丙烯腈生产技术.docx

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1、丙烯腈生产技术第一节概述一、丙烯腈的性质、产品规格及用途丙烯腈英文简写为AN。在室温和常压下为无色液体，易燃，易爆，有刺激性臭味，剧毒，与水部分互溶，能与大多数有机溶剂互溶。工作场所丙烯腈最高允许浓度为20ppm。丙烯腈分子具有双键和氰基，性质活泼。二、生产方法简介生产丙烯腈有多种方法。环氧乙烷法制AN，这种方法生产技术容易掌握，生产的丙烯腈纯度较高，但原料不易得，价格昂贵，在乙炔氢氰酸法工业化后逐渐被淘汰；乙炔法是利用乙炔与氢氰酸合成丙烯腈，这种方法工艺简单，成本比环氧乙烷法低，但丙烯腈与副产物分

2、离较困难，在石油资源短缺的国家仍沿用这种方法，规模一般较小。到20世纪60年代，随着石油工业的发查一查：丙烯腈能发生哪些化学反应？如何测定丙烯腈的纯度？丙烯腈是重要的基本有机原料展，流化床丙烯氨氧化法成为世界各国生产AN的主要方法。丙烯氨氧化法原料便宜易得，工艺流程简单，对丙烯纯度要求不高，炼油厂含丙烯50%以上的尾气即可使用，生产成本大约是环氧乙烷法的40%〜50%，是乙炔法的50%〜55%左右，产物分离相对容易，产品纯度高，是目前最先进最经济的合成路线。本章主要介绍丙烯氨氧化法合成丙烯腈的生产技

3、术。第二节丙烯腈生产的工艺原理一、丙烯氨氧化法合成丙烯腈的反应原理丙烯氨氧化法生产丙烯腈，过程中变化较为复杂，可用下述反应方程式描述：主反应：3丄日CH2=CH-CH3NH3O2>CH2=CH—CN+3H2OH^-512.1kJ/mol2副反应：0CH2=CH—CH3N3H30》3CHN2+6HHO942kJ/mol生成氢氰酸的量约占丙烯腈质量的六分之一。2CH2=CH—CH33NH3302—3CH2CN+3H2OrH丁=-362.8kJ/mol生成乙腈的量约占丙烯腈质量的七之一。CH2=CH_C

4、H3。2rCH2=CH_CHO+H2O.：rH―•352.8kJ/mol生成丙烯醛的量约占丙烯腈质量的百分之一。9丄0CH2二CH_CH302—3CO2+3H2O.：rHm1920.9kJ/mol2生成二氧化碳的量约占丙烯腈质量的一半，是副产物中产量最大的一种。除以上副反应外，还有生成乙醛、丙酮、丙烯酸、丙腈的副反应，但产量很小，可忽略不计。以上主反应和主要副反应都是放热反应，所以要特别注意反应器的温度控制。二、反应机理及动力学分析（一）反应机理1烯丙基的形成在反应过程中，丙烯分子中的Q-C上的C—

5、H键首先进行反应，形成烯丙基。在Mo-Bi-0系催化剂上烯丙基的形成过程，存在不同看法，较成熟的一种看法认为，丙烯首先吸附在Mo6+附近的氧空位上，然后Q-C上的C—H键发生解离分裂出H+,释放出一个电子形成烯丙基。-H+CH-C+CH[CH2—CHCf]-e烯丙基继续脱氢，与晶格氧结合而生成氧化产物丙烯醛。2.丙烯腈的生成系统中的NH3吸附在Bi3+离子上脱去两个H+,并释放出两个电子而形成NH残余基团。烯丙基与NH结合并脱去两个质子和释放出两个电子而形成丙烯腈。-2H+NH—_才[NH]-2H+

6、[CHb—CHCH]+[NH]ChFCHCN-2e-H+CM—CHCH晶格氧Chf—CHCH0知识链接丙烯腈对环境的影响健康危害：本品在体内析岀氰根，抑制呼吸酶；对呼吸中枢有直接麻醉作用。污染来源：丙烯腈是重要的有机原料，主要用于橡胶合成（如丁腈橡胶）、塑料合成（如ABS,AS树脂、聚丙烯酰胺等）、有机合成、制造腈纶、尼龙66等合成纤维、杀虫剂、抗水剂、粘合剂等；还用合适谷物烟薰剂。从事丙烯腈生产及以丙烯腈为原料合成和制造上述物质的企业均是丙烯腈污染的主要来源。腈纶纤维燃烧时可释放也丙烯腈。危险特性

7、：易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热易燃烧，并放岀有毒气体。与氧化剂、强酸、强碱、胺类、溴反应剧烈。在火场高温下，能发生聚合放热，使容器破裂。丙烯腈应急处理处置方法一、泄漏应急处理迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制岀入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒服。尽可能切断泄漏源，防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用活性炭或其它惰性材料吸收。也可用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容；用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。用防

8、爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。废弃物处置方法：焚烧法，焚烧炉要有后燃烧室，焚烧炉排岀的氮氧化物通过洗涤器除去。化学法，用乙醇氢氧化钠处理，将其产物同大量水一起排入下水道。另外，从废水中回收丙烯腈也是一种可考虑的处理办法。二、防护措施呼吸系统防护：可能接触毒物时，必须佩戴过滤式防毒面具（全面罩）。紧急事态抢救或撤离时，佩戴空气呼吸器。眼睛防护：呼吸系统防护中已作防护。身体防护：穿连衣式胶布防毒衣。手防护：戴橡胶手套。其它：工作现场禁止吸烟、进