丙烯腈課程設(shè)計

1、1前言1.1產(chǎn)品的性質(zhì)、用途、價格及其變化趨勢丙烯月青，【化學(xué)式】：CH2=CHCN ,辛辣氣味的無色液體。熔點-82 C。密度 0.806g/cm3。閃點-1. 1 C（開杯）。自燃點48lC。折射率1. 388。溶 于水、乙醚、乙 醇、丙酮、苯和四氯化碳。與水形成共沸物?；瘜W(xué)性質(zhì)非?；顫姡讚]發(fā)，有腐蝕性 有氧存在下，遇光和熱 能自行聚合.易燃，遇火種、高溫、氧化劑有燃燒爆炸的危險, 其蒸氣與空氣形成爆炸性混合物。極毒！丙烯青用來生產(chǎn)聚丙烯纖維（即合成纖維青綸）、丙烯青-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS）、苯 乙烯塑料和丙烯酰胺（丙烯青水解產(chǎn)物）。另外，丙烯青醇解可制得 丙烯酸酯等。丙烯 青在引

2、發(fā)劑（過氧甲酰）作用下可聚合成一線型高分子化合物 聚丙烯青。聚丙烯青 制成的青綸質(zhì)地柔軟，類似羊毛，俗稱“人造羊毛”，它強(qiáng)度高，比重輕，保溫性好， 耐日光、耐酸和耐大多數(shù)溶劑。丙烯青與丁二烯共聚 生產(chǎn)的丁青橡膠具有良好的耐油、 耐寒、耐溶劑等性能，是現(xiàn)代工業(yè)最重要的橡膠，應(yīng)用十分廣泛。2009年國際市場價格一路飆升，從3月份的813美元/ t上漲到年底的1 533美元/ t，漲幅超過700美元/ t。導(dǎo)致價格上漲的主要原因是，日本旭 化成公司、韓國泰光產(chǎn)業(yè)和中國臺灣中國石油化學(xué)工業(yè)開發(fā)公司的丙烯青裝置在 2009年前4個月進(jìn)行了檢修；德國科隆1套乙烯裂解裝置2009年12月份停 工，導(dǎo)致英力士

3、的30萬t / a丙烯青裝置宣布供應(yīng)受不可抗力影響；此外， 俄國盧克石油公司在薩拉托夫的15萬t / a和英力士公司在英國Sealsands 的23萬t / a丙烯青裝置由于生產(chǎn)問題而進(jìn)一步削減歐洲產(chǎn)品供應(yīng)。1.2產(chǎn)品的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢近年，全球丙烯青裝置有關(guān)停、閑置，也有新建和擴(kuò)能，供需基本保持 平衡。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，丙烯青工業(yè)呈現(xiàn)幾大發(fā)展趨勢：一是以丙烷 為原料的丙烯青生產(chǎn)路線在逐步推廣，二是新型催化劑的研究依舊是國內(nèi)外學(xué) 者研究的課題，三是裝置規(guī)模大型化。1.3世界范圍內(nèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家、產(chǎn)量表12009年全球主要丙烯青生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)能統(tǒng)計產(chǎn)能排序生產(chǎn)廠家國家和地區(qū)生產(chǎn)能力/（萬

4、 t.a-1）1英力士集團(tuán)德國，美國104.32Asccend性能材料公司美國52.23旭化成日本50.04臺塑中國臺灣省32.05巴斯夫英國28.06東西石化公司韓國27.37上海賽科上海市26.08帝斯曼荷蘭25.99Tae Kwang 工業(yè)韓國25.010氤特工業(yè)美國22.711吉林石化公司吉林市21.012Dia-Nitrix Co Ltd日本20.513臺灣石化中國臺灣省19.014LUKOII俄羅斯18.515Mitsubishi Rayon日本13.316BP美國13.017其他78.8合計619.51.4世界范圍內(nèi)生產(chǎn)該產(chǎn)品的所有工藝及其分析1.4.1環(huán)氧乙烷法由環(huán)氧乙烷和氫氤

5、酸制得氤乙醇，然后以碳酸鎂為催化劑，于200 280 C 脫水制得丙烯腈。CH2CH2O+HCNHOCH2CH2CN此法生產(chǎn)的丙烯腈原料昂貴，且氫氤酸毒性大，已被淘汰。1.4.2乙炔法由乙炔與氫氤酸作用而得，反應(yīng)為常壓，溫度8090C，用氯化亞銅和氯化 銨為催化劑。C2H2+HCN該法特點是：生產(chǎn)過程簡單，但副產(chǎn)物種類較多，不易分離。I960年以前， 該法是世界各國生產(chǎn)丙烯腈的主要方法，現(xiàn)基本淘汰。1.4.3丙烯氨氧化法以丙烯、氨氧和空氣中的氧為原料制得，主要副產(chǎn)物為氫氤酸、乙腈、丙烯 醛、CO2和CO。CH2=CHCH3+NH3+3/2O2典型的生產(chǎn)過程為，原料氣體以丙烯I氨I空氣=1.0I

6、1. 15 I 10. 5（moi） 的比例從底部進(jìn)入流化床反應(yīng)器，反應(yīng)溫度440C，壓力63.74 kPa。反應(yīng)熱用軟 水循環(huán)回收，發(fā)生高壓蒸汽。反應(yīng)氣體冷卻后，洗滌、吸收、精餾后得到高純度 產(chǎn)品。該方法具有原料易得、工藝過程簡單、產(chǎn)品成本低等優(yōu)點。該方法是目前 國內(nèi)外主要生產(chǎn)方法。但目前存在一個全球范圍內(nèi)丙烯原料吃緊的問題。1.4.4丙烷氨氧化法此法是正在開發(fā)的新技術(shù)，BP、旭化成公司已經(jīng)完成中試階段，旭化成公司 現(xiàn)正著手進(jìn)行工業(yè)化。所研制出的氨氧化催化劑活性組分為V - Sb - W-復(fù)合催 化劑，50%載體為SiO2-Ad2O3，反應(yīng)溫度500 C，壓力103 kPa，原料配比為丙烷二

7、 氨二氧二氮二水=1=2 = 2 = 7 = 3根據(jù)美國斯坦福研究所進(jìn)行的180 kt / a 裝置概念設(shè)計結(jié)果，與丙烯氨氧化法比較，兩種工藝主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)和設(shè)備指標(biāo)如 下。丙烷與丙烯氨氧化法比較項別反應(yīng)器直徑， 高度（m）吸收塔直徑， 高度（m）固定值產(chǎn)投資（百萬美元）生產(chǎn)成本（美 分/1b丙烯腈）丙烯氨氧化法9.5,18.93.8,15.2277.240.28丙烷氨氧化法13.3,14.25.4,15.2314.226.12此法雖然投資較高，但生產(chǎn)成本低，因此很有發(fā)展前景。2工藝設(shè)計催化劑是丙烯腈工藝中的關(guān)鍵。各公司著重于催化劑的開發(fā)，提高催化劑性 能與活性，最終以提高丙烯腈的收率。近年來一些主要生產(chǎn)廠商紛紛推出新