丙烯腈的生產(chǎn)運(yùn)行與操控-丙烯氨氧化法生產(chǎn)丙烯腈的工藝條件

課程:有機(jī)化工生產(chǎn)運(yùn)行與操控知識(shí)點(diǎn)：丙烯氨氧化法生產(chǎn)丙烯腈的工藝條件課程：有機(jī)化工生產(chǎn)運(yùn)行與操控知識(shí)點(diǎn)：丙烯氨氧化法生產(chǎn)丙烯腈的工藝條件一、反應(yīng)溫度低于623K時(shí)，丙烯腈少。733K丙烯腈收率的最大值為什么會(huì)下降？

溫度過(guò)高，放熱較多，反應(yīng)溫度不易控制。也會(huì)使催化劑的穩(wěn)定性降低。生產(chǎn)中通常采用在733K左右進(jìn)行操作。反應(yīng)溫度達(dá)到500℃時(shí)，有結(jié)焦、堵塞管路現(xiàn)象，且因丙烯深度氧化尾氣中CO和CO2量明顯增加，若接近或超過(guò)500℃，應(yīng)采取緊急措施(如噴水蒸氣或水)降溫。二、反應(yīng)壓力CH=CH-CH3+NH3+3/2O2→CH2=CH-CN+3H2O

熱力學(xué)分析：體積增大的反應(yīng)，降低壓力可增大反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率。動(dòng)力學(xué)分析：升高壓力會(huì)增加氣體的濃度，提高反應(yīng)速度，但副產(chǎn)物也增多。

因此，一般采用常壓操作，通常：55kPa適當(dāng)加壓只是為了克服后部設(shè)備及管線的阻力。三、接觸時(shí)間增加接觸時(shí)間，可以提高丙烯轉(zhuǎn)化率和丙烯腈收率，但過(guò)長(zhǎng)的接觸時(shí)間會(huì)使丙烯腈深度氧化的機(jī)會(huì)增大，反而使丙烯腈收率下降。同時(shí)，過(guò)長(zhǎng)的接觸時(shí)間，還會(huì)降低設(shè)備的生產(chǎn)能力，而且由于尾氣中氧含量降低而造成催化劑活性下降，故接觸時(shí)間一般為5～l0s。四、原料純度丙烯（碳二、丙烷、碳四、硫化物）無(wú)活潑的α-H，少量乙烯無(wú)影響。無(wú)影響，稀釋了濃度，作原料使用。丁烯、高級(jí)烯烴比丙烯易氧化生成甲基乙烯酮、甲基丙烯腈與丙烯腈沸點(diǎn)接近，消耗氧，造成缺氧，催化劑活性下降(<1%)硫化物的存在，會(huì)使催化劑活性降，應(yīng)預(yù)先脫除。(<0.005%)五、原料配比（1）丙烯與氨的配比（氨比）

實(shí)際投料中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氨比小于理論值1:1時(shí)，有較多的副產(chǎn)物丙烯醛生成，氨的用量至少等于理論比。但用量過(guò)多，增加了氨的消耗量，又增加了硫酸的消耗量，加重了氨中和塔的負(fù)擔(dān)。

因此，丙烯:氨＝1:1～1.2左右。（2）丙烯與氧氣的配比（氧比）

空氣不足會(huì)使催化劑缺氧而引起失活?？刂莆矚夂趿?.1%~0.5%，540℃溫度下通空氣使催化劑再生，恢復(fù)活性（短時(shí)間）?？諝膺^(guò)多，丙烯濃度下降，降低反應(yīng)速度，降低了反應(yīng)器的生產(chǎn)能力；發(fā)生深度氧化反應(yīng)，使選擇性下降；使動(dòng)力消耗增加；產(chǎn)物濃度下降，影響產(chǎn)物的回收。工業(yè)上實(shí)際采用的丙烯與氧的摩爾比為l:2～2.5，空氣比為1：9.5~12(摩爾比)。在反應(yīng)器集氣室和反應(yīng)器出料管線存在著后燃的可能性，這一情況可根據(jù)后燃點(diǎn)溫度以每秒30～60℃急劇上升來(lái)判明。后燃原因：如果催化劑被過(guò)度的還原，大量的丙烯將不能反應(yīng)，并且與空氣混合可能形成易燃物，因此反應(yīng)器出口氣中的氧含量應(yīng)該保持在要求的范圍內(nèi)(通常，1～3％)，以防止催化劑被過(guò)度的還原；若氨對(duì)丙烯的配比太低，易在催化劑床層上方燃燒的過(guò)量丙烯醛就會(huì)產(chǎn)生，因此氨對(duì)丙烯的配比也應(yīng)保持在要求范圍之內(nèi)，也就是說(shuō)所有的進(jìn)料必須是精確計(jì)量的。如果反應(yīng)器出口氣中氧的含量太高，其中的有機(jī)物就可能燃燒。（3）丙烯與水蒸氣的配比（水比）為什么要水蒸氣參加？（1）促使產(chǎn)物從催化劑表面解吸出來(lái)，避免深度氧化；（2）保證生產(chǎn)安全有利（丙烯爆炸極限2~11.1%)；（3）熱容較大，帶走反應(yīng)熱，使溫度易于控制；（4）除積炭。但水蒸氣的加入，勢(shì)必降低設(shè)備的生產(chǎn)能力，增加動(dòng)力消耗。當(dāng)催化劑活性較高時(shí)，也可不加水蒸氣。