时间：2022-02-05 08:01:09
摘要 实验表明氢氰酸同丙酮反应中，pH值控制在7.7～7.8时，反应可顺利进行。反应结束后-15℃～-17℃下冷冻2小时，迅速加酸将pH值调到3左右，同时用30℃压缩空气吹拂30分钟，便可得到纯度94%以上的丙酮氰醇。
关键词 丙酮氰醇 pH值 温度
黑龙江中盟龙新化工有限公司2011内建设年产5万吨丙酮氰醇（ACH）装置，采用轻烃和液氨为基本原料，经电加热裂解合成氢氰酸，氢氰酸与丙酮在催化剂作用下反应生成丙酮氰醇的生产工艺。产品丙酮氰醇作为公司的主要产品甲基丙烯酸甲酯（MMA）的原料。
丙酮氰醇（ACH）是一种有机中间体，工业上由氢氰酸和丙酮合成丙酮氰醇，其合成后的质量直接影响精馏的得率和精馏塔操作寿命。所以，如何提高精馏前丙酮氰醇质量是至关重要的环节。
1实验部分
1.1原料与设备
氢氰酸R98%（自制），丙酮R98%（市售）。
丙酮氰醇分析仪器、500L带搅拌的丙酮氰醇合成釜和0.5m3/分钟空压机各一台套。
1.2主要反应机理
氢氰酸在碱性催化下，与丙酮反应生成丙酮氰醇。
反应式
CH3COCH3 + HCN CH3- C-CH3
1.3实验方法
每次将15kg氢氰酸徐徐（每分钟5kg）加入盛存300kg丙酮氢醇合成釜中，在充分搅拌和碱性催化下，进行合成丙酮氰醇反应。反应结束后取样化验。根据化验结果补充添加丙酮或氢氰酸，使反应物料处于理论化学计量状态-15～-17℃下，冷冻2小时，再取样化验确定反应是否完全，达到终点后立即加酸做稳定剂，防止分解。再进行吹拂处理，回收部分未反应的游离丙酮和氢氰酸，吹拂处理后的丙酮氰醇进入精馏塔进行精馏提纯。
在实验中我们考察了反应时的pH值、反应压力、冷冻温度、储存时的pH值和吹拂处理的温度、时间等因素的影响，探讨出最优的反应条件。
2 实验结果
2.1反应物的pH值对合成丙酮氢醇质量的影响（表1）
从表1实验数据可以看出，pH值在7.7―7.8时丙酮氢醇质量较好，随着pH值的进一步升高，丙酮氢醇纯度下降。
2.2压力对合成丙酮氢醇质量的影响（表2）
从实验数据可以看出压力对丙酮氢醇的质量基本没有什么影响。
2.3冷冻温度对丙酮氢醇质量的影响（表3）
从实验结果可以看出，冷冻温度越低丙酮氢醇质量越好，但丙酮氢醇的冰点是-19℃，所以冷冻温度控制在-15～-17℃为宜。
2.4 pH值对丙酮氢醇产物稳定情况的影响
合成丙酮氢醇初绐纯度为92%，在常温30℃下放置24小时，pH值对丙酮氢醇的影响。
从实验数据可以看出：ACH在碱性条件下易分解，分解出来的氢氰酸在碱性条件极易聚合。pH=3.5～2.5时比较稳定。
2.5气体吹拂处理
用压缩空气对合成ACH反应液进行吹拂处理，把游离的氢氰酸和丙酮吹出来，冷凝回收吹出的氢氰酸和丙酮，同时提高了ACH的纯度。对纯度92%ACH进行吹拂处理，吹拂温度、时间和ACH纯度的关系。
实验结果表明：随着温度升高，ACH纯度有明显提高，但在40℃下吹拂，时间延长后，纯度会迅速下降。因此选用25～30℃条件吹拂30分钟较为合适。
3结果讨论
3.1从反应时的pH值的变化对ACH质量的影响实验所得的结果数据来看，pH值在7.7～7.8范围内反应所得到ACH质量较好。pH太低反应速度变慢，延长了反应时间。pH值太高易造成氢氰酸聚合，收率下降。
3.2从反应后的pH值的变化对ACH质量的影响实验所得结果数据来看，pH值控制在3左右，ACH较稳定。在碱性情况下，ACH分解很快，分解出氢氰酸也很快聚合，pH过低，稳定效果不明显，还会使ACH有酰胺化反应的可能，同时对设备腐蚀性增强。
3.3从反应后相对稳定的ACH吹拂处理实验结果可以看出：吹拂温度控制30℃吹拂时间30分钟可以使ACH的纯度提高2.6个百分点。吹拂温度高了易造成ACH分解，吹拂温度低了使吹拂时间延长，同时说明吹拂对提高ACH纯度是有限的，要得纯度为99%以上的ACH必须进行精馏。
4结论
丙酮与氢氰酸在pH：7.7～7.8能顺利进行反应，反应结束后在-15℃下冷冻2小时即可得到纯度为92%以上的丙酮氢醇，再迅速加酸做稳定剂，在pH=3左右和常温下可保存24小时。在上述条件下，采取30℃的压缩空气进行吹拂30分钟，可使丙酮氢醇的纯度达到94.6%，提高了丙酮氢醇精馏时的得率，从而达到提高丙酮氢醇质量和降低成本的目的。
参考文献
汪丽，宋军 影响丙酮氰醇质量的因素研究《石油石化节能》-2001