丙烯腈的生产方法

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CH2=CHCN　无色有毒液体,沸点77.3℃,与水部分互溶，其蒸气和空气形成爆炸性混合物。主要由丙烯氨化氧化制得，是聚丙烯腈纤维的重要单体。
　　沿革 　第二次世界大战前夕，发现丙烯腈的共聚物可极大改善合成橡胶的耐油和耐溶剂性，丙腈烯因而开始受到重视。战争期间，德国开发了环氧乙烷和氢氰酸合成丙烯腈的氰乙醇法工艺。后来，德国法本公司又开发了乙炔和氢氰酸直接合成丙烯腈的乙炔法。在1960年以前，此法是丙烯腈的主要生产方法。其后，丙烯腈在合成纤维、树脂等方面的新应用，又促进了丙烯腈新生产方法的研究及其产量激增。1960年，美国俄亥俄标准油公司采用流化床反应器开发丙烯氨化氧化一步合成丙烯腈工艺并投入工业生产，引起了丙烯腈生产工艺的巨大变革。1983年，世界丙烯腈年产量已达3Mt,几乎全部采用丙烯氨化氧化法生产，其中索亥俄工艺即俄亥俄标准油公司的方法约占90％。
　　生产方法 　丙烯腈的生产方法有氰乙醇法、乙炔法和丙烯氨化氧化法三种。其中氰乙醇法已淘汰，乙炔法仅少数国家沿用。
　　氰乙醇法 　环氧乙烷和氢氰酸在水和三甲胺的存在下反应得氰乙醇。然后以碳酸镁为催化剂（见酸碱催化剂），于200～280℃脱水制得丙烯腈，收率约75％。

此法虽能制得高纯度丙烯腈，但氢氰酸毒性大，成本也较高。
　　乙炔法 　乙炔和氢氰酸在氯化亚酮-氯化钾-氯化钠稀盐酸溶液(见络合催化剂)的催化作用下，在80～90℃反应得丙烯腈：

HC呏CH+HCN─→CH2＝ CHCN

此法生产简单，收率良好，以氢氰酸计可达97％，但副反应多，产物精制较难，毒性也大，且原料乙炔价格高于丙烯，在技术经济上落后于丙烯氨化氧化法。
　　丙烯氨化氧化法 　丙烯氨化氧化的反应为：　

反应的主要副产物为氢氰酸、乙腈和二氧化碳。早在1949年，联合化学公司就在专利中对反应原理作了介绍，但直到俄亥俄标准油公司开发了较高效的催化剂后，此法才达到有经济价值的选择性。加之原料便宜,成本低,目前已是丙烯腈最主要的生产方法。生产上，原料气中丙烯、氨、空气之体积比为1:(1～1.2):(9.5～11.5)。原料气从底部通入流化床反应器（见图）,反应温度430～450℃、压力0.16～0.18MPa（绝对压力）,反应热用软水循环回收,发生高压蒸汽。反应后气体经洗涤、吸收、精馏等可得到高纯度丙烯腈。由于氢氰酸为剧毒物质，可就近与氢氧化钠溶液制成氰化钠，或与丙酮反应制成丙酮氰醇，用作合成甲基丙烯酸的原料。乙腈提纯后，虽可用作选择性溶剂及中间体，但用量不大，因此许多工厂常常把它烧掉。
　　丙烯氨化氧化工艺的改进在于不断开发新催化剂，从而提高丙烯腈的收率，降低乙腈的生成等。自1960年开发第一代磷-钼-铋系催化剂后,又开发了磷-钼－铋－铁系多元金属氧化物催化剂，丙烯腈收率已达到75％以上。与此同时，日本开发成功了锑－铁系催化剂，也已用于工业生产。
　　用途 　丙烯腈是一种重要的化工原料，主要用于生产聚丙烯腈纤维、 ABS树脂等工程塑料和丁腈橡胶。经过二聚、加氢制得的己二腈，是聚酰胺单体己二胺的原料。其用途分配：合成纤维约占40％～60％、树脂和橡胶约占15％～28％。此外，还有丙烯酰胺等有机产品。