承受流俅响器开发丙烯氨化氧化一步合成丙烯脂工艺并投入工业生产,引起了丙烯睹生产工艺的巨大变革。1983年，世界丙烯睛年产量已达3M

3、t,几乎全部承受丙烯氨化氧化法生产，其中索亥俄工艺即俄亥俄标准油公同的方法约占90%。其次节产品工艺流程一、工艺流程示意简图索亥俄法工艺流程1反应器2吸收容3回收塔4脱氨塔5干燥塔6丙序廊曼免答7乙盾解吸塔二、工艺流程简述生产方法丙烯睛的生产方法有葡乙醇法、乙快法和丙烯氨化氧化法三种。其中氯乙醇法已淘汰，乙快法仅少数国家沿用。氟乙醇法环氧乙烷和氢氧酸在水和三甲胺的存在下反响得富乙醇。然后以碳酸镁为催化剂见酸碱催化剂,于200280脱水制得丙烯晴，收率约75%。H2C-CH2O+HCNH0CH2CH2CNIIHOCH2CH2CNCH2=CHCN+H2此法虽能制得高纯度丙烯腾，但氢氨酸毒性大，本钱

4、也较高。乙快法乙快和氢氟酸在氯化亚酮-氯化钾-氯化钠稀盐酸溶液(见络合催化剂)的催化作用下，在8。9(TC反响得丙烯睛：HC(WCH+HCN一一CH2=CHCN此法生产简洁，收率良好，以氢氟酸计可达97%,但副反响多，产物精制较难，毒性也大,目原料乙快价格高于丙烯，在技术经济上落后于丙烯氨化氧化法。丙端氨化篇化法丙烯氨化氧化的反响为：即在硅胶作载体的含有磷、铝、锄等元素的催化剂作用下在氨存在下用空气氧化丙烯：pXllC=CH-CH32NH33C45Ql5pQ0c2C=CHCN60反响的主要副产物为氢氨酸、乙睛和二氧化碳。早在1949年，联合化学公司就在专利中对反响原理作了介绍，但直到俄亥俄标准

5、油公司开发了较高效的催化剂后，此法才到达有经济价值的选择性。加之原料廉价,本钱彳氐目前已是丙烯腾最主要的生产方法。生产上，原料气中丙烯、竟、空气之体积比为1:(11.2):(9511.5)。原料气从底部通入流化床反响器见图，反响温度43(厂450,压力0.16()8MPa确定压力，反响热用软水循环回收,发生高压蒸汽。反响后气体经洗涤、吸取、精储等可得到高纯度丙烯睛。由于氢氤酸为剧毒物质，可就近与氢氧化钠溶液制成氨化钠，或与丙酮反响制成丙酮富醛，用作合成甲基丙烯酸的原料O乙睛提纯后，虽可用作选择性溶剂及中间体，但用量不大，因此彳艮多工厂常常把它蝴。丙烯氨化氧化工艺的改进在于不断开发催化剂，从而提

6、高丙烯腾的收率，降低乙腾的生成等。自1960年开发第一代磷-铝锄系催化剂后,又开发了磷-铝-锄-铁系名亓金属氧化物催化剂,丙烯睛收率已到达75%以上。与此同时，日本开发成功了睇-铁系催化剂，也圉于工业生产。丙烯睛是多种聚合物的原料。由聚丙烯睛制成的纤维商品名为睛纶。丙烯脂与丁二烯共聚可制得耐油的丁瞪橡胶；与丁二烯、苯乙烯的三元共聚物则是一种很好的工程塑料，简称ABS树脂。此外，丙烯睛也是有机合成的重要原料，它水解可制得丙烯酸或丙烯酰胺；酸解可制得丙烯酸酯。此外，丙烯隋还是一种非质子型极性溶剂。第三节原料预备流程一、反响对原料的根本要求1,催化剂MB862、氨3、丙烯4、空气二、原料进入反响器的

7、预处理1、气化原料气升温气化2、空气165摄氏度,0.1Mpa3、催化剂桶装计量内旋风分别器4、开工炉440+-10摄氏度5、原料计量三、加料流程示意图第四节反响过程和反响工艺一、反响原理CH2-CHCH3+NH3+yO2-CH2-CHCN+3H2O+H“1=-515.64kj/mol（丙烯）CH2=CHCH3+yNH3+-02,yCH3CN+3H2O+H2“2=-546.01kj/mol（丙烯）CH2=CHCH3+3N+3O2-3HCN+6H2O+Z3TZ3=-914.19kj/mol（丙烯）CH2*三三CHCH3+O2CH2=CHCH+H2O+4，4=-637.98kj/mol（丙烯）CH

8、2=CHCH3+O2*CH2=CHCHO+H2O+AH$5=-348.03kj/mol（丙烯）CH2=CHCH3+3O2Co+3H2O+6Z76=-1077.46kj/mol（丙烯）CH2=CHCH3+-O2-*3CO2+3H2O+77=-1926.44kj/mol（丙烯）NH3+4O2,4-N2+H+8=-293.17kj/mol（氨）二、反响器流化床反响器型式三、反响的工艺条件和掌握索亥俄法工艺法程1反应器2吸收塔3回收塔4脱削塔5干燥塔6丙序精畏比答7乙腰解吸塔1、反响温度43。4502、反响压力0.10.255Mpa3、催化剂投料量WWH催化力量空间速度=0.064、原料配比氨丙烯1.

9、151.20空气丙烯9.2-9.75、停留时间6一12秒第五节产物的分别过程一、合成产物的分别过程分析AN10ACN0.4H2O17.1N262.5CO22.8022.4丙烯0.3NH30.3丙烯酸0.3丙烷LO0.055Mpa粉尘和聚合物10二、分别流程设计1、除尘除氨塔2、水吸取塔45%水溶液3、萃取分别塔塔顶CAN75.9,HCN8.9H2O15.2,灵（板CACN10.1H2O89.4HCN05塔釜废水4、乙睛塔ACN5、油水分另I器塔顶CAN75.9,HCN8.9H2O15.2CAN83.1,HCN9.4H2O7.36、脱HCN塔CAN83.1,HCN9.4H2O7.5塔顶纯HCN塔

10、釜粗AN7、AN成品塔塔顶纯AN塔釜粗AN回萃取塔第六节生产掌握分析见表第七节三废治理一、废水、废三、燃烧炉和事故火炬第八节安全卫生防护1、AN2、HCN3、CAN4、氨第九节技术进步和能量综合利用第十三章合成砌第一节产品概述苯酚（俗称石炭酸）是一种重要的有机化工原料，是丙烯的重要衍生物之一，主要用于生产酚醛树脂、己内酰胺、双酚A、己二酸、苯胺、烷基酚、水杨酸等，此外还可用作溶剂、染料以及涂料等方面具有广泛的应用。异丙苯法是目前世界上生产苯酚最主要的方法，其生产能力约占世界苯酚总生产力量的92%。其次节产品工艺流程一、产品工艺流程方框图二、工艺流程概述苯酚早期从煤焦油中制得,最早的苯酚化学合成

11、工艺路线是磺化法,由于腐蚀和污染等原因,已根本废弃，此后相继消灭了氯苯法、环己烷法、甲苯氧化法、联产丙醐门异丙苯法等，在这些方法中异丙苯法最具竞争力。据统计，目前世界上92%以上的苯酚承受异丙苯法生产工艺。从异丙苯动身生苯酚要经过异丙苯氧化、氧化农提纯、过氧化氢异丙苯CHP分解、产品精制等工序。其工艺步骤是：苯和丙烯反响得到异丙苯；异丙苯经氧气或空气氧化，生成过氧化氢异丙苯CCHPJ;CHP分解生成苯酚和丙酮。该方法以KBR凯洛格布朗路特公司的苯酚法工艺最为典型。除从异丙苯生产高纯度苯酚和丙酮外，还回收副产物用基苯乙烯CAMS和苯乙酮CAPJo在该工艺中，异丙苯用空气氧化成CHP的效率高达95

12、%以上，CHP被浓缩，并在酸催化剂存在下高产率大于99%地分解为苯酚和丙酮。AMS加氢为异丙苯，用于循环氧化或回收。带有AMS加氢的KBR流程，1.31吨异丙苯可生产1吨苯酚和0.615吨丙酮。KBR苯酚工艺具有低能耗、低原材料消耗、低生产费用和低排放污染的特点。迄至2023年初统计，B承受该工艺建设了30套生产装置，生产苯酚总力量超过280万吨年。20世纪90年月底，AriSteCh公司和壳牌化学公司承受该工艺分别在美国建成10万吨年和22.5万吨阡装置，上海高桥分公司也引进了这一工艺。承受KBR苯酚技术建设的4套装置于19992023年投运，另有3套在设计中。承受该工艺生产的苯酚占世界力量

13、的50%以上。甲苯.苯甲酸法先将甲苯液相氧化为苯甲酸,苯甲酸再转化为苯酚。具有甲苯原料来源广泛、流程简洁等优点。第三节原料流程催化剂：固体磷酸要求原料脱水闪蒸+分子筛第四节反响过程和反响工艺一、异丙苯合成苯+丙烯=异丙苯二、异丙苯的氧化异丙苯+。2=过氧化氢异丙苯CCHP1001120C压力0.5-IMpaPH5-7氧化深度：25130%多层鼓泡反响器+24个塔式反响器三、CHP分解CHP=苯酚+丙酮酸催化剂强酸型离子交换树脂同时掌握水量除杂质掌握反响热以保护催化剂和保证安全的目的第五节产物的分别一、异丙苯精制204二异丙苯152异丙苯80.5（苯）粗储+精储二CHP精制提浓膜式蒸发器二、苯酚

14、精制精憎第六节三废治理和技术进步一、三废治理二、安全卫生毒三、技术进步目前苯酚合成工艺在连续完善异丙苯法的同时，正在向无废、少废、不联产丙酮技术的方向进展，研发热点有。异丙苯法的改进：异丙苯法改进的重点集中于开发型催化剂、完善分解工序和提纯工序、UOP工艺、鲁姆斯工艺、KBR工艺连续对原有工艺加以改进，在降低副产物量、提高苯酚纯度方面，较前有所改进，其中UOP工艺承受参加催化剂或化学品帮助分别的技术，提高苯酚的纯度。以三种技术均能获得纯度99.99%以上的苯酚，从而可满足生产聚碳酸酯的要求，同时，在热量利用上都有所改进。埃克森美孚公司开发了由过氧化氢异丙苯CCHP制取苯酚的催化精窗技术，塔器催

15、化剂床层中承受Zr-Fe-W氧化物固体催化剂，转化率可达100%,苯酚和丙酮选择率高，而4-异丙苯基苯酚、a甲基苯乙烯CAMS二聚物及焦油等高沸点的联产杂质数量很少。该工艺对苯酚的选择性为89.5%,稍低于承受硫酸为催化剂的传统工艺。反响器催化剂床层操作条件为：5090C.34KPa、液时空速4h-l。联产物甲基苯乙烯和苯乙酮的选择性分别为9.7%和0.8%o该催化精储工艺有效地将反响热用于丙酮精憎过程，将反响过程和精憎过程结合在一起，降低了能耗和投资。由于承受固体酸催化齐（J代替通用的硫酸催化剂，可免除产物的中和过程。AriSle处司提出异丙苯两步裂解生产苯酚两酮的改进工艺，在第一反响段以酸催化剂使95%的含二甲茉基酹的异丙苯过氧化物分解，在其次反响段，承受钳加氢催化剂和氢气使