丙烯腈的生产运行与操控-丙烯氨氧化法生产丙烯腈的工艺条件

课程:有机化工生产运行与操控知识点：丙烯氨氧化法生产丙烯腈的工艺条件课程：有机化工生产运行与操控知识点：丙烯氨氧化法生产丙烯腈的工艺条件一、反应温度低于623K时，丙烯腈少。733K丙烯腈收率的最大值为什么会下降？

温度过高，放热较多，反应温度不易控制。也会使催化剂的稳定性降低。生产中通常采用在733K左右进行操作。反应温度达到500℃时，有结焦、堵塞管路现象，且因丙烯深度氧化尾气中CO和CO2量明显增加，若接近或超过500℃，应采取紧急措施(如喷水蒸气或水)降温。二、反应压力CH=CH-CH3+NH3+3/2O2→CH2=CH-CN+3H2O

热力学分析：体积增大的反应，降低压力可增大反应的平衡转化率。动力学分析：升高压力会增加气体的浓度，提高反应速度，但副产物也增多。

因此，一般采用常压操作，通常：55kPa适当加压只是为了克服后部设备及管线的阻力。三、接触时间增加接触时间，可以提高丙烯转化率和丙烯腈收率，但过长的接触时间会使丙烯腈深度氧化的机会增大，反而使丙烯腈收率下降。同时，过长的接触时间，还会降低设备的生产能力，而且由于尾气中氧含量降低而造成催化剂活性下降，故接触时间一般为5～l0s。四、原料纯度丙烯（碳二、丙烷、碳四、硫化物）无活泼的α-H，少量乙烯无影响。无影响，稀释了浓度，作原料使用。丁烯、高级烯烃比丙烯易氧化生成甲基乙烯酮、甲基丙烯腈与丙烯腈沸点接近，消耗氧，造成缺氧，催化剂活性下降(<1%)硫化物的存在，会使催化剂活性降，应预先脱除。(<0.005%)五、原料配比（1）丙烯与氨的配比（氨比）

实际投料中发现，当氨比小于理论值1:1时，有较多的副产物丙烯醛生成，氨的用量至少等于理论比。但用量过多，增加了氨的消耗量，又增加了硫酸的消耗量，加重了氨中和塔的负担。

因此，丙烯:氨＝1:1～1.2左右。（2）丙烯与氧气的配比（氧比）

空气不足会使催化剂缺氧而引起失活。控制尾气含氧量0.1%~0.5%，540℃温度下通空气使催化剂再生，恢复活性（短时间）。空气过多，丙烯浓度下降，降低反应速度，降低了反应器的生产能力；发生深度氧化反应，使选择性下降；使动力消耗增加；产物浓度下降，影响产物的回收。工业上实际采用的丙烯与氧的摩尔比为l:2～2.5，空气比为1：9.5~12(摩尔比)。在反应器集气室和反应器出料管线存在着后燃的可能性，这一情况可根据后燃点温度以每秒30～60℃急剧上升来判明。后燃原因：如果催化剂被过度的还原，大量的丙烯将不能反应，并且与空气混合可能形成易燃物，因此反应器出口气中的氧含量应该保持在要求的范围内(通常，1～3％)，以防止催化剂被过度的还原；若氨对丙烯的配比太低，易在催化剂床层上方燃烧的过量丙烯醛就会产生，因此氨对丙烯的配比也应保持在要求范围之内，也就是说所有的进料必须是精确计量的。如果反应器出口气中氧的含量太高，其中的有机物就可能燃烧。（3）丙烯与水蒸气的配比（水比）为什么要水蒸气参加？（1）促使产物从催化剂表面解吸出来，避免深度氧化；（2）保证生产安全有利（丙烯爆炸极限2~11.1%)；（3）热容较大，带走反应热，使温度易于控制；（4）除积炭。但水蒸气的加入，势必降低设备的生产能力，增加动力消耗。当催化剂活性较高时，也可不加水蒸气。