丙烯氨氧化法生产丙烯腈.doc

第七章 丙烯系列产品生产-
编号：：丙烯氨氧化法生产丙烯***
授课内容：
● 丙烯氨氧化法生产丙烯***反应原理
● 丙烯氨氧化法生产丙烯***工艺流程
知识目标：
● 了解丙烯***。
丙烯***分子中有双键()和***基()两种不饱和键，化学性质很活泼， 能发生聚合、加成、水解、醇解等反应。
聚合反应发生在丙烯***的C=C双键上，纯丙烯***在光的作用下就能自行聚合，所以在成品丙烯***中，通常要加入少量阻聚剂，如对苯二酚***醚(阻聚剂MEHQ)、对苯二酚、***化亚铜和***类化合物等。除自聚外，丙烯***还能与苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、***乙烯、丙烯酰***等中的一种或几种发生共聚反应，由此可制得各种合成纤维、合成橡胶、塑料、涂料和粘合剂等。
丙烯***是三大合成的重要单体，目前主要用它生产聚丙烯***纤维(商品名叫“***纶”)。其次用于生产ABS树脂(丙烯***—丁二烯—苯乙烯的共聚物)，和合成橡胶(丙烯***—丁二烯共聚物)。丙烯***水解所得的丙烯酸是合成丙烯酸树脂的单体。丙烯***电解加氢，偶联制得的己二***，是生产尼龙
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—66的原料。其主要用途如图7—2所示。

图7-2 丙烯***的主要用途
2．丙烯***的生产方法
1960年以前，丙烯***的生产方法有三种。
(1)环氧乙烷法 以环氧乙烷与氢***酸为原料，经两步反应合成丙烯***。
(2)乙醛法
(3)乙炔法
1952年以后世界各国相继建立了乙炔与氢***酸合成丙烯***的工厂。本方法比上两法技术先进、工艺过程简单，但丙烯***分离提纯较为困难，需大量电能生产电石。虽然这一方法曾被世界各国普遍采用，但生产发展受到地区资源的限制。
由于以上生产方法原料贵，需用剧毒的HCN为原料引进—CN基，生产成本高。限制了丙烯***生产的发展。1959年开发成功了丙烯氨氧化
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—步合成丙烯睛的新方法，该法具有原料价廉易得、工艺流程简单、设备投资少、产品质量高、生产成本低等许多优点，使其1960年就在工业生产上应用，很快取代了乙炔法，迅速推动了丙烯***生产的发展，成为世界各国生产丙烯***的主要方法。
二、反应原理
1．主、副反应
主反应 ：
CH=CH-CH3 + NH3 +O2 → CH2=CH-CN + 3H2O
丙烯、氨、氧在一定条件下发生反应，除生成丙烯***外，尚有多种副产物生成。
副反应：
CH2=CHCH3 + 3NH3 + 3O2 → 3HCN + 6H2O
氢***酸的生成量约占丙烯***质量的1/6。
CH2=CHCH3 +NH3 +O2 → CH3CN + 3H2O
乙***的生成量约占丙烯***质量的1/7。
CH2=CHCH3 + O2 → CH2=CHCHO + H2O
丙烯醛的生成量约占丙烯***质量的1/100
CH2=CHCH3 + O2 → 3CO2 + 3H2O
二氧化碳的生成量约占丙烯***质量的1/4，它是产量最大的副产物。
上述副反应都是强放热反应，尤其是深度氧化反应。在反应过程中，副产物的生成，必然降低目的产物的收率。这不仅浪费了原料，而且使产物组成复杂化，给分离和精制带来困难，并影响产品质量。为了减少副反应，提高目的产物收率，除考虑工艺流程合理和设备强化外，关键在于选择适宜的催化剂，所采用的催化剂必须使主反应具有较低活化能，这样可以使反应在较低温度下进行，使热力学上更有利的深度氧化等副反应，在动力学上受到抑制。
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2．催化剂
工业上用于丙烯氨氧化反应的催化剂主要有两大类，一类是复合酸的盐类(钼系)，如磷钼酸铋、磷钨酸铋等；另一类是重金属的氧化物或是几种金属氧化物的混合物(锑系)，例如Sb、Mo、Bi、V、W、Ce、U、Fe、Co、Ni、Te的氧化物，或是Sb—Sn氧化物，Sb—U氧化物等。
我国目前采用的主要是第一类催化剂。钼系代表性的催化剂有美国Sohio 公司的C-41、C-49及我国的MB-82、MB-86。一般认为，其中Mo—Bi是主催化剂，P—Ce是助催化剂，具有提高催化剂活性和延长催化剂寿命的作用。按质量计，Mo—Bi占活性组分的大部分，单一的MoO3虽有一定的催化活性，但选择性差，单一的Bi03对生成丙烯***无催化活性，只有二者的组合才表现出较好的活性、选择性和稳定性。单独使用P