丙烯腈生产技术

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《化工生产技术》课程教案学习情境七学习情境七丙烯腈生产技术工作任务丙烯腈的生产授课地点多媒体教室教学方法讲授法课时4任务目标丙烯腈的性质合成原理工艺条件工艺流程包含章节第七章备、工具多媒体及难点丙烯腈的合成原理工艺条件工艺流程根底已具有有机化学，化工单兀操作，物理化学，化工热力学等的学习根底，具有确定的自学力气，承受学问的力气也较强_Ee：«iiviiz#Tiz*4*L

二「笛叶E.tr_h~zjE 《化工生产技术》课程教案 A 学问点：一、丙烯腈的性质用途1、丙烯腈的物理性质丙烯腈英文简写为AN。别名，氰基乙烯；构造式，毒、有刺激味，微溶于水，易溶于一般有机溶剂；

CH2=CH-CN;为无色易燃液体，剧丙烯腈和水、苯、四氯化碳、甲醇、异丙醇等会形成二元共沸混合 物，和水的共沸点水的三元共沸混合物。

88%〔质量〕，在有苯乙烯存在下，还能形成丙烯腈

-苯乙烯-遇火种、高温、氧化剂有燃烧爆炸的危急，其蒸汽与空气混合物能成为爆炸性混合物，爆3.1%-17%77.3OC，自燃点为481OC2、丙烯腈的化学性质丙稀腈由于分子构造带有 C=C双键及C-N键，所以化学性质格外活泼，可以发生加成、聚合、腈基及氢乙基化等反响。聚合反响和加成反响都发生在丙稀腈的 C=C双键上，纯丙稀腈在光的作用下能自行聚合，与强碱〔NaOH〕混和时，聚合格外猛烈，大量放热，易爆炸；除发生自聚外，丙稀腈还能与苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、丙稀酰胺等发生共聚反响，由此可制得合成纤维、塑料、涂料和胶粘剂等。丙稀腈经电解加氢偶联反响可以制得己二腈。基反响包括水合反响、水解反响、醇解反响等，丙稀腈和水在铜催化剂存在下，可以水合制取丙稀酰胺。3、丙稀腈的应用丁腈橡胶，ABS塑料、AS塑料和生产腈纶纤维〔PAN〕,聚丙烯腈纤维，丙烯酰胺、聚丙烯酸酯，目前丙稀腈国内供不应求，每年需大量进口来满足市场的需求，150kt。、生产方法

2023年进口量超过环氧乙烷法环氧乙烷法纯度较咼原料不易得，价格昂贵乙炔氢氰酸法工艺简洁分别较困难流化床丙烯氨氧化法廉价易得工艺流程简洁产品纯度高生产丙烯腈的方法主要有环氧乙烷法、乙炔法及丙烯氨氧化法。前两种方法由于原料昂贵，需要剧毒生产丙烯腈的方法主要有环氧乙烷法、乙炔法及丙烯氨氧化法。前两种方法由于原料昂贵，需要剧毒HCN为原料，生产本钱高，从而限制了丙烯腈生产的进展。而丙烯氨氧化法具有原料价廉易得，可一步合成、投资少、生产本钱低等优点得到广泛应用。以下重点介绍丙烯氨氧化法。三、氨氧化法合成丙烯腈的反响原理1主反响：CH2二CH_CH NH33 2_0 —CH 二CH_CN+3H O.：H322副反响：2r m日亠512.1kJ/molCH2=CH_CH3+3NH3+3O2―、3CHN6H2OHm=-942kJ/mol2CH =CHCH233NH33O r3CH CN+3HO222.：H =362.8kJ/mol0r m_Ee：«iiviiz#Tiz*4*L 二「笛E.tr_h~zjEA

《化工生产技术》课程教案CH CH =CH—CH23 20 rCH =CHCHO+HO22.：Hr m352.8kJ/mol2、反响机理及动力学分析①烯丙基的形成②丙烯腈的生成丙烯氨氧化的动力学图式可简洁表示如下：CHCH2=CH—CH3ki“J~~CH2=CH—CHO〔1〕k2〔2〕1卩------------CH2=CH—CN〔3〕主要 |11 CO2+H2。 四、工艺条件1、反响对原料的根本要求催化剂：丙烯氨氧化的催化剂一般用钼铋类催化剂。氨：合成氨生产的合格品，规格为： NH3＞99.5%;水＜0.2%;油＜5X10-5。丙烯：丁烯及高级烯烃存在会给反响带来不利影响，它们比丙烯更易氧化，会降低氧的浓度。正丁烯氧化得到甲基乙烯酮〔沸点80C〕以及异丁烯氧化得到的甲基丙烯腈〔沸点90C〕,沸点与丙烯腈接近，会给丙烯腈的分别精制造成困难，所以应严格把握。沁左—诙玄at 丹書疣—Emm©二鼻和二斗丄込二recrtibCA^nr_L~Z4 《化工生产技术》课程教案空气：不作特别要求，无炔烃、无尘粒2、具体指标为丙烯丙烯乙烯丙炔丙二烯硫燃烧法测>95%<0.1%丁烯及丁二烯<0.1%<1X10-5得硫<5X10-5<1X10-5<53、工艺条件〔1〕原料配比1〕.氨与丙烯的配比丙烯既可氨氧化生成丙烯腈，也可直接氧化成丙烯醛，都是烯丙基反响。氨与丙烯的配比对这两种产物的生成比亲热的关系。氨与丙烯的配比一般在 1.15-1.2之间。7.3.1丙烯与氨配料比对产品收率的影响.丙烯与空气的配比丙烯氨氧化是以空气为氧化剂，空气用量影响结果。

空气/丙烯的比值过低，原料气含氧量低，造成丙烯转化率和丙烯腈收率降低。假设空气用量过大，原料气中含氧量过高，惰性气体增多，混合气中丙烯浓度降低，从而使生产力气大为下降。空气间。丙烯与水蒸汽的配比

/丙烯的配比一般在9.2-9.7之水蒸汽有助于产物从催化剂外表解吸出来，从而避开丙烯腈的深度氧化；水蒸汽在该反响中是一种很好的稀释剂。假设没有水蒸汽参与，反响很猛烈，温度会急剧上升，甚至发生燃烧而且假设不参与水蒸汽，原料混合气中丙烯与空气的比例正好处在爆炸范围内，参与水蒸汽可保证生产安全。水蒸汽的热容较大，可以带走大量的反响热。丙烯与水蒸汽的配比为效果较好。〔2〕反响温度

1:3时，反响温度对反响结果影响较大：主要副产物 HCN和CH3CN在593K左右开头生成；目的623K开头生成并随着温度上升，丙烯腈收率不断提高。因此反响温度必需在623K以上进展生产以得到较高收率的丙烯腈。4k—4k—甘歹疣m斗-土MU

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-d:HatJ■ r1■■_««.1从热力学观点来看，丙烯氨氧化生产丙烯腈过程中主反响是体积增加最小的反响，提高压力虽削减其平衡转化率，但可提高主、副反响的竞争力气，增加投料量的生产力气。同时也带来了确定不利影响。因此工业生产中不承受加压操作，一般承受 55kPa以抑制设备和管线阻力。08氢氰酸642丙烯醛常压9.808氢氰酸642丙烯醛常压9.81压力，(4)接触时间和空塔线速：适当增加接触时间，可以提高丙烯转化率和丙烯腈单程收率，而副产物乙腈和氢氰酸的单程收率都变化不大，这对生产是有利的。但接触时间过长会使原料和产物长时间处于较高温度下而发生深度氧化生成C02,使丙烯腈收率下降，放热增多，同时由于反响器中氧含量降低造成催化剂活性下降，对生产不利。为此，在保证丙烯腈收率尽量高，副产物收率尽量低的原则下，应选择较短的接触时间即5〜10S。线速为0.5〜1m/s。4、反响器丙烯氨氧化生产丙烯腈为气、固相反响，反响热效应较高，所以对反响器的最根本要求一是必需保证气态原料和固体催化剂之间接触良好；二是能准时移走反响热以把握适宜的反响温度。工业上常用的反响器有两种形式，固定床列管式反响器和流化床反响器。固定床列管式反响器这类反响器的外壳为钢制圆筒，受热会膨胀，常安装有膨胀圈。反响器内装有数百根至上万根不等的列

2.5〜3m。为了减小径向温差，管径一般25〜30mm。原料气通过静止的催化剂床层发生反响，反响热由管外载热体移出。载热体多承受熔盐(硝酸钾、亚硝酸钠和少量的硝酸钠的混合物) 。流化床反响器B _Ei-nlZ*TIB 《化工生产技术》课程教案JjIJjt(-Copyright-五、工艺流程HCN产物和副产物精HCN产物和副产物精制丙烯腈精制局部1丙烯氨氧化生产丙烯腈反响局部和回收局部的工艺流程图阳4虫河烁拥飙化第KMC裡tI—3—3—H«tlK3tB»F4— 5—MtK〕却MJtSES*；t7—矯埠师彳«—命营《E书；3-_JRFIarFU—IN—JRIFT^DBI&IW13—ZLJW划專惜；14—PIKIWT“—过应*4—但己跖申冋肥摘丙烯氨氧化生产丙烯腈精制局部的工艺流程图_f±FMgATiMkh.An：rect-M^CU.J.^:-E 《化工生产技术》课程教案«FWis斗”7jmjorfwmEs分亟工三耗西fits；Q23—E«*臟松列塔1*—Jt?槽教学设计、组织实施、时间安排：一、设问：教师提问丙烯腈的构造？导出课丙烯腈的生产 15min1、教师由丙烯腈的构造引出丙烯腈的构造和性质2、生产丙烯腈常用的方法1、丙烯腈生产的根本原理2、丙烯腈生产的工艺条件

25min40minPPT分析影响丙烯腈生产的因素，再导出丙烯腈生产的工艺