文档介绍：10 万吨/年丙烯腈生产概念
设计
课程名称:化工过程分析与设计
课程代码:S0817083
任课教师:李秀喜副研究员
年级:07 硕
姓名:何淑漫陈楚敏
院系专业:化工与能源学院化学工程
课程论文提交时间:2008年3月
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1 丙烯腈概述
丙烯腈简介
丙烯腈是一种重要的有机合成单体,在丙烯产品系列中居第二,仅次于聚丙烯,是三大
合成材料(纤维、橡胶、塑料)的重要化工原料,主要用来生产聚丙烯腈纤维(腈纶)、丙烯腈-
丁二烯-苯乙烯(ABS)塑料、苯乙烯(AS)塑料、丙烯酰胺等。丙烯腈在合成纤维、合成树
脂等高分子材料中占有显著地位,应用前景广阔。除此之外,丙烯腈聚合物与丙烯腈衍生物
也广泛应用于建材及日用品中。
丙烯腈物化性质
丙烯腈物理性质
性状:无色或淡黄色液体,有特殊气味
分子量:
沸点:℃
冰点:- ℃
生成热: kJ/mol(25℃)
燃烧热: kJ/mol
聚合热: kJ/mol
蒸汽压:(20℃)
闪点:0℃
自燃点:481℃
爆炸极限:在空气中 %~17%(体积)
油水分配系数:辛醇/水分配系数的对数值为-
毒性:剧毒,毒作用似氢氰酸
溶解性:溶于丙酮、苯、四氯化碳、乙醚、乙醇等有机溶剂,微溶于水
丙烯腈化学性质
丙烯腈由于分子结构带有C=C 键,所以化学性质非常活泼,可
以发生加成、聚合、腈基及氢乙基化等反应。
聚合反应和加成反应都发生在丙烯腈的C=C 双键上,纯丙烯腈在光的作用
下能自行聚合,所以在丙烯腈成品及丙烯腈生产过程中,通常要加少量阻聚剂,
如对苯酚甲基醚(阻聚剂MEHQ)、对苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等。除发
生自聚外,丙烯腈还能与苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、丙烯酰胺等发生共聚反应,
由此可制得合成纤维、塑料、涂料和胶粘剂等。丙烯腈经电解加氢偶联反应可以
制得已二腈。氰基反应包括水合反应、水解反应、醇解反应等,丙烯腈和水在铜
催化剂存在下,可以水合制取丙烯酰胺。
氰乙基化反应是丙烯腈与醇、硫醇、胺、氨、酰胺、醛、酮等反应;丙烯腈
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和醇反应可制取烷氧基丙胺,烷氧基丙胺是液体染料的分散剂、抗静电剂、纤维
处理剂、表面活性剂、医药等的原料。丙烯腈与氨反应可制得1,3 丙二胺,该
产物可用作纺织溶剂、聚氨酯溶剂和催化剂。
丙烯腈的用途
丙烯腈主要用于生产腈纶纤维,世界上其所占比例约为 55%。我国用于生产
腈纶的丙烯腈占 80%以上。腈纶应用十分广泛,是继涤纶、尼龙之后的第 3 个大
吨位合成纤维品种。
其次,是用于 ABS/AS 塑料。由丙烯腈、苯乙烯和丁二烯合成的 ABS 塑料
和由丙烯腈与苯乙烯合成的 AS 塑料是重要的工程塑料。因该产品具有高强度、
耐热、耐光和耐溶性能较好等特点,今后 10 年其需求量将大幅增长。
与丁二烯共聚制丁腈橡胶也是丙烯腈的主要用途之一。丁腈橡胶应用比例约
占 4%,年增长在 1%以上,主要用于汽车行业。
丙烯腈也是重要的有机合成原料。丙烯腈经催化水合可制得丙烯酰胺,经电
解加氢偶联可制得己二腈,丙烯酰胺主要用于纸张、废水处理、矿石处理、油品
回收、三次采油化学品方面,其需求量以年均 2%的速率增长。己二腈只用于生
产乌落托品,年增长率为 4%。
此外,丙烯腈还可用来生产谷氨酸钠、医药、高分子絮凝剂、纤维改性剂、
纸张增强剂等[1]。
2 市场调研
国际现状
世界丙烯腈生产能力由 2001 年 595 万t减少到 2003 年的 580 万t· a-1,2004
年达到 万t·a-1。近年来,全球丙烯腈生产向亚洲转移,发达国家丙烯腈市
场呈萎缩现象,一些公司纷纷关闭最差的生产线。2005 年世界丙烯腈产能为 614
万t·a-1,产量达到 524 万t,略高于 2004 年的 万t,装置开工率超过 85%,
低于 2004 年的 90%。世界丙烯腈生产能力主要分布情况:美国 万t·a-1,
中国 110 万t·a-1,日本 万t·a-1,韩国 万t·a-1,中国台湾 ·a-1,
东欧及俄罗斯 万t·a-1,德国 万t·a-1,英国 万t·a-1,荷兰 万
t·a-1。全球丙烯腈生产量由 2001 年 485 万t增加到 2002 年 495 万t,2004