丙烯腈的简介

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1、第一章综述1.1丙烯腈简述丙烯腈是非常重要的有机的化工产品，丙烯腈在丙烯系列的产品当中是比较重要的，在世界范围内，丙烯腈的产量在丙烯系列产品中仅仅少于聚丙烯，居于第二位。丙烯腈也是重要的有机合成原料，由丙烯腈经催化水合克制得丙烯酰胺，由丙烯酰胺制得的聚丙烯酰胺是三次采油的重要助剂。由丙烯腈经电解加氢偶联可制得已二腈，再加氢可制得已二胺，已二胺是生产尼龙的主要单体。由丙烯腈还可以制得一系列精细化工产品，如谷氨酸钠、医药、农药熏蒸剂、高分子絮凝剂、化学灌浆剂、纤维改性剂、纸张增强剂、固化剂、密封胶、涂料和橡胶硫化促进剂等。丙烯腈在常温常压在是一种没有颜色的液体，味道有些甜，微臭，它的沸

2、点是77.3℃。丙烯腈它是有毒的，在室内范围内允许的浓度是0.002mg/L。丙烯腈的分子当中含有氰基和C—C双键，所以它的化学性质是活泼的，而且能够发生加成、聚合等反应，可以制出各种的合成橡胶、合成纤维、塑料、涂料等。1.2丙烯腈的合成方法在生产丙烯腈的历史上，曾采用过四种方法来生产。（1）以环氧乙烷为原料的氰乙醇法：环氧乙烷和氢氰酸在水和三甲胺的存在下反应得到氰乙醇，然后以碳酸镁为催化剂，于200~280℃脱水制得丙烯腈，收率约为75%。此方法生产的丙烯腈纯度较高，但是氢氰酸毒性大，生产成本也很高。（2）乙炔法：乙炔和氢氰酸在氯化亚铜-氯化钾-氯化钠的稀酸盐的溶液的催化作用下，

3、在80~90℃反应得到丙烯腈。这种方法工艺过程简单，收率也不错，但是副反应比较多，产物精致困难，毒性也比较大，而且乙炔的原料价格要高于丙烯。这种方法在1960年以前是全世界各国生产丙烯腈的主要方法。（3）乙醛-氢氰酸氧化法：乙醛可以由依稀大量的廉价的制得，而且生产成本也比上面的两种方法低，但是就是由于后面紧接着出现了丙烯氨氧化法的工业化，所以说这种方法最终也没能得到发展下去。（4）丙烯氨氧化法：这种方法最早是由美国的Sohio公司研发成功的，并且于1960年建成了第一套工业化生产装置。1.3方案的选择由于丙烯是可以通过石油烃热裂解大量的廉价制得，而且这个反应又是可以一步就合成的，同

4、时这种方法的生产成本也很低，仅仅为上面三种方法的50%左右，这种方法还不需要用到氢氰酸，在生产过程中的安全性也比上面的三种方法要好的多。因此，丙烯氨氧化法现在是世界上生产丙烯腈的主要方法。1.4反应过程分析（1）丙烯氨氧化的原理丙烯氨氧化反应是一个非均相催化氧化反应:ＣＨ３ＣＨ=ＣＨ２＋ＮＨ３＋３/２Ｏ２→ＣＨ２=ＣＨＣN＋３Ｈ２Ｏ与此同时,在催化剂表面还发生如下一系列副反应。①生成乙腈(ACN)。 ＣＨ３ＣＨ=ＣＨ２＋３/２ＮＨ３＋３/２Ｏ２→３/２ＣＨ３ＣＮ＋3Ｈ２Ｏ②生成氢氰酸(HCN)。 ＣＨ３ＣＨ=ＣＨ２＋３ＮＨ３＋３Ｏ２→３ＨＣＮ＋６Ｈ２Ｏ③生成丙烯醛。 ＣＨ３Ｃ

5、Ｈ=ＣＨ２＋Ｏ２→ＣＨ２=ＣＨＣＨＯ＋Ｈ２Ｏ④生成乙醛。 ＣＨ３ＣＨ=ＣＨ２＋３/４Ｏ２→３/２ＣＨ３ＣＨＯ⑤生成二氧化碳ＣＨ３ＣＨ=ＣＨ２＋９/２Ｏ２→３ＣＯ２＋３Ｈ２Ｏ⑥生成一氧化碳。 ＣＨ３ＣＨ=ＣＨ２＋３Ｏ２→３ＣＯ＋３Ｈ２Ｏ上面的这些副反应都是比较强的放热反应，特别是深度氧化反应。在反应的过程当中，必然会生成一些副产物，上列副反应中,生成乙腈和氢氰酸的反应是主要的。CO2、CO和H2O可以由丙烯直接氧化得到,也可以由丙烯腈、乙腈等再次氧化得到。除上述副反应外,还有生成微量丙酮、丙腈、丙烯酸和乙酸等副反应。那么这样就会降低我们想要的产物的收率，这样不仅仅浪费了原料，而且也

6、会使生成的产物比较复杂，给我们接下来的分离和精制也会带来困难，那么这样也会影响产品的质量。如果我们想要提高我们的目的产物的收率，那么我们就必须减少过程中的副反应，除了要考虑设备和工艺流程合理之外，我们主要还要考虑选择比较合适的催化剂，使那些副反应能够得到抑制。(2)催化剂  丙烯氨氧化所采用的催化剂主要有两类,即Mo系和Sb系催化剂。Mo系催化剂由Sohio公司开发的C-41、C-49。Sb系催化剂由英国酿酒公司首先开发,在此基础上,日本化学公司又相继开发成功第三代的NS-733A和第四代的NS-733B。我们国家目前主要采用的催化剂是Mo系的催化剂，钼系的代表性的催化剂除了有美国

7、的Sohio公司的C-41、C-49外，还有我国的MB-82、MB-86。一般的时候，Mo-Bi是主要的催化剂，P-Ce是助催化剂，作用是能够提高催化剂活性并且能够延长催化剂的使用寿命。如果按质量计算的话，Mo-Bi占这个活性组分的绝大部分，虽然单一的MoO3具有一定的催化活性，但是它的选择性是比较差的，单一的BiO3对生成丙烯腈也没有催化活性，所以只有二者的组合才能表现出比较好的活性、稳定性和选择性。如果单独使用助催化剂P-Ce时，对这个反应不能够起到加速或者是极少