丙烯醛作业

丙烯醛的简介：

丙烯醛（IUPAC名称：2-丙烯醛）是最简单的α,β-不饱和羰基化合物，化学式为C3H4O，在通常情况下是无色透明有恶臭的液体，其蒸气有很强的刺激性和催泪性。是化工中很重要的合成中间体，广泛用于树脂生产和有机合成中。目前用量最大的是制备动物饲料添加剂蛋氨酸。它还用于制备甘油、戊二醛和水处理剂等等。目前全世界丙烯醛年产量约为14万吨左右,主要分布在美国、法国、德国、日本、俄罗斯和东欧[1] 。中国丙烯醛生产规模较小,北京东方化工厂1984年曾批量生产过丙烯醛,产量100t左右,武汉有机合成化工厂在1991年建成一套年产150t左右的丙烯醛装置,其它一些制药厂也试生产过丙烯醛,但都未真正形成一定的生产规模。近年来丙烯醛的合成方法改进及其下游产品开发使丙烯醛的需求量增加。

基本性质

物理性质

外观与性状：无色或淡黄色液体，有恶臭。 熔点(℃)：-87.7 相对密度（水=1）：0.84 沸点(℃)：52.5

相对蒸气密度（空气=1）：1.94 分子式：C3H4O 分子量：56.06

饱和蒸气压(kPa)：28.53(20℃) 燃烧热(kJ/mol)：93.1

辛醇/水分配系数的对数值：0.0086 闪点(℃)：-26 爆炸上限%(V/V)：31.0 引燃温度(℃)：220 爆炸下限%(V/V)：2.8

溶解性：溶于水，易溶于醇、丙酮等多数有机溶剂。 化学性质

基本用途

国外用作油田注入水的杀菌剂，以抑制注入水中的细菌生长，防止细菌在地层造成腐蚀及堵塞等问题。丙烯醛是重要的有机合成中间体，可用于制造蛋氨酸（饲料添加剂）。丙烯醛经还原生成的烯丙醇用作生产甘油的原料；经氧化生成丙烯酸，可进一步制丙烯酸酯用于丙烯酸酯涂料。丙烯醛的二聚体可用于制二醛类化合物，广泛用作造纸、鞣革和纺织助剂。丙烯醛是戊二醛、1,2,6-己三醇及交联剂等的原料，还用于胶体锇、钌、铑的制造。丙烯醛与溴作用可得到2,3-二溴丙醛。2.3-二溴丙醛是医药中间体，用来生产抗肿瘤药甲氨蝶呤等。

相关危害

健康危害：该品有强烈刺激性。吸入蒸气损害呼吸道，出现咽喉炎、胸部压迫感、支气管炎；大量吸入可致肺炎、肺水肿，还可出现休克、肾炎及心力衰竭。可致死。液体及蒸气损害眼睛；皮肤接触可致灼伤。口服引起口腔及胃刺激或灼伤。

环境危害：对环境有严重危害，对大气和水体可造成污染。 燃爆危险：该品极度易燃，高毒，具强刺激性。

丙烯醛的生产方法

1.早期制法

在1938年,Degussa公司用乙醛与甲醛经气相缩合而制得丙烯醛,并在1942年实现工业化生产,这是最早的工业生产方法。而后在法国、美国一直沿用此法生产丙烯醛,并主要用于制造蛋氨酸。CH3CHO+CH2O CH2=CHCHO+H2O 最好的催化剂是用硅酸钠浸渍过的硅胶。甲醛水溶液和乙醛(稍微过量)通过管式

300e?320e催化剂

反应器中的催化剂层,反应温度控制在300e-320e,未反应的甲醛和乙醛可以回收循环使用,总收率约65%(以甲 醛计)或75%(以乙醛计)。

2.丙烯醚热解

该法是利用制造丙烯醇产生的副产品,在540 e时热解为丙烯醛与丙烯。CH2CHCH2OCH2CHCH2 CH2CHCHO+CH3CH=CH2

540e

3.丙烯氧化法

目前,工业上主要采用丙烯催化空气氧化法生产丙烯醛,由于石油工业的发展,提供了大量的丙烯原料,而且该法工艺简单,便于大规模生产。 CH2=CHCH3+O2 CH2=CHCHO+H2O

催化剂

工艺流程如图1所示。除产品丙烯醛外,还有副产品乙酸、乙醛、二氧化碳和丙烯酸。 丙烯、空气和水蒸汽以一定的比例混合、预热,然后在290e-380e,常压下(200kPa-300kPa)反应,反应过程大量放热必须回收利用,并控制反应温度,反应器出来的气体经冷却并用大量水骤冷以除去酸性副产物。气体进入吸收塔溶解可溶产物丙烯醛,吸收塔出来的气体含N2、O2、CO、丙烷及未反应的丙烯,这些气体可循环使用,也可经催化焚烧处理后排入大气。把含有丙烯醛的水溶液经汽提,精制后得到产品丙烯醛。目前,丙烯氧化制丙烯醛是生产丙烯醛的最佳方法,其优点是原料价廉易得,消耗低,产品质量好,三废排放量小,设备投资也少。丙烯氧化法生产工艺流程图如下所示。

（1）这是在国内丙烯醛生产技术中首次采用侧线出料工艺，有效分离乙醛与丙烯醛及水的共沸体系，使丙烯醛产品纯度超过国内同类产品98%纯度的范围，够达到98.5%以上；最高达到99.2%。并已出口至国外。达到国际先进技术水平。 （2）在国内外丙烯醛生产技术中首次采用尾气循化工艺技术。将尾气循环利用到丙烯醛氧化反应器，取代一部分反应用的水蒸汽，减少蒸汽用量，降低能耗。

（3）由于丙烯醛极易聚合，即使加入高效阻聚剂仍会聚合，导致开车周期较短。为此，公司进行了专项研究，寻找出一种丙烯醛及其衍生物的阻聚方法。通过数十种阻聚剂的复配，寻找出由N-氧基哌啶化合物的至少一种与酚类或吩噻嗪类化合物一种或一种以上的化合物进行复配而得的一种混合型阻聚剂。从根本上克服了丙烯醛及其衍生物在生产、储运及使用过程中的聚合问题。

国内外生产情况：

丙烯醛的国内现状

河南省濮阳市贝利石化集团公司与武汉大学联合开发，建成年产5000吨的丙烯醛生产工艺，成为国内最大的丙烯醛生产基地。

这次该公司与武汉大学联合，引进了国内最先进的丙烯醛生产技术，先后投资1000万元、4000万元分别于02年3月份、12月份建成了年产1000吨丙烯醛一期工程和年产4000吨的丙烯醛二期工程，年生产能力达到5000吨。目前，该项目已全部投产，年可实现产值7000万元、利税1700万元，成为国内最大的丙烯醛生产基地。

但是任何一种产品有竞争才会有进步，而我们公司采用次改进的方法能较大的利用原料能量，从而达到盈利的目的。

丙烯醛的国外生产现状;

美国有两套装置如UCC公司在路易斯安娜州的Taft的年产27kt生产能力扩大至年产45kt的丙烯醛主产装置,1988年该装置大约生产了40kt。其次在法国如Ugilor公司年产2419kt现增至年产4514kt的装置。其余在德国、日本、俄罗斯与东欧等也有。

生产丙烯醛的原因

与国内同类丙烯醛产品比较，我公司的丙烯醛产品具有产品纯度高，杂质含量少的特点，相对于同行业98.0%丙烯醛纯度，我公司产品纯度可以达到98.5%以上，具有明显的技术优势。与国外同类产品比较，其性能指标与BASF的企业标准相当，已达到了国际先进水平。因此本产品的此种生产方式填补了国内的空白，促进了国内相关企业的发展。且由丙烯为原料生产丙烯醛的工艺也不是很复杂，丙烯醛的市场销售、应用也是十分广泛，可以应用于很多的行业以及部门，为明生社稷带来很大的有益发展途径，所以将丙烯经过一定的工艺合成丙烯醛在出售是比较合算的，也可以尽量的达到经济效益的最大化，达到生产效益，资源效益，公共效益的最大化。符合国家的相关法律政策，符合国家的十二五规划，符合国家相关环境保护法的规定，这样不仅可以相应的减少税款，还可以得到国家辅助政策的帮助与补贴，得到国家的资助，得到在银行贷款的减息等优惠政策。所以将丙烯经过工艺生产成丙烯醛在进行出售对于企业是有很大利益的，基本上是利远大于弊的。

丙烯醛的应用

1.作有机合成原料

合成蛋氨酸 这是丙烯醛最大的应用领域, 蛋氨酸是很好的饲料添加剂,许多国家都在发展蛋氨酸的生产。 丙烯醛合成蛋氨酸的反应如下:CH2=CHCHO+CH3SH CH3SCH2CH2CHO

CH3SCH2CH2CHO+HCN CH3SCH2CH2CH(OH)CN

CH3SCH2CH2CH(OH)CN+NH3→ CH3SCH2CH2CH(NH2)CN CH3SCH2CH2CH(NH2)COOH

HCI H2O

KCN

NaOH

上述反应称为斯特克合成反应,是制备氨基酸的重要反应之一,甲硫醇与丙烯醛生成3-甲基硫醇丙醛,该产物用KCN作催化剂,在-OH存在下与氰化氢加成,生成氰醇。氰醇与氨一起加热时,其OH基被氨基取代,最后CN被热的稀酸水解,得到蛋氨酸,产率可达87%。

合成戌二醛 戌二醛和改性的戌二醛是优良的皮革鞣剂,能赋于皮革耐汗、耐洗性能,可使皮革制品丰满、柔软、富于弹性,粒面细致、绒面均匀,染色鲜艳。戌二醛还是广谱、低毒的消毒剂。

戌二醛的生产是用丙烯醛与乙烯基乙醚通过Diels-Alder反应得到一中间产物,进一步水解得到工业上的25%或50%的戌二醛水溶液。

2.合成甲基吡啶

丙烯醛在Al2O3或SiO2-Al2O3等催化下,氨在高温(400e~500e)气相缩合生成45%的3-甲基吡啶和副产20%~25%的吡啶。

3.合成香精

丙烯醛与2-甲基1,3戌二烯通过Diels-Alder反应合成女贞醛。 丙烯醛和月桂烯醇经Diels-Alder反应合成兰铃醛,这些香精广泛用于日化行业。 21215 制备甘油 合成法制甘油一般采用丙烯为原料,经卤素取代得到卤代烃,水解生成丙烯醇,再由WO3氧化成甘油,丙烯醛用AlLiH4还原成丙烯醇,再由WO3氧化成甘油。 该法合成甘油可避免使用氯气,减少污染。

4.丙烯醛类聚合物的应用

丙烯醛在一定条件下可自聚生成聚合物;也可和其它单体生成共聚物,改变原聚合物的物理化学性质。 (1)在照相工业中,添加聚丙烯醛可以增加照片的硬度而不变脆,同时增加胶片的耐沸水性,丙烯醛的亚硫酸盐加成聚合物或共聚物,可用来改进胶片或卤化银胶乳的粘结力。用含丙烯醛聚合物及共聚物制成的胶片不发粘,抗划伤且秉性优良。 (2)聚脂、聚丙烯腈或部分乙酰化的纤维素等作成的织物用丙烯醛。醋酸乙烯共聚物处理,不仅改善耐润滑性,而且改进污垢的释放性。 (3)羊毛用丙烯醛处理,可以有效地防止虫蛀。(4)丙烯醛聚合物在造纸工业中有潜在的用途,纸浆中添加丙烯醛)丙烯酰胺聚合物可以改进干燥 强度。 (5)苯乙烯-丁二烯;苯乙烯-丙烯腈或苯乙烯-丙烯酸的纸张涂料中加入丙烯醛可以改进湿擦性和耐水性,还可以合成此类聚乳液作纸张、木材 和金属涂料。 (6)丙烯醛-丙烯酸共聚物已用于合成洗涤剂助剂,以部分和全部取代聚磷酸盐。

丙烯醛的直接应用

(1)由于丙烯醛本身对生物体有毒杀作用,用量 只需10@10-6 。因此丙烯醛在商业上可作为一种很有效的生物毒杀剂,用于废水处理时可控制微生物生长,也可用于排灌管道中控制水草、藻类及软体动物的生长。

(2)在石油工业上作油田注入水的杀菌剂,以抑制水中的细菌生长,防止细菌在地层造成腐蚀及堵塞问题,在油田盐水区,丙烯醛即可促进水的流动,又可使废盐不易于处理,同时还可消除油田水中硫氢化合物的异味。 (3)在造纸工业中,用丙烯醛可消除造纸工业中出现的粘质体。

(4)在工业生产中,丙烯醛可作循环冷却水的有效的消毒剂,控制微生物生长,保护设备。

(5)丙烯醛可作为组织固定剂而受到器重,已有评论将丙烯醛与普通固定剂甲醛、戌二醛作比较,丙烯醛已用在血液红细胞的贮存技术的应用领域前景广。

设计目标

1:丙烯醛的年产量:

计划每年丙烯醛的年产量为3000t/a。

2:经济收益分析：

1:产品技术指标

丙烯醛质量百分数(wt%) >98.5 水份(wt%) <2.5

阻聚剂（MEHQ）， 10-6 2000±200 2、原料消耗

每吨丙烯醛消耗丙烯为1吨。 投资估算济效益分析

丙烯醛主要生产设备为氧化反应器、空气压缩机、吸收塔及精馏塔四台。反应器为碳钢、其它设备为SUS304或SUS316。

1万吨/年装置（不包括公用工程）在2000-2500万左右。（国内规模最大装置）

公用工程除需要的水、电、汽外，还需要污水处理设施、废气处理设施及冷冻装置。

丙烯醛价格在16000-17000元/吨。丙烯按10000元/吨，每吨产品净利在3000-3500元之间。最多一年半收回投资。 根据以上分析，次项目可行。

需求可行性：产品需求量大，满足国内需求，国外出口。 经济合理性：可以盈利，并且利润客观。 技术合理性：技术先进，填补国内空白。

建议：

丙烯醛的在多方面的运用必将导致丙烯醛的需求量不断的增加，而由于丙烯的用途广，其下游产品的也不断被开发出来，而石油的量也越来越少，所以导致由丙烯生产到丙烯醛的来源也很有限，所以未来丙烯醛的其他工艺路线需要不断被开发，更高的收率。采用更多生物的方法生产合成丙烯醛。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6nxo.html