【《丙烯腈的性质与生产方法研究国内外文献综述》5500字】

--PAGE7-丙烯腈的性质与生产方法研究国内外文献综述目录TOC\o"1-3"\h\u32692丙烯腈的性质与生产方法研究国内外文献综述 1176921.丙烯腈的性质 185661.1丙烯腈的物理性质 1141171.2丙烯腈的化学性质及其应用 293652.丙烯腈的生产情况分析及预测 312153.丙烯腈的市场分析 338394.丙烯腈的生产方法 3172694.1丙烯腈常用的生产方法介绍 3292194.2丙烷氨氧化制丙烯腈工艺 5288905.丙烯腈的发展趋势及建议 6183335.1丙烯腈的发展趋势 6125585.2关于丙烯腈的发展趋势个人建议 6143936.提升丙烯腈收率的方法 7292316.1不断优化操作条件 7184576.2不断改善原料进料的分布水平 793216.3对损失严重的急冷塔进行改造 7309796.4降低吸收温度，减少丙烯腈的损失 7295797.丙烯腈损失的原因分析 7153917.1聚合损失 757097.2游离损失 71.丙烯腈的性质1.1丙烯腈的物理性质丙烯腈的主要物理性质见下表1-1，1-2：表1-1丙烯腈与水的相互溶解度表1-2丙烯腈的主要物理性质1.2丙烯腈的化学性质及其应用丙烯腈,易燃,其中的一种水蒸气和其他空气相互作用后就可以直接加热形成一种具有强烈爆炸性的气体混合。碰到这种明火和水的高热很容易直接导致食物燃烧,并且还会释放出一些对人有毒的有害气体。它与其他氧化剂、强酸、弱酸和碱、胺类、溴等都一样可以直接进行剧烈的氧化反应。在高于火场的高温下,能够迅速地加热发生化学集热聚合反应并直接释放出大量的化学热量,从而直接导致集热容器发生破裂。丙烯腈可发生双键可氢、环氧化、双键断裂、卤素加成,氰基水解生成羧基,氰基还原生成酰胺和伯胺等反应。迄今为止,丙烯腈不仅仅成为可以广泛地应用于加工制备各种合成树脂、合成橡胶和其他合成纤维等重要合成单体,而且还成为可以广泛地应用于制造杀虫剂和灭虫满腈的中间体。2.丙烯腈的生产情况分析及预测2019年中国全球人民使丙烯腈行业总产能累计达818.4万吨/年,相比2018年同比增长了大约16万吨,其主要形成原因之一可能就是由于中国国内每年一批新建成的丙烯腈生产装置已经全部开始批量投产,同时还由于存在一些部分先进设备致使总计21万吨/年的过剩产能被迫暂时关停。英力特稀土工业集团的民用丙烯腈生产总量和年均产能已经达到135.5万吨/年,它已经发展成为了目前全球市场规模最大的民用丙烯腈原料制造商。在未来的几年里,全球丙烯腈制造业的巨头依旧在沙特扩建自己的丙烯腈制造设备,主要是有很多企业合资在沙特大陆新建了20万吨/年的丙烯腈生产设备,这个巨大的项目原本打算在2015年年底前完工并使用开始投产,但直到现在,仍然会经常出现没有任何一家企业建成开始投产的消息报道。直到2025年建成并正式投产时,它将一定会发展成为中东地区的第一座同类型机械制造厂。3.丙烯腈的市场分析众所周知,亚洲、欧洲和北美洲是世界上丙烯腈消费的主要地区,然而在世界各个地区中,推动全球需求量增长最快的市当属亚洲。自从2019年开始,我国国内丙烯腈市场一直呈现出稳步上扬的趋势。2019年5月中旬,丙烯腈在国内众多化工产品中相当受欢迎。它的下游产品需求量比较大,尤其是ABS方面,装置基本上都开满,需求相对稳定。直到2019年6月,丙烯腈在中国的市场已经进入了快速的下跌趋势,涨幅迅猛,猝不及防,其需求量的下滑是压制市场不断走低的主要因素。4.丙烯腈的生产方法4.1丙烯腈常用的生产方法介绍(1)乙炔法在氯化亚铜-氯化钾-氯化钠稀盐酸溶液作为催化剂，反应温度为80-90℃的条件下，乙炔和氢氰酸反应从而制得丙烯腈。这种方法生产过程简单，收率良好，以氢氰酸来计可以高达97%。但是不足之处莫过于副反应较多，产物精制比较困难，毒性也比较大，最主要的还是原料乙炔的价格比丙烯高很多，在经济和技术上均远远落后于丙烯氨氧化法。很久很久以前，乙炔法曾是全国各地生产丙烯腈的主要方法。(2)丙烯氨氧化法将丙烯、氨、空气和水作为主要原料，按照一定量的配比进入沸腾床或固定床反应器，以硅胶作为载体的锑铁系催化剂作用下，在常压、400-500℃温度范围内，进而生成丙烯腈。接下来在中和塔中利用稀硫酸去除残余的氨，再经过吸收塔把丙烯腈等气体用水吸收之后从而形成水溶液，使该水溶液经过萃取塔从而有效分离乙腈，在脱氢氰酸塔中除去氢氰酸，再经过大量的脱水、适当的精馏以此得到纯度较高的丙烯腈产品，它的单程收率可以高达70%以上，这种方法主要产生三种副产物分别是：乙腈、氢氰酸和硫酸铵。丙烯氨氧化法是迄今为止最具有工业生产价值的生产方法。(3)环氧乙烷法(又称氰乙醇法)环氧乙烷和氢氰酸作为其主要原料，经过两步反应就可以合成丙烯腈。环氧乙烷和氢氰酸在水和三甲胺存在的条件下反应制得氰乙醇，然后以碳酸镁作为催化剂，在200-280℃范围内脱水制得丙烯腈，收率为75%左右。这种方法生产的丙烯腈纯度比较高，但是氢氰酸毒性较大，成本也较高。正是因为以上各种传统生产方法原料比较昂贵，生产成本较高，所以很大程度上紧紧限制了丙烯腈生产的发展。再加上，丙烯氨氧化一步合成丙烯腈新方法的开发，不但原料价格低廉易得、工艺流程简单、设备投资少、产品品质高并且生产成本低，因此很快就代替了乙炔法，从而迅速推动了丙烯腈生产的发展，成为当今世界生产丙烯腈的主要方法之一。因此，目前我国主要采用丙烯氨氧化制丙烯腈的生产方法。其生产原理为:主反应：副反应：反应条件：(1)温度：850华氏度；

(2)压力：0.2MPa；接触时间：2-6s；

(3)原料配比：。4.2丙烷氨氧化制丙烯腈工艺目前国内外的产品生产流化技术主要设备有专用流化床乙炔丙烯胺与氨甲酯氧化法和专用流化床乙烯丙烷胺与氨甲酯氧化复合法。正是因为人工丙烷和天然丙烯之间还存有着巨大的产品市场性和价格差,再者又加上其中对丙烷的利用资源格外丰富,因此,许多生产企业纷纷主动开始着手研究一种利用天然丙烷丙烯作为主要生产原料来制备天然丙烯腈的各种生产工艺方法和制备工艺。这可以凭借丰富的丙烷原料完成氨氧化,是一种环境友好型并且具有额外经济效益的生产工艺。目前,丙烷酸或氨经过氧化制备法的主要生产工艺大致情况可以划分为两种:第一种主要采用的方式是一步法,也就是说脱氧丙烷在较稳定的两种催化剂联合作用下,同时对脱氧丙烷和氨进行着两种制备反应,即脱氧丙烷的丙氢氧化亚碳脱氧加氢制备反应和脱氧丙烯酸或氨的过氧化脱氢反应;第二种主要采用的方法是两步直接制备法的方法,也就是说先将丙烷经过丙氢氧化亚碳脱羧加氢后直接生成氧化丙烯,然后再以一种传统的脱氢丙烯酸或氨经过氧化脱氢制备法的工艺直接生产丙烯腈。4.2.1丙烷直接氨氧化生产工艺一般来说,丙烷直接通过氨氧化法制取丙烯腈是个格外复杂的反应,该种聚苯丙烯腈在反应中不仅含有C3H8和NH3活化,而且还含有NH的插入聚苯丙烯腈反应。该反应的过程中除了会产生丙烯腈的主反应外,还会继续伴随着许多副反应的发生,从而加大了催化反应的机理和研究难度。许多研究人员对此问题进行了很多深入的研究,但是他们所得到的结果却不尽相同。研究工作人员在进行研究时发现,该反应并没有顺利地沿原始的反应路径逐次进行,同时他们还得出了一个结论,就是不太可能能够完全排除另一个反应路径的存在。因此,随着反应环境条件的不断改善以及催化剂系统的截然差异,这些反应都很极端地有可能会继续发生。虽然丙烷可以沿许多种不同的路径转化为丙烯腈,但Centi等人认为,丙烷转化的主要途径仍然是通过丙烷首次转化为丙烯,丙烯经丙烯醇、丙烯亚胺再次生成丙烯腈。4.2.2丙烷脱氢丙烯氧化生产工艺总的来说,丙烷脱氢后经过丙烯氨氧化处理工艺主要分为以丙烷和氨氧化作为主要原材料的两个阶段。(1)丙烷经过适当的脱氢从而反应生成丙烯；(2)现在人们采用传统丙烯氨氧化去除工艺将其制成丙烯腈。正是第二种方法需要大量地使用和添加丙烷脱氢剂的装置,所以其固定投资成本必然也就比丙烷直接氨氧化法使用的成本更高。因此,丙烷直接氨氧化法相比传统的其他生产方法更具有吸引力。5.丙烯腈的发展趋势及建议5.1丙烯腈的发展趋势随着现代科学的复杂变化和科学技术的不断进步,丙烯腈制造工业已经呈现出几个主要发展趋势：一个主要是以丙烷基乙烯为主要原材料的丙烯腈制造路线正在逐渐被推广；二是对新型催化剂研究仍然被认为是国内外专家和学者所关注的研究课题;三是设备规模的大型化;四是几十年来节能低碳减排、制造工艺和设备的优化变得越来越重要;五是目前对废气和垃圾废水进行处理已经成为了重要研究方向。丙烯腈在工业上生产的方法主要可以分为丙烷氨氧化法和丙烯氨氧化法。在这个科技发达的时代,我国的丙烯腈大多数都是通过丙烯氨氧化法制备而得到的。国内在推广丙烯腈制备技术的研究过程中己经取得了相当十足的成果。由于催化剂的应用是企业生产各种丙烯腈最为关键的因素，因此很多企业和公司都比较重视其高性能催化剂的研制和开发,随着现代社会人们的环保意识增强,丙烯腈的生产对于环境所造成的严重污染也使其越来越受到了人们的关注。这将会给一些早年正在建设的丙烯腈材料装置工程带来极为不利的后果,这些材料装置在使用过程中需要投入大量资金、对其进行一定程度的改造、新建废气和垃圾等处理设备,以便于实现环保的要求。5.2关于丙烯腈的发展趋势个人建议根据国内外丙烯腈的发展趋势,就我个人的观点提出以下几点建议:(1)通过深入地研究了丙烯腈的生物化学机理,探索并寻求找出了丙烯腈在各种产品中酸度高、恶胍物质含量高的主要原因以及其他有效解决这些问题的途径和方法,从而改善和提高了丙烯腈在工业生产中的质量。(2)努力去寻求一种高浓度的含氰化学废水的处理方式,去取代目前消费成本巨大的焚烧锅炉方式,这样以来，不但可以节能而且可以达到环保的要求。与此同时,我们还可以开展高浓度的含氰化学废水处理工艺和技术方法的研究,对于低浓度的废水来说,提高含氰化学浓度降低产量的问题还是应在我们所要研究的领域之内,并且努力找到一个有效解决的办法。(3)我们应力求优化丙烯腈的生产工艺,强化它的生产经营管理,在节能降耗这个方向上得到了进一步的提升,进而为企业自身创造更多的经济价值。因此,我们应该继续加快科研和技术开发,完善当前现有的丙烯腈生产工艺,在通过消化和吸收原来直接引进生产技术的基础上,也需要积极地自主研究开发或者引进新世纪一代中国制造商所采用的成本较低、回收率相对更高以及环保性能较好的新型催化剂,尤其特别是我们需要进一步地推进催化剂在我国的国产化过程,并且逐渐形成一批具有独立自主知识产权的生产商。我们不仅仅要积极研究开发废水、尾气的处理等新技术,开发不含硫酸铵等任何有害物质的丙烯腈制品生产新技术,尽量去减少这些有害物质对于环境的破坏,从而大大提高丙烯腈原料的综合利用率；也就需要尽量努力地降低主要原材料丙烯的使用成本,加强对其他副产品乙腈和氢氰酸(HCN)的综合利用,以大大降低其生产成本,从而提高公司的市场竞争能力。6.提升丙烯腈收率的方法6.1不断优化操作条件在设计和生产丙烯腈的过程中,操作环境和条件对其吸收率也有着直接的影响,我们可以通过对所需软件地有效应用,从而在现场设计中对装置的操作参数和方法进行在线优化。在经过优化之后,不仅能够对不同阶段和时期的丙烯腊生产工艺设备条件都进行控制,而且还能够对生产工艺设备条件做出实时的调整,这样就能够使得丙烯腊的生产工艺设备参数一直保持在最佳生产状态。6.2不断改善原料进料的分布水平处于反应器当中的丙烯腈原料经过充分的接触后,不仅能够大幅度地提高反应选择性,而且还能够大幅度地提升对氨的转化效率,这样以来，杂质的产生也相对地会比原来要少很多,这样就能够把丙烯腈在反应中的全程吸附利用率大幅度地提高上去。6.3对损失严重的急冷塔进行改造通过不断地增加急冷塔上方某一个位置的构件,并且针对喷头进行一定程度的改造,可以对空气中的接触物进行良好的修复和改善,也因为它们可以有效地大幅度提高脱除残留氨的能力,并且还因为它们可以有效预防残留氨的贯穿和渗透性,如此以来,丙烯腈就绝对不会在空气中产生过多的自聚反应，这样可以提高丙烯腈吸附的效果。6.4降低吸收温度，减少丙烯腈的损失首先，我们应该大幅度地有效提升吸收塔内锅釜的底炉换热冷却效果,其次,在需要吸收进入塔的各个吸收塔的底釜换热位置适当地添加一个低温冷却循环系统,其主要处理目的就是能够有效保证即使在一定的大工业负荷和高工业生产量的情况下,能够对吸收塔塔釜过程中产生的高温液体进行良好有效地冷却吸收。7.丙烯腈损失的原因分析7.1聚合损失在回收丙烯腈的反应物当中,所含的大量剩余氨相对比较多,这样就导致了在急冷塔下方的位置,回收系统总是保持在一种比较酸碱的环境中,但是如若丙烯腈能够很好地长期的处于这种碱性的环境下就可能会直接发生一种自聚合反应。7.2游离损失在急冷塔、吸附制冷式塔或乙酸丁腈塔等各类成品制冷塔当中往往可能会因此发生一定不同程度的流体游离性性能损失。在急冷塔的下方一段水的位置,水循环的水流数量通常也应该为4.8:1,但是在急冷塔的上方一段水的位置,水循环的水流数量通常也应该为18:1,这样就很有可能会直接导致温室气体在塔内流动的时间速度比较低,以至于很有可能还会让这两段之间直接产生一个比较重的电力损耗。除此之外,如果我们吸入的空气温度很高,就很有可能还会使得我们吸入的所释放空气所损耗能量变得极其巨大。