丙烯腈的技术进展探讨

摘 要：丙烯腈的有多种用途，应用领域十分广泛。特别是腈纶，需要的丙烯腈大约占到了44个百分点。本文主要围绕丙烯腈的技术进展展开探讨。

关键词：丙烯腈 技术 进展

丙烯腈的主要用途是：用以生产己二腈、腈纶、丙烯酰胺、丁腈橡胶、ABS树脂等，应用的领域越来越广泛，下面就国内外丙烯腈的技术进展展开细致分析。

一、我国技术发展

就国内来看，催化剂国产化的进程十分可观。MB-86这种新的催化剂由上海石化研究院研发出来，而且，在齐鲁石化公司的实验取得了很好的效果，经过测评，相比现在MB催化剂，这种新的催化剂无论是从耐压性还是活性方面，都有明显的优势。这一实验取得了明显的成绩，给新催化剂的投放使用和丙烯腈国产化技术的推行打下了坚实的基础。

SAC-2000丙烯催化剂和千吨级设备工业试验同样是由上海石化研究院研发的，已经通过了中国石化公司科技开发部的技术审核。上海石化研究院充分吸收现有经验，而且，将微量助剂、还原对、复合氧化加以引进，科学调配催化剂的组成成分，使得其更为稳定、更多的选择和更好的活性。这种催化剂在实验室的流化床反应器中（负荷0.085h-1、温度430℃、负荷空比9.8、压力0.14MPa、氨比1.2），经过长达650小时的实验，丙烯腈的收率稳定在79.7到80个百分点左右。该催化剂的特点有：收率高、反应温度低、高稳定性、催化剂高负荷、保护环境等。在高桥石化公司的丙烯腈设备上，已经开始使用这种催化剂。

清华大学、齐鲁石化、石油大学、上海石化共同合作，一起完成了“丙烯腈主装置成套国产化技术开发与工业应用”的项目攻关，以当前诸多的国内自己研发的专利或者是科学技术为前提和基础，把原来每年生产2.5万吨的齐鲁丙烯腈设备改制成为每年4万吨的丙烯腈国产化示范设备，并且拥有自主知识产权，有效打破了国外的技术垄断现象。自从引进了这一先进的设备，不但是促使了生产能力提升了60个百分点，同时，生产每吨丙烯腈的丙烯单耗得到了显著降低，降低到了1.077吨，产品精制的回收率提升了4.2个百分点，乙腈的回收率也提升到了97.21个百分点。

XYA-5-1补加型、XYA-5本体型催化剂是在兰州石化公司相关设备上全面推行，并获得审核鉴定，这也就意味着国内在新型高效催化剂成果中，又多了一项拥有自主知识产权的。通过计算，兰州石化公司在设备上全面推行使用这种新的催化剂，每年新增加的收益在千万人民币左右。XYA-5-1补加型、氨氧化催化剂、XYA-5本体型丙烯是由营口向阳催化剂公司和兰州石化公司共同研发的，而且取得了成功，这就意味着，该催化剂在国内部分厂家的垄断现象不复存在，同时，对于国内石油丙烯腈的生产意义十分巨大。通过测评核定显示，这种催化剂在我国以及是处于先进水平，在设备上使用这种催化剂，可以将丙烯腈的收率提升1%到2%。因为这两种催化剂拥有诸多优势，比如说：较多的选择性、抗干扰水平高、较好的机械性能、活性高等，所以，在具体的使用过程中，污水排放达标、产品拥有较高的质量、设备运作稳定。在06年9月，相关专业机构对设备进行了标定，由此可以看到：使用了这种新的催化剂之后，不但是大幅度的提升了丙烯腈的收率，而且，对于两碳的收率是大幅度的降低；相对于先前的设计，装置了丙烯之后，单耗降低了11千克，丙烯腈的单收率提高了2个百分点左右，与此同时，设备的运行周期也显著延长，又先前的三个月延长到半年以上。

二、国际技术发展

当前的生产丙烯腈的线路主要是：丙烯一步氨氧化工艺，先前的用乙炔作为原料的工艺已经被置换。在流化床反应器中，空气、氨、丙烯经过化学反应，生成了丙烯腈，而且，乙腈和氢氰酸也有一定量的生成。由于催化剂得到了新的发展，因此，促使丙烯腈提升了20个百分点的生产率。Petrox工艺由BOC公司研发出来的，它可以使得化学反应在较低的速率下进行，促使了丙烯腈转化率的降低，使得烃类有了更多的选择，有效降低了二氧化碳的产生。实践表明，利用这种工艺，可以使投资成本降低20个百分点，使生产率提升20个百分点，使操作成本降低10到20个百分点，使二氧化碳的排放降低50个百分点。在Petrox工艺中，利用烃类选择性分子筛设备，从废弃材料中分离出没有发生反应的烃原料，再次进入反应器。全部的二氧化碳和氮气并不通过物流排除，而是通过增加含氧量，来促使气体混合物的平衡。这一工艺可以使得化学反应在较低的速率下进行，促使了丙烯腈转化率的降低，使得烃类有了更多的选择，有效降低了二氧化碳的产生。

当前主要使用的原材料是丙烯，这就不能有效控制其来源的稳定性。因此，在日本，旭化成公司在研发从丙烷直接合成丙烯腈的工艺。在该公司中，把丙烷、氧气、氨放入专门的催化装置中，其催化剂在二氧化硅上负载20到60个百分点的Nb、Mo、Sn、V，在反应中，利用惰性气体稀释。当丙烷有90个百分点的转化率时，丙烯腈拥有70个百分点的选择性，拥有60个百分点的总收率。07年2月，该公司的韩国子公司拥有的全球第一套丙烷基丙烯腈设备正式投入生产。开始使用丙烷作为材料的生产工艺。旭化成公司和PTT公司（泰国）组建了合资企业，投资金额搞到两亿美元，使得丙烷制造丙烯腈的技术面向工业化生产。在泰国，两个公司建立了每年二十万吨的丙烯腈设备，在10年底正式拖投入生产。相比氨氧化法工艺，其操作成本明显降低，特别是在富含丙烷的地区，由于材料廉价，收益明显提升。

相比丙烯路线生产成本来看，当前的新工艺要低30个百分点左右。日本的BOC公司和三菱公司在水岛实验丙烷氨氧化工艺，而在美国的BP公司，在得州绿湖上也有相应的设施。

三、结语

随着技术的不断发展，相信丙烯腈技术也会不断取得进步，进而开拓更为广阔的应用前景。

参考文献：

[1]方彦；“回眸2009系列报道”之腈纶多因素作用腈纶行业全年形势向好[J]；纺织服装周刊；2010年03期.

[2]李娟；腈纶业：从极度失望到充满希望[N]；中国纺织报；2010年.