己二腈生产工艺及现状分析
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己二腈生产工艺及现状分析
摘要:随着我国各项科学技术和化工产业的不断发展,为了能够弥补社会生产之间的漏洞,我国开始研究使用各种材料实用性产业进行长时间的生产和建设。
由于己二腈材料特殊的性能,使其广泛的使用在材料加工、电器零件,工业生产等方面。
本文主要通过对己二腈生产工艺及现状进行分析,希望可以改善现阶段己二腈生产加工过程中的缺点,加快各类己二腈材料的发展速度。
关键词:己二腈;生产工艺;现状
引言
己二腈属于一种无色透明的油状液体,难溶于水,如果在生产加工过程中处理不当,则会对人体产生一定的伤害,导致人体中毒,给人的生命安全带来一定的威胁。
己二腈的主要用途是用来生产尼龙66的中间体己二胺,该材料广泛的运用在汽车行业制造,电器零件制造等方面。
为了能够避免己二腈在后期使用过程中给人体带来一定的威胁,本文对己二腈的生产工艺以及流程进行分析,希望可以普及己二腈在使用生产过程中的相关技巧,推进我国己二腈材料在社会生产方面的建设。
1己二腈生产工艺路线
目前对于实际工业来说,进行己二腈的生产方式主要分为以下三种:丙烯腈电解法、己二酸氨化法、丁二烯氰化法三种。
各国为了能够完善己二腈的生产加工方式,都对其加工方式进行详细研究,其中较为突出就是日本东丽公司为了能够避免在生产过程中产生较多的废料,进而污染环境,已经研制出了己内酰胺水解制备己二腈,但是由于受生产原材料的影响,该方法被限制使用。
1.1丙烯腈电解法
丙烯腈电解法师对己二腈生产加工最简单的方法,也是最初处理己二腈的主要方式,该方法于20世纪60年代被开发成功,之后各国为了能够加快本国己二
腈的研究速度和使用力度,也纷纷开始使用该方法,并且根据各国的情况做出了相应的调整。
根据己二腈不同的使用和加工方法,可以将其电解法分为隔膜式电解法和无隔膜式电解法两种。
隔膜式电解法又可以分为溶液法和乳液法两种,在该方法使用过程当中,主要是是电解后的丙烯腈提取到气提塔中,之后在塔顶就可以提取出含有丙烯腈、丙腈、水的混合物,之后再按照相应的步骤在分离器中分离出油相和水相,油相经过不断的电解分解,之后就可分离出丙烯腈。
再按照一定的步骤将气提塔中的溶液经过分离提纯,得到己二腈的半成品,再经过分离提纯之后,就可得到己二腈。
溶液法主要是由美国孟山都公司开发而成,之后日本为了能够普及该方法,减少该方法在使用过程中污染的产生,将其改良为乳液法。
无隔膜式电解法是一种直接电合成技术,在电解的过程当中,将丙烯腈溶于磷酸钾和氢氧化四乙基铵的水溶液中,之后再经过水相和油相的提纯得到己二腈产品。
1.2己二酸氨化法
己二酸氨化法是在丙烯腈电解法的基础上进行改进的,它可以分为液相和气象两种途径,工作原理基本相同,在工作过程中都使用磷酸或磷酸盐作为催化剂,在特定温度和压力之下,己二酸与氨反应得到粗己二腈,之后再经过不断的提纯处理,就可得到己二腈产品。
液相吸收法与气象吸收法相比,吸收效率较低,但是由于气象吸收法在使用过程中需要消耗大量的原材料,对温度要求也比较高,因此在实际工业生产过程当中,选择使用液相法。
己二酸氨化法与丙烯电解法相比,所消耗的成本较高,工作时间长,因此在实际生产加工过程当中,基本上都会选择使用丙烯腈电解法。
液相法:液相法的工作方式是将己二酸、氨混合送入反应器中,在硫酸或磷酸盐的作用之下,直接生成粗己二腈,粗己二腈可以分为气液两种状态,之后再将气液两种状态的己二腈输送到分离器中,经过分离器的压力作用,使其分解,之后就可得到两种不同形态的粗己二腈,将粗己二腈经过不同的稀释处理可得到己二腈产品。
气相法:气相法主要是利用高温的作用,将已经是固体粉末状的己二酸进行气化处理,在催化剂的作用下发生脱水反应,之后再经过冷凝器的作用,得到己二腈和氨水的混合物,再经过一定的分离和提取得到己二腈产品。
1.3丁二烯直接氰化法
丁二烯氰化法在使用过程中具有成本低、能耗低等优势,它也需要催化剂的作用,将丁二烯处理成相应的聚合物,之后再经过高压提纯,得到己二腈产品。
具体加工流程如图所示。
图1丁二烯直接氰化法制备己二腈工艺流程图
1.4三种工艺路线比较
通过对这三种加工工艺路线的比较,可以确定丙烯腈电解法的污染最小,在这个过程中所需要投资的成本也非常低,但是由于在生产加工过程中,丙烯腈的毒性较高,因此需要消耗代价较大,后期还需要消耗大量的能量。
还会给人的身体健康带来一定的威胁,因此丙烯腈电解法不是最佳的加工路线,会在后期不断发展过程中被不断的淘汰。
己二酸氨化法在使用加工过程中需要运用到己二酸产品,但己二酸的生产需要以苯为基本原料,在此过程中,不仅所需要的原材料种类较多,而且所需要消耗大量的成本,目前已经基本被淘汰使用。
丁二烯直接氨化法在使用过程当中,与其他两种方法相比,所消耗的成本较低,整体污染较小。
但是由于氢氰酸在使用过程中有剧毒,因此不适合现阶段的生产加工。
2国内工艺技术研发现状
随之国内乙烯工业的飞速发展,丁二烯供需缺口不断扩大,出现短缺的情况,而丁二烯作为己二腈原材料也出现极大缺口。
近几年来,国内国产企业也纷纷加
大了对己二腈的投资,预计共同生产143.1万吨己二腈,基本能够满足国内需要,从而使我国摆脱完全由外国“卡脖子”的局面。
结束语
综上所述,丙烯腈电解法、己二酸氨化法、丁二烯氰化法是现阶段进行己二腈生产加工的三个方法,后期对其进行生产加工的研究,还需要在此三种方法的基础之上开展。
对于我国对己二腈的生产加工来说,还需要继续加大对技术的研究,尽可能全面解决,己二腈在生产加工过程中的安全问题和质量问题,解决我国无法生产己二腈的缺口。
随着现阶段经济社会的不断发展,在国内生产己二腈是未来发展的必然趋势,我国也应该顺应经济社会发展潮流,不断加大对己二腈产品的研究,争取生产加工过程中占据重要地位。
参考文献:
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