丙烯腈反应器旋分,丙烯腈制备工艺流程,反应式
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1、丙烯和氨气反应机理?
反应原理
1.主、副反应
主反应
:
CH=CH-CH3
NH3
O2
→
CH2=CH-CN
3H2O
丙烯、氨、氧在一定条件下发生反应,除生成丙烯腈外,尚有多种副产物生成。
副反应:
CH2=CHCH3
3NH3
3O2
→
3HCN
6H2O
氢氰酸的生成量约占丙烯腈质量的1/6。
CH2=CHCH3
NH3
O2
→
CH3CN
3H2O
乙腈的生成量约占丙烯腈质量的1/7。
CH2=CHCH3
O2
→
CH2=CHCHO
H2O
丙烯醛的生成量约占丙烯腈质量的1/100
CH2=CHCH3
O2
→
3CO2
3H2O
二氧化碳的生成量约占丙烯腈质量的1/4,它是产量最大的副产物。
上述副反应都是强放热反应,尤其是深度氧化反应。在反应过程中,副产物的生成,必然降低目的产物的收率。这不仅浪费了原料,而且使产物组成复杂化,给分离和精制带来困难,并影响产品质量。为了减少副反应,提高目的产物收率,除考虑工艺流程合理和设备强化外,关键在于选择适宜的催化剂,所采用的催化剂必须使主反应具有较低活化能,这样可以使反应在较低温度下进行,使热力学上更有利的深度氧化等副反应,在动力学上受到抑制。
2.催化剂
工业上用于丙烯氨氧化反应的催化剂主要有两大类,一类是复合酸的盐类(钼系),如磷钼酸铋、磷钨酸铋等;另一类是重金属的氧化物或是几种金属氧化物的混合物(锑系),例如Sb、Mo、Bi、V、W、Ce、U、Fe、Co、Ni、Te的氧化物,或是Sb—Sn氧化物,Sb—U氧化物等。
我国目前采用的主要是第一类催化剂。钼系代表性的催化剂有美国Sohio
公司的C-41、C-49及我国的MB-82、MB-86。一般认为,其中Mo—Bi是主催化剂,P—Ce是助催化剂,具有提高催化剂活性和延长催化剂寿命的作用。按质量计,Mo—Bi占活性组分的大部分,单一的MoO3虽有一定的催化活性,但选择性差,单一的Bi03对生成丙烯腈无催化活性,只有二者的组合才表现出较好的活性、选择性和稳定性。单独使用P—Ce时,对反应不能加速或极少加速,但当它们和Mo—Bi配合使用时,能改进MO—Bi催化剂的性能。一般来说,助催化剂的用量在5%以下。载体的选择也很重要,由于反应是强放热,所以工业生产中采用流化床反应器。流化床反应器要求催化剂强度高,耐磨性能好,故采用粗孔
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