[发明专利]以丙烷为原料制备丙烯腈的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种以丙烷为原料制备丙烯腈的方法。

背景技术                          

丙烯睛是基本有机化工的重要产品，主要作为合成纤维原料，也是合成橡胶、合成树脂和有机合成工业的重要原料。目前丙烯氨氧化法为常见的生产丙烯腈的方法。研究、开发由廉价且尚待合理利用的丙烷不经裂解或脱氢成丙烯，而直接氨氧化制备丙烯腈是具有开拓性的研究课题。21世纪石油化工原料将可能转向更廉价的天然气类烷烃为主，因而，原料路线由烯烃向烷烃的转移将是新世纪石油化工技术研究开发的重点之一。为利用偏远地区的天然气资源, 不通过裂解或脱氢制取烯烃而使烷烃活化直接生产化学品中间体的工艺正在加快开发。研发的进展有C2 ~ C4烷烃部分氧化；乙烷部分氧化为醋酸；乙烷部分氧化为醋酸乙烯；丙烷部分氧化为丙烯酸；丙烷部分氧化为丙烯醛；异丁烷部分氧化为甲基丙烯酸和异丁烯醛；丁烷部分氧化为顺酐。丙烯腈主要生产路线是在多组分催化剂(含钒、锑)作用下丙烯经流化床氨氧化反应生成丙烯腈，同时副产氢氰酸, 氢氰酸可用作甲基丙烯酸甲酯的原料。反应速率受丙烯限制。采用丙烷为替代原料，可降低原材料费用。由丙烷氨氧化直接生产丙烯腈关键在于开发使丙烷活化的催化剂(钒/锑氯化物)，丙烯腈收率可望达到约55%。

由于现有技术以丙烯为原料，来源具有相当的不确定性，所以研究丙烷制造丙烯腈具有很重要的现实意义。另外使用丙烷制造丙烯腈可大大降低成本，因为丙烷的价格远远低于现在制造丙烯腈所用的丙烯的价格。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种以丙烷为原料制备丙烯腈的方法。

本发明以丙烷为原料制备丙烯腈的方法是通过下述的技术方案来实现的：

以丙烷为原料制备丙烯腈的方法，包括下述的步骤：

将丙烷和氨气通过蒸汽通入到反应釜中，反应生成丙烯腈，未反应的氨吸收。

上述的丙烷和氨气通过蒸汽通入到反应釜中，反应时加入催化剂。

上述的催化剂为三氧化二铝和二氧化硅中的至少一种。

上述的催化剂为三氧化二铝和二氧化硅。

上述的丙烷和氨气和蒸汽反应条件为：温度：300-500℃，压力：1.0-5.0Mpa，反应时间：3-7h。

上述的反应条件为：温度：4000℃，压力：3.0Mpa，反应时间：5h。

上述的未反应的氨通过与磷酸二氢铵水溶液反应来吸收。

上述的反应的方程式为：                                                  。

本发明用丙烷氨氧化制丙烯腈，相对于传统的使用丙烯制备丙烯腈的方法可以有效的降低成本，且反应工艺相对简单。另一方面，本发明工艺中未反应的氨可以通过与磷酸二氢铵水溶液反应来吸收。除了使氨用量减到最少和排除了硫酸铵污染环境问题外，还可以减少了有机废物在反应塔内的积累，使得废物处理工作量减少。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不因此限制本发明。

实施例1

将丙烷和案通过蒸汽通入到反应釜中，在300℃，1.-5MPa下反应，选择三氧化二铝和二氧化硅作为该反应的催化剂，反应3h后分离生成的丙烯腈，未反应的氨通过与磷酸二氢铵水溶液反应来吸收。

实施例2

将丙烷和案通过蒸汽通入到反应釜中，在350℃，2.5MPa下反应，选择三氧化二铝和二氧化硅作为该反应的催化剂，反应7h后分离生成的丙烯腈，未反应的氨通过与磷酸二氢铵水溶液反应来吸收。

实施例3

将丙烷和案通过蒸汽通入到反应釜中，在500℃，3.5MPa下反应，选择三氧化二铝和二氧化硅作为该反应的催化剂，反应5h后分离生成的丙烯腈，未反应的氨通过与磷酸二氢铵水溶液反应来吸收。

实施例4

将丙烷和案通过蒸汽通入到反应釜中，在450℃，5.0MPa下反应，选择三氧化二铝和二氧化硅作为该反应的催化剂，反应5h后分离生成的丙烯腈，未反应的氨通过与磷酸二氢铵水溶液反应来吸收。

实施例4

将丙烷和案通过蒸汽通入到反应釜中，在480℃，4.0MPa下反应，选择三氧化二铝和二氧化硅作为该反应的催化剂，反应6h后分离生成的丙烯腈，未反应的氨通过与磷酸二氢铵水溶液反应来吸收。

通过本发明，氨的转化率和丙烯腈的收率明显提高，实施例1，2，3，4，5的氨的转化率和丙烯腈的收率分别为99.3%和88.3%，99.0%和87.2%，98.5%和86.7%，98.9%和87.1%，99.1%和87.3%。而且通过本发明制备的丙烯腈副产物少，纯度高，与传统方法相比，纯度可提高10%。