丙烯氨氧化制丙烯腈新工藝-資料下載頁
2025-06-26 02:16本頁面
【正文】 發(fā),丙烯腈催化劑已發(fā)展到第5代。在鉬系催化劑中,鉬鉍鐵系催化劑已占主導(dǎo)地位,而銻系催化劑中留有銻鐵系和銻鈾系催化劑。其中,約90% 的丙烯腈工業(yè)裝置使用的是鉬鉍鐵系催化劑,只有少數(shù)工廠使用銻鐵系和銻鈾系催化劑。中國、美國和日本的已工業(yè)化催化劑的丙烯腈單程收率達(dá)到80% 以上,處于國際領(lǐng)先水平。 展望經(jīng)過國內(nèi)外研究者幾十年不懈的努力, 丙烯氨氧化催化劑不論在其活性、選擇性、使用壽命還是其抗耐磨性等諸多方面都取得了長足的進(jìn)步, 獲得了大量研究成果。然而, 作為一類如此復(fù)雜的催化劑體系, 仍有繼續(xù)進(jìn)行研究和開發(fā)的空間。（1）加大對丙烯氨氧化反應(yīng)機(jī)理的深入研究, 只有對反應(yīng)機(jī)理有了更清楚的認(rèn)識才能設(shè)計(jì)和開發(fā)出更好的催化劑體系。 Redox機(jī)理：機(jī)理研究還表明, 丙烯氨氧化過程遵循Redox循環(huán)機(jī)理, 即參與的氧種是催化劑中的晶格氧, 活性相本身被還原, 氣相氧通過吸附、解離和遷移不斷補(bǔ)充被消耗掉的晶格氧, 使催化劑再生, 完成一個(gè)Redox 循環(huán)。丙烯氨氧化反應(yīng)所需的氧來自晶格氧,即真正參與反應(yīng)的是催化劑中的晶格氧,反應(yīng)物中的氧只起間接氧化作用,在反應(yīng)過程中消耗掉的晶格氧由氣相氧進(jìn)行補(bǔ)充,通過氣相氧的氧化使處于還原態(tài)的催化劑再生,由此完成一個(gè)氧化還原循環(huán)過程,即所謂的“redox 反應(yīng)機(jī)理”。因此,晶格氧的移動(dòng)性與催化劑的耐還原性和活性關(guān)系很大。根據(jù)這一點(diǎn),催化劑組成中應(yīng)包含氧化/還原對(如: Fe2+ /Fe3+ , Ce3+ /Ce4+ )。烴類晶格氧選擇氧化的概念，即用可還原的金屬氧化物的晶格氧作為烴類氧化的氧化劑，按還原氧化（Redox）模式，在提升管反應(yīng)器中烴分子與催化劑的晶格氧反應(yīng)生成氧化產(chǎn)物，失去晶格氧的催化劑被輸送到再生器中用空氣氧化到初始高價(jià)態(tài)，然后送入提升管反應(yīng)器中再進(jìn)行反應(yīng)。晶格氧選擇氧化反應(yīng)是在沒有氣相氧分子的條件下進(jìn)行的，可避免氣相和減少表面的深度氧化反應(yīng)，提高反應(yīng)的選擇性，可不受爆炸極限的限制提高原料濃度，使反應(yīng)產(chǎn)物容易分離回收，是控制氧化深度、節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的綠色化學(xué)工藝。（2）高負(fù)荷催化劑催化劑負(fù)荷是指每噸催化劑每小時(shí)能處理的丙烯量(簡稱WWH)。現(xiàn)用的催化劑, 雖然種類有所不同, 但WWH值基本相同, ～ 。 ～ h1 。確定了WWH值和丙烯投料量, 即可算出反應(yīng)器所需催化劑的數(shù)量。由于市場及效益的問題，各丙烯腈工廠都采取了擴(kuò)能改造，～ 倍，如果開發(fā)高負(fù)荷催化劑來解決反應(yīng)器擴(kuò)能瓶頸， ，不僅能很好地滿足現(xiàn)有的擴(kuò)能問題，而且反應(yīng)器的生產(chǎn)能力還可再提高10％～20％。上海石油化工研究院近期在開發(fā)的SAC2005 催化劑就是高負(fù)荷催化劑，在WWH 下，丙烯腈收率仍能穩(wěn)定保持在78％以上。（3）減少污染物生成丙烯氨氧化過程會(huì)產(chǎn)生許多污染嚴(yán)重的廢棄物隨著環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高,人們對丙烯腈合成后的無氨工藝越來越關(guān)注。氨作為反應(yīng)物之一參與丙烯腈合成反應(yīng)后,殘留一定量的未反應(yīng)氨隨反應(yīng)產(chǎn)物一道進(jìn)入反應(yīng)器以后的流程,因此,工業(yè)生產(chǎn)中反應(yīng)流出物要先經(jīng)氨中和塔,用硫酸噴淋的方法除去產(chǎn)物中的未反應(yīng)氨,以免給隨后的回收系統(tǒng)的操作帶來麻煩。盡管經(jīng)回收可得到硫銨,但由于結(jié)晶硫銨中的氰化物含量一般難以降低到使用標(biāo)準(zhǔn),作為化肥又易引起土地板結(jié),應(yīng)用價(jià)值不大。而且硫酸也是重要的化工原料,加上能量損耗等諸多因素,可以說回收硫銨弊大于利。因此人們希望研制出氨轉(zhuǎn)化率高的催化劑,或者結(jié)合反應(yīng)器的改進(jìn),盡量減少甚至消除未反應(yīng)氨,這樣可減少硫酸用量甚至不用硫酸,改善丙烯腈生產(chǎn)中的三廢污染,實(shí)現(xiàn)所謂的“清潔工藝”。可能的話,甚至可以取消中和塔,簡化丙烯腈合成工藝流程。美國BP公司專利報(bào)道了高氨利用率的催化劑,其它公司也有報(bào)道，專利號US 4 192 77US 5 175 33US 5 235 08 US 5 212 13US 3 928 40US 3 969 390等。黃仲九，::126155趙震，張惠民，徐春明，邵靜，丙烯氨氧化催化劑研究進(jìn)展[J] .,22(2)張沛存，丙烯氨氧化合成丙烯腈的反應(yīng)機(jī)理及其應(yīng)用[J].,37(1):2125[J].,36(6):14 [J].,26(10):1410[J].石油化工,1998,27(2):139140參考文獻(xiàn)]12
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