第七章_催化氧化 (第三节).ppt

3、反应条件的影响（工艺条件） 3） 反应温度 a、 T 350℃，几乎无氨氧化反应发生 b 、存在一个最佳T，高于最佳T，各产物收率均下降 c、 最佳T：低活性T最佳＝470℃；高活性T最佳＝440℃ 4）接触时间 气固相催化反应，表面进行。与活性、选择性、反应器的类型、温度都有关。 流化床：适宜的τ＝5～10 S 固定床：2～4 S 3、反应条件的影响（工艺条件） 5）反应压力 压力增加，选择性下降，收率降低，生产一般不宜加压，一般常压下操作，55KPa。 反应过程特点 ☆气、固相反应 ☆反应热效应较高 气态原料和固体催化剂之间接触良好 及时移走反应热以控制适宜的反应温度 工业上常用的气固相催化反应器有两种形式，固定床反应器和流化床反应器。 4、反应器及工艺流程 * 气固相催化反应器的基本类型 ? 按催化剂流动状态分：固定床、流化床 ? 按移热（供热）方式分：绝热式、连续换热式和多段换热式（原料气冷激和非原料气冷激） ? 按反应器结构分：单段绝热式、多段绝热式、列管式 流体在固定床内的流动特性 固体催化剂颗粒堆积起来所形成的固定床层静止不动，气体反应物自上而下流过床层，进行反应的装置称作固定床反应器。 固定床列管式反应器 管数：数百～万根以上；管内装填cat；管间走载热体 优点：cat磨损少，流体在管内接近活塞流，推动力大，cat生产能力高。 反应器结构复杂；传热差，需大的传热面积，T不易控制，易飞温；原料气须充分混合后再进入反应器，对原料气的组成要受到爆炸极限的限制。 原料气通过静止的催化剂床层发生反应，反应热由管外载热体移出。载热体多采用熔盐（硝酸钾、亚硝酸钠和少量的硝酸钠的混合物）。 流化床反应器 ①固体cat与气体之间接触面大，气固间传热速率快，床层T分布均匀，T易控制，不易飞温②床层与冷却管壁之间传热导数大，需传热面小③合金钢材消耗少，反应器成本低缺点：①cat易磨损，损耗大，成粉状，易随气体损失并污染产品 ②床内气体返混大，推动力小，使反应速度小 ③气体通过床层时，有大气泡产生，使气固接触不良对温度敏感的氧化反应（强放热或原料比受爆炸极限限制）； 流化床反应器 扩大段 分离段 浓相段 锥底 实践操作 1）合成部分分析 丙烯氨氧化反应制丙烯腈工艺流程 工艺流程分三部分——合成部分；回收部分；精制部分 ① 反应是一强放热过程，为将反应过程中所放出的热量及时排出,采用流化床反应器，并利用U型冷却管取走反应热量，以控制反应器温度。 ② 为防止形成可燃性的混合物，丙稀、氨、氧、水分别送入流化床反应器； ③ 丙烯腈氨氧化反应的转化率与反应器的温度与催化剂密切相关，选择适宜的催化剂。 ④ 利于反应的引发，反应的进料需要一定的温度，因此进料应设预热器。 2）回收部分分析 丙烯氨氧化反应制丙烯腈工艺流程 工艺流程分三部分——合成部分；回收部分；精制部分 一是在常温常压下为气体，如未反应完的丙烯、氨、氧气等，副反应产生的CO2、CO； 二是在常温常压下为液体，如主产物丙烯腈，副产物乙腈，氢氰酸以及水 1）丙烯腈与气体的分离；采用急冷过程，对反应气冷凝，可将丙烯腈与气体分离。 2）丙烯腈与氢氰酸的分离；沸点差异，77.3℃, 25.7 ℃, 用普通的蒸馏方法分离。 2）回收部分分析 丙烯氨氧化反应制丙烯腈工艺流程 工艺流程分三部分——合成部分；回收部分；精制部分 反应器顶部出来什么？一是在常温常压下为气体，如未反应完的丙烯、氨、氧气等，副反应产生的CO2、CO； 设置中和塔，采用硫酸中和法除去氨；完全吸收，硫酸过量10%，PH值5.5-6.0。 反应气组成中还含有易溶于水的有机物和不溶或微溶于水的惰性气体，可以用水吸收法将其分离。 2）.回收部分（三塔）： 塔顶废气N2、CO、CO2 水吸收塔 油相粗丙烯腈去精制 塔底液 塔顶液 沉降槽 水相回流至萃取塔 急冷器中部液 萃取精馏塔 塔釜液 乙腈解析塔 得粗乙腈 溶于水 丙烯腈、氢氰酸、乙腈、丙烯酸 1）丙烯腈与氢氰酸的分离；沸点差异，77.3℃, 25.7 ℃, 用普通的蒸馏方法分离。 2）丙烯腈与水分离；丙烯腈和水能形成共沸混合物，共沸点为71℃，将