丙烯腈反應(yīng)、回收工藝流程

有機(jī)化工生產(chǎn)技術(shù)

廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院主講：蔣艷忠2020年2月

工藝流程主要分三個(gè)部分：反應(yīng)部分，回收部分和精制部分。各生產(chǎn)裝置的工藝流程所采用的反應(yīng)器的形式各不相同，回收部分和精制部分流程也有較大差異，現(xiàn)對(duì)工藝上采用較多的工藝流程組織分別討論如下。任務(wù)三丙烯腈的生產(chǎn)工藝流程組織（一）反應(yīng)部分工藝流程的組織1.工藝流程的組織丙烯氨氧化是一種強(qiáng)放熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度又較高，工業(yè)上大多采用流化床反應(yīng)器。其工藝流程如下圖所示。原料空氣經(jīng)過過濾器除去灰塵和雜質(zhì)后，用空氣壓縮機(jī)1加壓在空氣預(yù)熱器4與反應(yīng)器出口物料進(jìn)行熱交換，預(yù)熱到537K左右，然后從流化床底部經(jīng)空氣分布板進(jìn)入流化床反應(yīng)器6。丙烯和氨分別來自丙烯蒸發(fā)器3和氨蒸發(fā)器2，先在管道中混合后，經(jīng)分布管進(jìn)入流化床。丙烯和氨混合氣的分布管設(shè)置在空氣分布板上部?？諝猓┖桶本杩刂埔欢ǖ牧髁恳赃_(dá)到工藝規(guī)定的配比要求。三種原料在反應(yīng)器中催化劑作用下進(jìn)行氧化反應(yīng)。反應(yīng)氣經(jīng)過反應(yīng)器沒旋風(fēng)分離器捕集反應(yīng)氣夾帶的催化劑粉末，之后進(jìn)入空氣預(yù)熱器4和冷卻管補(bǔ)給水加熱器5，降溫至423K左右（不能太低，太低容易發(fā)生聚合副反應(yīng)），再進(jìn)入急冷器7。為保證流化床反應(yīng)溫度穩(wěn)定，在流化床反應(yīng)器沒設(shè)置一定數(shù)量U形冷卻管，通入高壓熱水，利用水的汽化來移走反應(yīng)熱。反應(yīng)放出的熱量一小部分為反應(yīng)物料帶出，經(jīng)與原料空氣換熱和冷卻管補(bǔ)給水換熱得到回收利用；大部分是由反應(yīng)床中冷卻管導(dǎo)出，產(chǎn)生高壓過熱水蒸氣（2.8MPa左右），作為透平壓縮機(jī)的部分和精制部分的熱源。從反應(yīng)器出來的反應(yīng)氣體的組成，因所用催化劑不同及反應(yīng)條件不同而有差異。在反應(yīng)器出口的反應(yīng)氣體中，尚有少量未反應(yīng)的氨，這些氨必須出去。因?yàn)榘睘閴A性物質(zhì)，在堿性介質(zhì)中會(huì)發(fā)生一系列不希望發(fā)生的反應(yīng)，HCN的聚合，丙烯醛的聚合，HCN與丙烯醛加成為丁二腈，以及NH3與丙烯腈反應(yīng)生成H2NCH2CH2CN、NH(CH2CH2CN)2和N(CH2CH2CN)3等。生成的聚合物會(huì)堵塞管道，而各種加成反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)物丙烯腈和副產(chǎn)物HCN的損失，使回收率降低。除去氨的方法有多種，現(xiàn)在工業(yè)上均采用硫酸中和法，硫酸質(zhì)量濃度為1.5%左右。中和過程也是反應(yīng)物料的冷卻過程，故氨