化工工艺学ppt课件催化氧化

,单击此处编辑母版标题样式,第四章 催化氧化,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第四章 催化氧化,-,醋酸及丙烯晴的生产,第四章 催化氧化,1,第四章 催化氧化-醋酸及丙烯晴的生产,主要内容,第一节,：概述,第二节,：催化氧化原理,第三节,：醋酸的生产,第四节,：丙烯晴的生产,第四章 催化氧化,2,主要内容第一节：概述第四章 催化氧化2,第一节,概 述,一、催化氧化在有机化工中的应用,二、催化氧化形式：,反应物直接引入氧；脱氢加氧；氧化脱氢；两反应物共同失去氢、氢氧化为水；降解氧化。,三、催化氧化反应共性：,强放热反应,飞,温、爆炸；,不可逆性，k,p,大；,多途径氧化性,一,个原料多个产品；,易爆性,需,在爆炸极限外反应。,第四章 催化氧化,3,第一节 概 述一、催化氧化在有机化工中的应用第四章,概 述,四、氧化剂的选择：,1.空气：易得，安全；能耗大，尾气量大。,2.纯氧：设备体积小、尾气量少；需空分设备。,五、催化氧化分类：,1.根据反应物状态：,气相氧化法；液相氧化法。,2.根据反应物系相态和Cat:,a.均相催化氧化：均相催化自氧化；均相络合催化氧化,b.非均相催化氧化-金属络合物做催化剂,第四章 催化氧化,4,概 述四、氧化剂的选择：第四章 催化氧化4,第二节 催化氧化原理,一、均相催化自氧化反应,1.原理（,机理,）：,自由基链式反应,2.催化剂：,主催化剂:醋酸钴；丁酸钴；醋酸锰等,促进剂：有机含氧物，已醛等；溴化物，溴化氨、四溴乙烷等,3.影响因数,杂质含量；反应温度；空速；溶剂；转化率,第四章 催化氧化,5,第二节 催化氧化原理一、均相催化自氧化反应第四章 催化氧,催化氧化原理,二、非均相催化氧化反应,1.定义：,气态有机原料在固态Cat存在下，以气态氧做氧化剂氧化为有机产品的过程。,2.原料：烯烃；芳烃；醇类；烷烃,3.特点：,反应过程复杂,传热过程复杂,第四章 催化氧化,6,催化氧化原理二、非均相催化氧化反应第四章 催化氧化6,4.,非均相催化氧化反应,类型：,烯烃环氧化,烯丙基氧化,烯基氧化偶联,芳烃催化氧化,烷烃催化氧化,醇类催化氧化,第四章 催化氧化,7,4.非均相催化氧化反应类型：第四章 催化氧化7,第三节 醋酸的生产,一、性质用途,1.物理化学性质,乙酸(Acetic Atid)俗称醋酸,因其16.7 时凝结成固体,因此,纯的乙酸又叫“冰乙酸”。熔点16.7,沸点118.1,相对密度(水)1.05,爆炸限17.0%,溶于水、醚、甘油,不溶于二硫化碳。,第四章 催化氧化,8,第三节 醋酸的生产一、性质用途第四章 催化氧化8,乙酸是用途极为广泛的有机酸,主要用于生产乙酸乙烯、乙酸酐、对苯二甲酸()、聚乙烯醇、乙酸乙酯/丁酯等酯类、乙酸盐类、氯乙酸和乙酸纤维素等。,乙酸也用于医药、农药、染料、涂料、合成纤维、塑料和粘合剂等行业。,我国,乙酸主要用途,全球乙酸消费构成,质量指标,2.乙酸主要用途,第四章 催化氧化,9,乙酸是用途极为广泛的有机酸,主要用于生产乙酸乙烯、乙酸酐、对,二、生产方法,丁烷液相氧化法；,甲醇羰,基,合成法,；,乙醇-乙醛氧化法；,乙烯-乙醛氧化法,不同生产方法,比较,第四章 催化氧化,10,二、生产方法第四章 催化氧化10,三、,乙酸生产规模,乙酸是十分重要的基本有机原料,目前全世界的生产能力已近900万/,产量约700万/。,我国乙酸生产能力达到135万/,约占世界的15%,产量约占世界产量的14 3%,达到97万/左右。,2002我国乙酸主要生产厂,.,目前世界最大的单套乙酸生产装置已达100万/,其次是67 5万/。而我国目前最大的生产厂是吉化公司21万/(多套)。单套最大是四川扬子江为18万/,与国际大公司相比还有很大距离。,第四章 催化氧化,11,三、乙酸生产规模乙酸是十分重要的基本有机原料,目前全世界的生,四、,乙醛氧化法生产原理,主反应：,CH,3,CHO+,0.5,O,2,CH,3,COOH,+346KJ/mol,副反应：反应机理：,自由基链锁反应,第四章 催化氧化,12,四、乙醛氧化法生产原理主反应：CH3CHO+0.5O2C,五、工艺流程及主要设备,工艺流程,图,主要设备,图,国内生产,综述,第四章 催化氧化,13,五、工艺流程及主要设备工艺流程 图主要设备,第四节 丙烯腈的生产,一、性质用途,1.物理性质：,常温常压：液态,刺激性臭味;沸点：77.3;有毒：氢氰酸的十分之一。丙烯腈（AN）是一种易燃、剧毒、有苦杏仁味的无色液体，它具有高极性，可同大多数有机溶剂互溶,2.化学性质：,双键，三键（,氰基,）。,加成，水解，聚合，醇解。,第四章 催化氧化,14,第四节 丙烯腈的生产一、性质用途第四章 催化氧化14,3.丙烯腈,用途,以丙烯腈为原料可生产腈纶（丙烯腈纤维），丁腈橡胶（NBR）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂（ABS）和苯乙烯-丙烯腈树脂（SAN）等。,丙烯腈主要用于生产腈纶，约占50%，其次是ABS/SAN、己二腈和聚丙烯酰胺等。,丙 烯 腈质量指标,我国市场情况,2000年丙烯腈生产能力约44.2万吨/年，产量39.7万吨，消费55万吨，预测2005年消费86万吨。,第四章 催化氧化,15,3.丙烯腈用途以丙烯腈为原料可生产腈纶（丙烯腈纤维），丁腈橡,二、生产方法,环氧乙烷法；,乙炔法；,乙醛法；,丙烯氨氧化法,第四章 催化氧化,16,二、生产方法第四章 催化氧化16,三、生产原理,1.主反应：,C,3,H,6,+NH,3,+1.5O,2,CH,2,=CH-CN+3H,2,O,+512.9KJ/mol,2.副反应：,C,3,H,6,+3NH,3,+3O,2,3HCN+6H,2,O,+Q,占BXQ,1/6,2C,3,H,6,+3NH,3,+3O,2,3CH,3,CN+3H,2,O,+Q,占BXQ,1/7,C,3,H,6,+O,2,CH,2,=CH-CHO+H,2,O,+Q,占BXQ,1%,C,3,H,6,+4.5O,2,3CO,2,+3H,2,O,+Q,占BXQ,3.催化剂：,主-钼铋氧化物；助-磷铁钴镍钾氧化物,第四章 催化氧化,17,三、生产原理第四章 催化氧化17,四、工艺条件选择,原料配比（mol比）,氨/丙烯=1.1:1 丙烯/空气=1:12,丙烯/水蒸气=1:3 (稀释、载热、除碳),反应温度 450470,反应压力 0.040.1MPa,接触时间 510s,第四章 催化氧化,18,四、工艺条件选择第四章 催化氧化18,五、工艺流程主要设备,工艺流程示意,图,反应-回收工艺流程,图,粗丙烯晴精制工艺流程,图,主要设备-反应器,图,第四章 催化氧化,19,五、工艺流程主要设备第四章 催化氧化19,本章到此结束谢谢各位！,第四章 催化氧化,20,本章到此结束谢谢各位！第四章 催化氧化20,自由基链式反应,第四章 催化氧化,21,自由基链式反应第四章 催化氧化21,反应温度：70-75,反应时间：3h,X乙醛：97%,第四章 催化氧化,22,反应温度：70-75第四章 催化氧化22,氧化反应器,第四章 催化氧化,23,氧化反应器 第四章 催化氧化23,丙烯晴主要用途,第四章 催化氧化,24,丙烯晴主要用途 第四章 催化氧化24,工艺流程示意图,第四章 催化氧化,25,工艺流程示意图第四章 催化氧化25,工艺流程图1,第四章 催化氧化,26,工艺流程图1第四章 催化氧化26,工艺流程图2,粗丙烯腈精制工艺流程,第四章 催化氧化,27,工艺流程图2粗丙烯腈精制工艺流程第四章 催化氧化27,主要设备-反应器,第四章 催化氧化,28,主要设备-反应器第四章 催化氧化28,第四章 催化氧化,29,第四章 催化氧化29,第四章 催化氧化,30,第四章 催化氧化30,第四章 催化氧化,31,第四章 催化氧化31,第四章 催化氧化,32,第四章 催化氧化32,目前世界乙酸的主要生产方法是甲醇羰基合成法(法),约占世界乙酸生产能力的60%以上。此法是1960年由德国公司首先建设了第一套高压法乙酸生产装置。由于设备要求高,原材料和动力消耗大,未能广泛推广。,1968年美国孟山都公司在高压法基础上成功地开发了低压工艺,并于1970年建成第一套13 5万/生产装置。由于低压法的生产条件温和,收率高,成本低,因此很快被世界各地采用。,第四章 催化氧化,33,目前世界乙酸的主要生产方法是甲醇羰基合成法(法),约占,第四章 催化氧化,34,第四章 催化氧化34,第四章 催化氧化,35,第四章 催化氧化35,第四章 催化氧化,36,第四章 催化氧化36,第四章 催化氧化,37,第四章 催化氧化37,第四章 催化氧化,38,第四章 催化氧化38,