Bagaimana acrylonitrile dibuat

Bagaimana acrylonitrile dihasilkan: analisis komprehensif dari bahan mentah hingga proses pengeluaran

Acrylonitrile (AN) adalah bahan mentah kimia organik yang penting, digunakan secara meluas dalam pengeluaran serat sintetik, getah, plastik dan bahan kimia. Sebagai bahan mentah kimia asas, proses pengeluaran acrylonitrile melibatkan pelbagai tindak balas kimia dan langkah-langkah proses, dan biasanya dihasilkan dengan mengekstrak dan mengubah dari bahan mentah petrokimia. Bagaimana acrylonitrile dibuat? Artikel ini akan menganalisis masalah ini secara terperinci dari aspek bahan mentah, proses pengeluaran dan kesan persekitaran.

1. Bahan mentah untuk pengeluaran acrylonitrile

Bahan mentah utama acrylonitrile adalah propilena, ammonia dan oksigen. Pengeluaran acrylonitrile biasanya dilakukan dengan kaedah tindak balas fasa gas, di mana propilena menyediakan sumber karbon, ammonia sebagai sumber nitrogen, dan oksigen terlibat dalam tindak balas pengoksidaan. Pemilihan bahan mentah ini secara langsung mempengaruhi kualiti dan hasil produk akhir, jadi pemilihan dan penyediaan bahan mentah yang wajar sangat penting.

1. Propilena: Propylene adalah olefin ringan yang diperoleh melalui proses penapisan minyak atau gas asli. Ini adalah salah satu bahan mentah utama dalam reaksi sintesis akrilonitril.
2. Ammonia: Ammonia umumnya diperoleh dengan sintesis ammonia gas asli, dan mengambil bahagian dalam reaksi sintetik sebagai sumber nitrogen semasa reaksi.
3. Oksigen: Oksigen menyediakan persekitaran pengoksidaan dalam tindak balas, yang membantu meningkatkan selektivitas dan kecekapan tindak balas tindak balas.

2. Proses sintesis acrylonitrile

Inti bagaimana acrylonitrile dihasilkan terletak pada proses sintesis. Pada masa ini, pengeluaran acrylonitrile terutamanya menggunakan "kaedah pengoksidaan ammonia propylene" (disebut sebagai kaedah pengoksidaan AA). Proses ini melakukan reaksi fasa gas propilena, ammonia dan oksigen dalam keadaan tertentu, dan akhirnya mensintesis acrylonitrile. Proses khusus adalah seperti berikut:

1. Reaksi fasa gas dalam reaktor: Setelah propilena, ammonia dan oksigen memasuki reaktor, reaksi pengoksidaan berlaku pada suhu tinggi (sekitar 350 ° C hingga 400 ° C) dan tekanan tertentu. Semasa tindak balas, oksigen mengambil bahagian dalam pengoksidaan propilena, dan ammonia bertindak balas dengan oksida sebagai sumber nitrogen untuk membentuk acrylonitrile.

2. Peranan pemangkin: Reaksi ini biasanya memerlukan penyertaan pemangkin. Pemangkin yang biasa digunakan adalah pemangkin berasaskan molibdenum atau tungsten. Pemangkin bukan sahaja dapat meningkatkan kadar tindak balas, tetapi juga meningkatkan selektiviti produk dan mengurangkan pengeluaran produk sampingan.

3. Pemisahan dan pemurnian produk: Gas campuran yang diperoleh selepas tindak balas merangkumi akrilonitril, amonia, propilena dan beberapa produk sampingan. Acrylonitrile dipisahkan dan disucikan melalui proses penyejukan, penyerapan dan pecahan. Pada akhirnya, kesucian dapat mencapai lebih dari 99%, memenuhi keperluan aplikasi industri.

3. Produk sampingan acrylonitrile dan rawatan

Dalam proses pengeluaran acrylonitrile, kerana keadaan tindak balas yang kompleks, beberapa produk sampingan sering dihasilkan. Produk sampingan ini mungkin mempunyai kesan terhadap alam sekitar dan peralatan, jadi mereka perlu dikendalikan melalui serangkaian langkah rawatan.

1. Nitrogen oksida (NOx): Oleh kerana oksigen dan amonia terlibat dalam tindak balas, sebahagian amonia dapat dioksidakan pada suhu tinggi untuk menghasilkan nitrogen oksida. Gas-gas ini berbahaya kepada alam sekitar dan biasanya dirawat dengan teknik seperti pengurangan pemangkin selektif (SCR).

2. Pemisahan produk sampingan: Selain nitrogen oksida, olefin atau keton yang tidak diingini juga dapat dihasilkan dalam tindak balas. Dengan menggunakan teknologi pemeluwapan dan penjerapan, produk sampingan ini dipisahkan dari acrylonitrile untuk meningkatkan kemurnian produk akhir.

3. Langkah-langkah perlindungan alam sekitar: Peralatan pengeluaran acrylonitrile moden biasanya dilengkapi dengan sistem rawatan gas buangan, seperti menara penyerapan gas, alat pengoksidaan katalitik, dan lain-lain, untuk memastikan bahawa proses pengeluaran tidak akan menyebabkan pencemaran alam sekitar yang serius.

Keempat, bidang aplikasi acrylonitrile

Sebagai bahan mentah kimia yang penting, acrylonitrile mempunyai pelbagai aplikasi. Kegunaan utamanya merangkumi:

1. Pengeluaran serat sintetik: Akronitril adalah bahan mentah utama untuk pembuatan serat akrilik dan serat sintetik lain. Serat ini banyak digunakan dalam pakaian, permaidani dan barang-barang rumah tangga.

2. Getah sintetik: Acrylonitrile juga digunakan dalam pengeluaran getah sintetik, terutama dalam getah nitril sintetik, acrylonitrile memberikan ketahanan minyak dan ketahanan suhu tinggi getah.

3. Pengeluaran plastik dan kimia: Akronitril adalah bahan mentah asas penting untuk pembuatan asid akrilik, bahan kimia sianida dan plastik lain.

Kesimpulan

Melalui analisis bagaimana acrylonitrile dihasilkan, kita dapat melihat bahawa proses pengeluaran acrylonitrile melibatkan beberapa pautan utama, termasuk penyediaan bahan mentah, reaksi sintesis, pemisahan dan pemurnian produk, dan perlindungan alam sekitar. Dengan perkembangan teknologi yang berterusan, proses pengeluaran acrylonitrile juga terus dioptimumkan untuk meningkatkan kecekapan pengeluaran, mengurangkan penggunaan tenaga, dan mengurangkan pencemaran alam sekitar. Memahami proses pembuatan acrylonitrile bukan sahaja dapat membantu kakitangan industri menguasai teknologi pengeluaran, tetapi juga membantu meningkatkan pemahaman keseluruhan mengenai bahan mentah kimia penting ini.