丙烯腈工廠設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述

丙烯腈工廠設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述丙烯腈的性質(zhì)丙烯腈的物理性質(zhì)丙烯腈是一種格外重要的有機(jī)化工原料，在合成纖維、樹脂、橡膠急膠粘劑等領(lǐng)域有Acrylonifrile〔ACN〕，化學(xué)分子式：CH2=CH-CN；分子量：53.1。丙烯腈在常溫下是無(wú)色或淡黃色液體，劇毒，有特別氣味；可溶于丙酮、苯、四氯化碳、乙醚和乙醇等有機(jī)溶劑；與水互溶，溶解度見表1-1。丙烯腈在室內(nèi)允許0.002MG/L3.05%~17.5%〔體積〕，因此，在生產(chǎn)、貯存和運(yùn)輸中，必需有嚴(yán)格的安全防護(hù)措施。丙烯腈和水、苯、四氯化碳、甲醇、異丙醇等會(huì)形成二元共沸混合物，和水的共沸點(diǎn)為71℃，88%〔質(zhì)量〕，在有苯乙烯存在下，還能形成丙烯腈―苯乙烯―水三元共沸混合物。丙烯腈的主要物理性質(zhì)見表1-2。溫度/℃水在丙烯腈中的溶解度010203040性質(zhì)沸點(diǎn)〔101.3KPa〕熔點(diǎn)/℃〔d426〕粘度〔25℃〕(nD25)/℃指標(biāo)78.5-82.00.08060.341.38880性質(zhì)生成熱〔25℃〕〔25℃〕/KPa8.7℃45.5℃時(shí)指標(biāo)151KJ/mol176KJ/mol72KJ/mol6.6733.332.102.553.083.824.85丙烯腈在水中的溶解度7.157.177.307.517.9050607080/℃水在丙烯腈中的溶解度6.157.659.2110.95丙烯腈在水中的溶解度8.419.109.9011.10〔質(zhì)量〕/％〔質(zhì)量〕/％〔質(zhì)量〕/〔質(zhì)量〕/％燃點(diǎn)/℃比熱容/J.Kg-1.K-1〔0―77℃〕48120.92±0.0332.6KJ/mol77.3℃101.32246℃3.42MPa1.2丙烯腈由于分子構(gòu)造帶有C=C雙鍵及-CN鍵，所以化學(xué)性質(zhì)格外活潑，可以發(fā)生加成、聚合、腈基及氫乙基化等反響。C=C雙鍵上，純丙烯腈在光的作用下能自行聚合，所以在丙烯腈成品及丙烯腈生產(chǎn)過(guò)程中，通常要加少量阻聚劑，如對(duì)苯酚甲基醚〔阻聚劑MEHQ〕、對(duì)苯二酚、氯化亞銅和胺類化合物等。除發(fā)生自聚外，丙烯腈還能與苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、丙烯酰胺等發(fā)生共聚反響，由此可制得合成纖維、塑料、涂料和膠粘劑等。丙烯腈經(jīng)電解加氫偶聯(lián)反響可以制得已二腈。氰基反響包括水合反響、水解反響、醇解反響等，丙烯腈和水在銅催化劑存在下，可以水合制取丙烯酰胺。氰乙基化反響是丙烯腈與醇、硫醇、胺、氨、酰胺、醛、酮等反響；丙烯腈和醇反響可制取烷氧基丙胺，烷氧基丙胺是液體染料的分散劑、抗靜電劑、纖維處理劑、外表活性1，3丙二胺，該產(chǎn)物可用作紡織溶劑、聚氨酯溶劑和催化劑。ABS樹脂，丙烯酰胺、丙烯酸纖維、己二睛和苯乙烯-己二睛樹脂等，目前國(guó)內(nèi)供不應(yīng)求，每年需大量進(jìn)口來(lái)滿足市場(chǎng)需求。國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)現(xiàn)狀世界生產(chǎn)狀況近年來(lái)隨著丙烯腈下游產(chǎn)品腈綸、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/苯乙烯〔ABS/AS〕、丙烯酰胺、丁腈橡膠和丁腈膠乳、己二腈和己二胺等方面的進(jìn)展，特別是下游精細(xì)化工品的不斷開發(fā)與應(yīng)用，世界的丙烯腈需求量也不斷增加。近幾年來(lái)，世界丙烯腈年均增長(zhǎng)率約4%4750kt/a5800kt/a4330kt/a5050kt/a[1]。1-3世界丙烯腈生產(chǎn)力氣kt/a1892768440280115280240804532.4％13.1％7.53.32.04.8％4.11.4％0.7％4083803703090165759058437.06.5％6.3％0.51.5％2.81.31.5％表1-3反映出全球丙烯腈的生產(chǎn)與消費(fèi)主要集中在美國(guó)、西歐、日本等工業(yè)興盛國(guó)66.2%。全球主要生產(chǎn)商：美國(guó)BP、Sterling、Monsanto、Solutia、AmericanCyanamid公司，和日本旭化成、三菱化成、三井化學(xué)、日東化學(xué)、昭和電工、住友化學(xué)公司，德國(guó)Erdoelchenie、BASF、PCK公司，意EniChem公司，荷蘭的DSM公司，西班牙Repsol公司。2023年全球丙烯腈消費(fèi)構(gòu)造54.5%，ABS/AS25515.5%。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)狀況20808套裝置，全部承受BP410kt/a。目前,我國(guó)主要生產(chǎn)廠家及生產(chǎn)力氣見1-4。1-4我國(guó)丙烯腈主要生產(chǎn)廠家與力氣kt/a合計(jì)生產(chǎn)力氣506060403250665040870701003.丙烯腈生產(chǎn)方法環(huán)氧乙烷與氫氰酸合成法這一方法分為兩個(gè)步驟進(jìn)展：第一步環(huán)氧乙烷與氫氰酸在堿性催化劑條件下生成氰基乙醇。50~60℃時(shí)，有堿性催化劑存在下進(jìn)展，提出用堿金屬和堿土金屬的碳酸鹽和氰化物，脂肪屬和芳香屬胺，氨基醇等作為這類催化劑。其次步氰基乙醇在200~220℃下脫水生成丙烯腈。脫水過(guò)程是吸熱反響，通常在200~220℃下進(jìn)展。可用幾種不同的催化劑〔鎂，鈉，鋁的碳酸鹽，蟻酸鹽或硫酸鹽等〕，除主反響外，尚有一系列副反響，其副產(chǎn)物有丙烯酸，氨氣，2―丁烯酸等。這些副產(chǎn)物使丙烯腈不純，必需在生產(chǎn)中把握適當(dāng)條件并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行精餾。其脫水工藝的簡(jiǎn)潔工藝流程如下：首先，原料β―羥基丙腈預(yù)熱至160℃以上，送入反響器，以高沸點(diǎn)有機(jī)熱載體加熱至200~220℃，MgCO3β―1:1.2生成丙烯腈，水，未反響的β―羥基丙腈以及HCN,NH3110℃，使丙烯腈，水和NH31入分層器中，分成上下兩層〔上次為丙烯腈，下層為水〕，將上層液體產(chǎn)品送至洗滌塔，10~152~8Na2CO398~99％的丙0.1％穩(wěn)定劑〔氚醌，對(duì)苯二胺等〕。在工業(yè)中，每生產(chǎn)11.160.7HCN1943過(guò)程也有副產(chǎn)物，但是它們的沸點(diǎn)與丙烯腈不同，因而簡(jiǎn)潔分別。但是，此法原料環(huán)氧乙烷本錢太高，操作過(guò)程多。因而目前工業(yè)生產(chǎn)上絕大局部均為其他方法所代替[2]。乙炔與氫氰酸合成法19301942才進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)。80~90℃下，乙炔與氫氰酸通過(guò)催化劑〔氯化亞銅和氯化銨等〕的溶液來(lái)合成丙烯腈的。反響按下式進(jìn)展：C2H2+HCN→CH2=CHCN流程圖如下：10:1和氯化銨及少量鹽酸的水溶液。乙炔與氫氰酸鼓泡進(jìn)入反響器，在80~90℃下進(jìn)展催化反響。反響生成丙烯腈及副產(chǎn)物乙烯基乙炔，二乙烯基乙炔，乙醛等雜質(zhì)。反響產(chǎn)物進(jìn)入吸取塔，用水噴灑以吸取丙烯腈。油吸取塔下部流出濃度為2~2.5％的丙烯腈水溶液，進(jìn)入蒸餾塔，在這里用直接蒸汽從溶液中蒸餾出丙烯腈與水的共沸物及易揮發(fā)氣體混合物，可70~72％