学习情境6-丙烯腈生产运行控制.ppt

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1、学习情境6丙烯腈生产运行控制了解丙烯腈产品性质、用途和工业生产方法；了解丙烯腈生产中主要设备的结构、控制方法及三废治理、安全卫生防护；理解丙烯腈生产过程的原理及工艺参数条件分析方法；掌握丙烯腈生产工艺过程分析及工艺流程图的阅读。教学目标工作任务1丙烯腈产品认识及合成路线的选择一、丙烯腈的性质、产品规格、用途丙烯腈英文简写为CAN；化学分子式：CH2=CH-CN；结构式，CH2=CH-CN；丙烯腈在常温下是无色或淡黄色液体，有特殊气味和刺激味，剧毒，其毒性大约为氢氰酸毒性的十分之一，能灼伤皮肤，低浓度时刺激粘膜，长时间吸入其蒸气能引起恶心，呕吐、头晕、疲倦

2、等，因此在生产、贮存和运输中，应采取严格的安全防护措施，工作场所内丙烯腈允许浓度为2mg/L。微溶于水，易溶于一般有机溶剂；遇火种、高温、氧化剂有燃烧爆炸的危险，其蒸汽与空气混合物能成为爆炸性混合物，在空气中的爆炸极限为3.1%-17%（体积）；沸点为77.3℃，自燃点为481℃；可溶于丙酮、苯、四氯化碳、乙醚和乙醇等有溶剂；微溶于水。丙烯腈与水的相互溶解度温度，℃水在丙烯腈中的溶解度（质量），%丙烯腈在水中的溶解度（质量），%02.107.15102.557.17203.087.30303.827.51404.857.90506.158.41607.6

3、59.10709.219.908010.9511.10丙稀腈由于分子结构带有C＝C双键及C－N键，所以化学性质非常活泼，可以发生加成、聚合、腈基及氢乙基化等反应。聚合反应和加成反应都发生在丙稀腈的C＝C双键上，纯丙稀腈在光的作用下能自行聚合，与强碱（NaOH）混和时，聚合十分剧烈，大量放热，易爆炸；除发生自聚外，丙稀腈还能与苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、丙稀酰胺等发生共聚反应，由此可制得合成纤维、塑料、涂料和胶粘剂等。丙稀腈经电解加氢偶联反应可以制得己二腈。氰基反应包括水合反应、水解反应、醇解反应等，丙稀腈和水在铜催化剂存在下，可以水合制取丙稀酰胺。丙烯腈的

4、化学性质丙烯腈的用途它是重要的基本有机原料之一，它与丁二烯共聚生成丁腈橡胶，是三大合成材料的重要单体；丙烯腈用来生产聚丙烯腈纤维(即腈纶)，质地柔软，类似羊毛，俗称“人造羊毛”。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)、与丁二烯生产的丁腈橡胶具有良好的耐油、耐寒、耐溶剂等性能，是现代工业最重要的橡胶，应用十分广泛。丙烯腈主要用于生产聚丙烯腈纤维、碳纤维、ABS塑料、AS塑料和生产腈纶纤维（PAN）、丁腈橡胶、涂料和粘合剂丙烯酰胺、聚丙烯酸酯由此可制得各种合成。丙烯腈的用途二、丙烯腈的生产方法1960年以前，丙烯腈的生产方法有三种。(1)环氧乙烷法以环氧乙烷与

5、氢氰酸为原料，经两步反应合成丙烯腈。环氧乙烷和氢氰酸在水和三甲胺的存在下反应得氰乙醇。然后以碳酸镁为催化剂，于200～280℃脱水制得丙烯腈，收率约75％。此法虽能制得高纯度丙烯腈，但氢氰酸毒性大，成本也较高。(2)乙醛法乙醛已能由乙烯大量廉价制得，生产成本比上述两法低，按理应有发展前途，但也因丙烯氨氧化法的工业化，本法在发展初期就夭折了。(3)乙炔法乙炔和氢氰酸在氯化亚酮-氯化钾-氯化钠稀盐酸溶液的催化作用下，在80～90℃反应得丙烯腈：此法生产简单，收率良好，以氢氰酸计可达97％，但副反应多，产物精制较难，毒性也大，且原料乙炔价格高于丙烯，在技术经济

6、上落后于丙烯氨化氧化法。由于上述三种方法均需采用剧毒的氢氰酸作原料，生产成本高，毒性大，限制了丙烯腈的发展。环氧乙烷法纯度较高原料不易得，价格昂贵乙炔氢氰酸法工艺简单分离较困难流化床丙烯氨氧化法便宜易得工艺流程简单产品纯度高-----1959年开发成功了丙烯氨氧化—步合成丙烯睛的新方法。CH=CH-CH3+NH3+3/2O2→CH2=CH-CN+3H2O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，迅速推动了丙烯腈生产的发展，成为世界各国生产丙烯腈的主要方法。三、丙稀

7、腈的国内外生产状况---世界状况2003年丙稀腈世界主要生产国的生产能力（万吨）国家生产能力，万吨美国189.7德国44.0日本85.6中国75.4韩国37.02000年全球丙稀腈消费结构为腈纶占54.5%、ABS/AS占25％、丁腈橡胶与乳胶占5％、其它占15.5％。目前，美国是丙稀腈最大的出口国，西欧的丙烯腈市场长期处于不景气的状态，亚洲的丙烯腈需求量持续攀升，其中，中国和韩国是丙烯腈的两个主要进口国。丙烯腈的国内外生产状况---国内状况从国外引进8套装置，全部采用美国BP公司技术1988年产量仅为80.5kt，2000年国内产量约为400kt，年均

8、增长率约为14.3%，2003年我国丙稀腈生产能力达到754kt/a目前，丙稀腈