丙酮的生产工艺

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课题丙酮的生产工艺

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定稿日期：2013 年1月15日

摘要

丙酮是一种重要的基本有机原料，是重要的化工原料，主要用作制造醋酸纤维素胶片薄膜、塑料和涂料溶剂。丙酮可与氢氰酸反应生产制得丙酮氰醇，该应用占丙酮总消费量的1/4以上，其中丙酮氰醇是制备甲基丙烯酸甲酯树脂（有机玻璃）的原料。在医药、农药方面，除作为维生素C的原料外，还可以用作各种微生物与激素的萃取剂等等。丙酮的生产方法主要由异丙醇法、异丙苯法、发酵法、乙炔水合法和丙烯直接氧化法，目前世界上丙酮的工业生产以异丙苯法为主（约占93.2%），即用石油工业产品异丙苯在硫酸的催化下被空气氧化重排成丙酮，副产物苯酚。该方法产率高，产生的废品很少，而且同时能得到苯酚这一副产品，因此被称为“一箭双雕”法。我选择的生产方法就是异丙苯法。

关键词：丙酮，异丙苯，苯酚

目录

1前言 (1)

2原料、产品、副产品等物理化学性质 (2)

2.1原料的物理化学性质 (2)

2.2产品的物理化学性质 (3)

2.3副产品的物理化学性质 (4)

3生产工艺技术 (8)

3.1生产工艺简述 (8)

3.2影响因素 (11)

3.3国内外的最新的变化 (12)

4催化剂的应用 (16)

5安全与环境 (17)

5.1安全 (17)

5.2环境 (19)

参考文献 (21)

致谢 (22)

1前言

丙酮亦称二甲基酮, 是重要的有机化工原料和溶剂, 其化学性质较活泼, 能进行卤代、加成、缩合、还原等反应。以丙酮为原料制得甲基丙烯酸酯是有机玻璃单体。双酚A是合成材料单体, 丙酮亦可制醋酐、双丙酮醇、基化氧.异亚丙基丙酮、甲基异丁基丙酮、己烯二醇和异佛尔酮等。丙酮还可热解为乙烯M esityl oxide酮。

1595 年L ibavins 等第一次制得丙酮, 在工业上最早是用木材干馏得到的木焦酸为原料制取乙酸钙, 再干馏得丙酮。第一次世界大战期间, 由于对丙酮的需求激增, 开始利用 1919 年W ezm ann 提出的发酵法生产丙酮, 碳水化合物或糖密在特定的杆菌作用下, 发酵生产丙酮、丁醇和乙醇。此法首先在英国建成投产。后来虽然出现了从乙醇或乙炔制取乙酸, 再经乙酸钙干馏制取丙酮的几种方法, 但均不能与发酵法相竞争, 无工业化生产。三十年代末石油工业开始发展, 由于发酵法生产丙酮消耗大量粮食, 此法逐渐被以石油为原料的方法所代替; 首先发展的是异丙醇脱氢法, 50 年代异丙苯法生产苯酚、丙酮问世, 丙酮工业生产又转向此法。并成为目前世界上生产丙酮的主要方法。此外, 三十年代美国曾由液化石油气生产丙酮, 但由于产品是复杂混合物, 分离困难, 导致流程复杂, 现已停产。

丙烯直接氧化法制丙酮, 工业上称W acker 法, 是在乙烯直接氧化生产乙醛的基础上发展起来的, 日本建有三个工厂, 总生产能力 10^5t/a左右, 由于设备腐蚀问题, 未获得大规模发展。

目前世界上丙酮生产方法主要是异丙苯法、异丙醇脱氢法和丙烯直接氧化法; 发酵法在发展中国家仍有一定比重。

2 原料、产品、副产品等物理化学性质

2.1 产品的物理化学性质

密度在25℃时比重0.788

熔点:-94℃

沸点:56.48℃

饱和蒸气压(kPa)：53.32(39.5℃)

折光率1.3588

闪点:-17.78℃(闭杯)

极限参数：自燃点:465℃

爆炸极限：2.6%~12.8%

最大爆炸压力:87.3牛/平方厘米

最易引燃浓度:4.5

产生最大爆炸压力浓度:6.3%

最小引燃能量:1.15毫焦(当4.97%浓度时)

燃烧热值:1792千焦/摩尔(液体,25℃)

蒸气压:53.33千帕(39.5℃)

性质：易燃、易挥发，化学性质较活泼。是一种无色透明液体，有特殊的辛辣气味，易溶于水和甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、吡啶等有机溶剂

分子中羰基上的C原子以sp2杂化轨道成键，甲基C原子以sp3杂化轨道成键。

分子式：CH3COCH3，分子量：58.08

易燃、易挥发、有毒，化学性质较活泼，丙酮对氧化剂比较稳定。在室温下不会被硝酸氧化。用碱性高锰酸钾或铬酸钾等强氧化剂做氧化剂时，生成乙酸、甲酸、二氧化碳和水。在碱存在下发生双分子缩合，生成双丙酮醇。丙酮对氧化剂比较稳定。在室温下不会被硝酸氧化。用碱性高锰酸钾或铬酸钾等强氧化剂做氧化剂时，生成乙酸、甲酸、

二氧化碳和水。在碱存在下发生双分子缩合，生成双丙酮醇。不能用塑料瓶因为相似相溶有机溶剂会让塑料溶解，应避光保存因为易挥发

2.2原料的物理化学性质

中文名称:异丙苯[1]

中文别名:异丙基苯;枯烯

英文名称:Cumene

英文别名:isopropylbenzene; methyl ethyl benzene

CAS:98-82-8

EINECS:202-704-5

分子式:C9H12

分子量:120.19

用途:用作有机合成原料及提高发动机燃料辛烷值的添加剂下游产品:丙酮、苯酚、过氧化二异丙苯、过氧化氢异丙苯

应，生成2,4-二硝基异丙苯。与浓硫酸作用时主要在对位发生磺化反应。在紫外线照射下，85℃通入氧气或在90～130℃、0.1～1MPa下，通人氧气氧化生成过氧化氧异丙苯。在硫酸或酸性离子交换树脂催化下，过氧化氢异丙苯分解为苯酚和丙酮。异丙苯在硅酸铝催化下，400～500℃时分解成苯与丙烯。

2.3副产品的物理化学性质

1 苯酚的物理化学性质

外观与性状：白色结晶，有特殊气味。

CAS号： 108-95-2 [2]

熔点(℃)：40.6

相对密度（水=1）：1.07

沸点(℃)：181.9

相对蒸气密度（空气=1）：3.24

折射率1.5418

闪点79.5℃

分子式：C6H6O

化学式：C6H5OH，PhOH

分子量：94.11

饱和蒸气压(kPa)：0.13(40.1℃)

燃烧热(kJ/mol)：3050.6

临界温度(℃)：419.2

临界压力(MPa)：6.13

辛醇/水分配系数的对数值：1.46

闪点(℃)：79

爆炸上限%(V/V)：8.6

引燃温度(℃)：715

爆炸下限%(V/V)：1.7

溶解性：可混溶于醚、氯仿、甘油、二硫化碳、凡士林、挥发油、强碱水溶液。室温时稍溶于水，与大约8%水混合可液化，65℃以上能与水混溶，几乎不溶于石油醚。

毒性：有特殊的气味，有强腐蚀性。有毒，LD50 530mg/kg，

结构