化工工艺学催化氧化课件

第四章催化氧化

----醋酸及丙烯晴的生产

第四章催化氧化1主要内容第一节：概述第二节：催化氧化原理第三节：醋酸的生产第四节：丙烯晴的生产第四章催化氧化2第一节概述一、催化氧化在有机化工中的应用★二、催化氧化形式：反应物直接引入氧；脱氢加氧；氧化脱氢；两反应物共同失去氢、氢氧化为水；降解氧化。三、催化氧化反应共性：强放热反应—飞温、爆炸；不可逆性，kp大；多途径氧化性—一个原料多个产品；易爆性—需在爆炸极限外反应。第四章催化氧化3第二节催化氧化原理一、均相催化自氧化反应1.原理（机理）：

自由基链式反应2.催化剂：主催化剂:醋酸钴；丁酸钴；醋酸锰等促进剂：有机含氧物，已醛等；溴化物，溴化氨、四溴乙烷等3.影响因数

杂质含量；反应温度；空速；溶剂；转化率第四章催化氧化5催化氧化原理二、非均相催化氧化反应1.定义：气态有机原料在固态Cat存在下，以气态氧做氧化剂氧化为有机产品的过程。2.原料：烯烃；芳烃；醇类；烷烃3.特点：反应过程复杂传热过程复杂第四章催化氧化64.非均相催化氧化反应类型：烯烃环氧化烯丙基氧化烯基氧化偶联芳烃催化氧化烷烃催化氧化醇类催化氧化第四章催化氧化7乙酸是用途极为广泛的有机酸,主要用于生产乙酸乙烯、乙酸酐、对苯二甲酸(ＰＴＡ)、聚乙烯醇、乙酸乙酯/丁酯等酯类、乙酸盐类、氯乙酸和乙酸纤维素等。乙酸也用于医药、农药、染料、涂料、合成纤维、塑料和粘合剂等行业。我国乙酸主要用途全球乙酸消费构成质量指标2.乙酸主要用途

第四章催化氧化9二、生产方法丁烷液相氧化法；甲醇羰基合成法；乙醇-乙醛氧化法；乙烯-乙醛氧化法不同生产方法比较第四章催化氧化10三、乙酸生产规模乙酸是十分重要的基本有机原料,目前全世界的生产能力已近900万ｔ/ａ,产量约700万ｔ/ａ。我国乙酸生产能力达到135万ｔ/ａ,约占世界的15%,产量约占世界产量的143%,达到97万ｔ/ａ左右。2002我国乙酸主要生产厂.目前世界最大的单套乙酸生产装置已达100万ｔ/ａ,其次是675万ｔ/ａ。而我国目前最大的生产厂是吉化公司21万ｔ/ａ(多套)。单套最大是四川扬子江为18万ｔ/ａ,与国际大公司相比还有很大距离。第四章催化氧化11五、工艺流程及主要设备

工艺流程图

主要设备图

国内生产综述

第四章催化氧化13第四节丙烯腈的生产一、性质用途1.物理性质：常温常压：液态,刺激性臭味;沸点：77.3℃;有毒：氢氰酸的十分之一。丙烯腈（AN）是一种易燃、剧毒、有苦杏仁味的无色液体，它具有高极性，可同大多数有机溶剂互溶2.化学性质：双键，三键（氰基）。加成，水解，聚合，醇解。第四章催化氧化143.丙烯腈用途以丙烯腈为原料可生产腈纶（丙烯腈纤维），丁腈橡胶（NBR）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂（ABS）和苯乙烯-丙烯腈树脂（SAN）等。丙烯腈主要用于生产腈纶，约占50%，其次是ABS/SAN、己二腈和聚丙烯酰胺等。丙烯腈质量指标

我国市场情况

2000年丙烯腈生产能力约44.2万吨/年，产量39.7万吨，消费55万吨，预测2005年消费86万吨。第四章催化氧化15三、生产原理1.主反应：

C3H6+NH3+1.5O2→CH2=CH-CN+3H2O+512.9KJ/mol2.副反应：

C3H6+3NH3+3O2→3HCN+6H2O+Q

占BXQ

1/6

2C3H6+3NH3+3O2→3CH3CN+3H2O+Q

占BXQ

1/7C3H6+O2→CH2=CH-CHO+H2O+Q

占BXQ

1%C3H6+4.5O2→3CO2+3H2O

+Q

占BXQ

½3.催化剂：

主-钼铋氧化物；助-磷铁钴镍钾氧化物第四章催化氧化17四、工艺条件选择原料配比（mol比）

氨/丙烯=1.1:1丙烯/空气=1:12丙烯/水蒸气=1:3(稀释、载热、除碳)反应温度450~470℃反应压力0.04~0.1MPa接触时间5~10s第四章催化氧化18五、工艺流程主要设备工艺流程示意图反应-回收工艺流程图粗丙烯晴精制工艺流程图主要设备----反应器图第四章催化氧化19自由基链式反应第四章催化氧化21反应温度：70-75反应时间：3hX乙醛：97%第四章催化氧化22氧化反应器

第四章催化氧化23工艺流程示意图第四章催化氧化25工艺流程图1第四章催化氧化26第四章催化氧化29第四章催化氧化30第四章催化氧化31第四章催化氧化32目前世界乙酸的主要生产方法是甲醇羰基合成法(ＯＸＯ法),约占世界乙酸生产能力的60%以上。此法是1960年由德国ＢＡＳＦ公司首先建设了第一套高压法乙酸生产装置。由于设备要求高,原材料和动力消耗大,未能广泛推广。1968年美国孟山都公司在高压法基础上成功地开发了低压ＯＸＯ工艺,并于197