内容发布更新时间 : 2025/1/8 14:13:56星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

北京化工大学北方学院毕业设计—文献综述

料，通过氧化生产丙烯腈，副产乙腈和氢氰酸。该法原料易得、工序简单、操作稳定、产品精制方便，经过近40 年的发展，技术日趋成熟。[7]目前主要技术改进集中在催化剂、流化床反应器以及节能降耗等方面。

目前丙烯腈的合成路线主要有以上两种，其中，丙烯氨氧化法的技术相对丙烷氨氧化法来说比较成熟，经思考，我决定采用丙烯氨氧化法中的Sohio法进行模拟与设计。

丙烯腈氧化法的优点如下：

(1)丙烯是目前大量生产的石油化学工业的产品，氨是合成氨工业的产品，这两种原料均来源丰富且价格低廉。

(2)工艺流程比较简单，经一步反应便可得到丙烯腈产物。

(3)反应的副产物较少，副产物主要是氢氰酸和乙腈，都可回收利用，而且丙烯腈成晶纯度较高。

(4)丙烯氨氧化过程系放热反应，在热平衡上很有利。 (5)反应在常压或低压下进行，对设备无加压要求。

(6)与其他生产方法如乙炔与氢氰酸合成法，环氧乙烷与氢氰酸合成法等比较，可以减少原料的配套设备（如乙炔发生装置和氰化氢合成装置）的建设投资。 四 、环境保护和安全措施

4.1 丙烯腈生产中的废水和废气及废渣的处理

丙烯腈装置的废水来源主要是反应生成水和工艺过程用水。因反应条件和采用的催化剂不同,各主、副反应物的单程收率不会一样,生成水量也会有所差别。通常合成1t丙烯腈产生1.5～2.0 m\\+3反应生成水。工艺过程用水包括分离合成产物过程用的吸收水和萃取水,反应器用的稀释蒸气(有些催化剂不用),和蒸馏塔用的直接蒸气(最终冷凝成水)。在提纯丙烯腈、乙腈、氢氰酸的加工过程中需将水分离、排放。这些排放水中有含氰毒物、聚合物、无机物(硫酸铵、催化剂粉尘等),在排放前都需要经过处理。例如,氨中和塔釜液经废水塔处理后,含丙烯腈100～300 mg/l,乙腈100～200 mg/l,氢氰酸1000～1500 mg/l,化学需氧量20000～30000 mg/l,总有机物含量达5%(w)。来自乙腈精制系统及清洗设备的废碱液中,含乙腈1.0～1.5%(w),氢氧化钠2.0～2.5%(w),其它物质1.5～2.0%(w)。[4]

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丙烯睛装置的三废中废渣主要废催化剂，目前国内尚无回收装置，均采用掩埋处理。废气主要是吸收塔放空气，如果原料丙烯纯度较高，烃含量低，放空气可直接排入大气。废水可采用浊清分开处理方法，含有机物高的废水去焚烧炉焚烧，含有机物低的废水经化学和生化处理达到排放标准后进行排放，使整个装置的三废排放达到国家标准。

4.2生产安全及防护措施

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、进食和饮水。工作毕，彻底清洗。单独存放被毒物污染的衣服，洗后备用。车间应配备急救设备及药品。作业人员应学会自救互救。

工艺流程中安全防护措施：丙烯氨氧化法的生产工序主要有氧化和回收精制。丙烯与氨按一定比例混合送入氧化反应器，由分布器均匀分散到催化剂床层中。空气按一定比例从反应器底部进入，经分布板向上流动，与丙烯、氨混合并使催化剂床层流化。丙烯、氨、空气在440～450℃和催化剂的作用下生成丙烯腈。反应生成热由高压冷却水管产生高压蒸汽移出；反应气体中的过量氨在中和塔上部与硫酸中和生成硫酸铵被回收；反应气体中的丙烯腈和其它有机产物在吸收塔被水全部吸收下来；吸收塔液中的乙腈在回收塔被分离出来；回收塔液中的氢氰酸在脱氢酸塔蒸出回收；在成品塔将水和易挥发物脱除得到高纯度的丙烯腈产品。

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结论

通过以上文献综述知道，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等膈成纤维、杀虫剂、抗水剂、粘合剂等。

在本次年产6万吨丙烯腈的合成工艺设计中发现，国内需求与现有生产能力仍有一定差距，丙烯腈在国内拥有广阔的市场和发展潜力。本次设计所采用的工艺，是比较成熟的丙烯氨氧化法技术（又称sohio 法）。从整个工艺上来看，在技术上没有太大的突破，主要的研究方向在于提高丙烯腈的收率、降低能耗、减少污染物排放。提高工艺的经济效率的关键在于提高催化剂的效率，目前催化剂的转化率在80%左右，如果能找到一个高选择性的催化剂，就可以进一步提高丙烯腈的收率。

本设计在很多方面都只是进行了粗浅的设计，而因为学识的不够，并没有进行深入的探讨，要进一步完善该工艺、进一步提高工艺的经济性，期望从以下几个方面来取得突破：

第一，结合工艺指标对流化床催化剂进行设计，开发出更加经济的新型催化剂。

第二，萃取吸收塔的结构设计，包括塔板、填料以及塔顶塔釜的细节设计。可以进一步提高精制效率，从而降低精制成本。

第三，对整个生产工艺进行全局优化布置，包括能量综合利用系统和水综合利用的网络布置，提高能源的综合利用。

然而随着技术的发展，丙烷氨制取丙烯腈的工艺也逐渐受到人们的重视。由于丙烷有很大的价格优势，因此这方面的研究也比较多。如果能开发出合适的催化剂，必将取代现有的丙烯氨氧化法。

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参考文献

[1] 钱伯章,朱建芳.丙烯腈生产的国内外市场分析[J]. 江苏化工. 2007

[2] 罗保军等，丙烯腈的生产现状与发展前景，化工科技市场，2003 [3] 杨锦宗编著，工业有机合成基础，北京：中国石化出版社，1998， [4] 崔克清，陶刚编著，《化工工艺及安全》，北京：化学工业出版社，2004，

[5] 高会元. 丙烯腈市场前景展望[J]. 现代化工, 2001, [6] 洪汇. 丙烯腈流化床反应器评述[J]. 石油化工, 1998, [7] 关兴亚. Sohio氨氧化法丙烯腈新工艺的探讨[J]. 合成纤维工业, 1981,

[9] 王化国. 丙烯氨氧化法合成丙烯腈的反应机理[J]. 合成纤维工业, 1981,

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