[发明专利]一种丙烯经由丙烯醛氨氧化生产丙烯腈的方法

说明书

本发明提供了一种丙烯经由丙烯醛氨氧化生产丙烯腈的方法，是以丙烯为起始原料经由丙烯醛中间体氨氧化制丙烯腈的两步串联反应工艺，该过程是通过采用两个固定床反应器或两个流化床反应器或一个固定床和一个流化床反应器组合串联实现的。丙烯选择氧化生产丙烯醛的催化剂为钼酸盐系复合氧化物，丙烯醛氨氧化生产丙烯腈的催化剂为钼基复合氧化物或锑基复合氧化物或它们的复合物。本发明避免了目前工业上采用的丙烯一步直接氨氧化生产丙烯腈选择性和收率低的问题，采用经由丙烯醛的两步串联生产工艺，催化反应效率和原料利用高，工艺清洁高效和生产成本低，以丙烯为基准的丙烯腈收率达到88％以上。

技术领域

本发明涉及一种丙烯经由丙烯醛氨氧化生产丙烯腈的方法，具体而言，是以丙烯为起始原料通过空气或氧气选择氧化合成丙烯醛，再以丙烯醛为原料通过空气或氧气氨氧化合成丙烯腈的两步串联反应工艺。

背景技术

丙烯腈是三大合成材料(合成纤维、合成橡胶、合成塑料)的基础原料，主要用于生产丙烯腈纤维(腈纶)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS)和苯乙烯 -丙烯腈树脂(SAN)、丁腈橡胶(NBR)，还用于电解偶联生产己二腈、水解生产丙烯酰胺、加氢生产丙腈等，也是生产染料、抗水剂、胶粘剂、医药以及非质子极性溶剂等化工产品的重要原料。其中ABS和SAN广泛应用于各种管线、汽车保险杠、汽车零配件等；聚丙烯腈纤维还用于生产碳纤维和丙烯酸纤维，广泛应用于航天、汽车、纺织等领域；由己二腈加氢生产的己二胺用于生产尼龙-66；由丙烯酰胺均聚生产的聚丙烯酰胺，广泛用作油田三次采油的表面活性剂。总之，丙烯腈下游应用领域非常广泛，包括家用电器、汽车零部件、建筑材料、电子设备、纺织品、体育用品、水处理以及石油和天然气生产等，开发利用前景广阔。

丙烯腈工业生产先后经历了乙炔法、环氧乙烷法、丙烯和丙烷氨氧化法。其中，乙炔法和环氧乙烷法属于早期采用的丙烯腈生产方法，由于环境污染严重和生产成本高等原因已被淘汰；丙烷直接氨氧化法，因现行技术的产物丙烯腈选择性低，导致原料丙烷利用率低(丙烷转化率不超过90％，丙烯腈选择性低于70％)，当前工业生产主要采用丙烷先脱氢生产丙烯，再采用丙烯氨氧化工艺生产丙烯腈的间接法。目前，丙烯腈工业生产仍然主要基于 1960年代美国Sohio公司开发的丙烯直接氨氧化工艺：CH₂＝CH-CH₃+NH₃+ 3/2O₂→CH₂＝CH-CN+3H₂O。该工艺是在流化床反应器中在氨存在下丙烯气相空气氧化实现的，通常反应温度为400～500℃、压力为150～300kPa，使用钼酸铋、或铁和铋的混合钼酸盐、或锑酸铁、或磷钼酸盐、或锑-铀组合物催化剂，然而该工艺存在许多缺点：反应放热量大，撤热困难，热点温度高，过程难于控制，导致丙烯氨氧化反应原料丙烯、中间产物丙烯醛和产物丙烯腈等发生裂解(碳-碳键的断裂)、聚合和深度氧化副反应，进而使氨氧化反应选择性和收率低，生成大量副产物(如氢氰酸、乙腈、乙醛、醋酸和碳氧化物等)，既降低了原料利用率，增加了原料消耗和环境污染，又增大了产物分离难度和能耗，进而增大了生产成本。