石油化工工艺学第六章碳三及其化工产品生产92p

石油化工工艺学
6.1
丙烯的聚合工艺
6.1.2聚合机理
丙烯聚合反应的机理相当复杂，—般来说，可 以划分为四个基本反应步骤：活化反应；形成活性 中心；链引发；链增长及链终止。 对于活性中心，主要有两种理论：单金属活性 中心模型理论和双金属活性中心模型理论。普遍接 受的是单金属活性中心理论。该理论认为活性中心 是呈八面体配位并存在一个空位的过渡金属原子。
本体-气相组合工艺
反 应 釜 类 型
连续管式聚合工艺： Basell的Spheripol工艺 Borealis的Borstar工艺 技术
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6.1
丙烯的聚合工艺
6.1.3生产工艺
按 反 应 釜 类 型
气相聚合工艺
气相搅拌床工艺： Innovene气相工艺 窒素的气相工艺 气相流化床工艺： UCC和Unipol工艺 技术
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6.1
丙烯的聚合工艺
6.1.2聚合机理
丙烯聚合的反应速率常用下式表示：
RP
* kP C M
式中：RP——反应速率；
kP——聚合反应速率常数； [C*]——活性中心浓度； [M]——丙烯单体浓度。
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6.1
丙烯的聚合工艺
6.1.2聚合机理
动力学参数受催化剂和聚合条件的影响，催化体 系的复杂性以及非均相特性使得准确地分析动力学参 数非常困难。 对于不同类型的催化剂，它们的反应速率常数有 很大差别，如MgCl2负载的催化剂与常规的TiCl3催化 剂相比，要高很多，而茂金属催化体系的反应速率常 数则又比氯化钛体系更高。
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6.2 异丙苯、苯酚和丙酮的生产
6.2.2异丙苯的生产 采用磷酸硅藻土为催化剂生成异丙苯的反应原理
H C
3
CH
CH
3
+
HCH C
3
CH
磷酸/硅藻土 1.8~2.8MPa 473~573K
2
+
26.4KJ/mol
反应过程中，异丙苯与丙烯能发生副反应生 成二异丙苯，丙烯自聚与齐聚，生成聚丙烯与丙 烯齐聚物（己稀、壬稀、四聚物）
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6.2 异丙苯、苯酚和丙酮的生产
6.2.2异丙苯的生产 副 反 应
H C
3
CH
CH
3
H C
3
CH
CH
3
+
n HCH3C CH
HCH C
3
CH
2
+
H C
2
H C CH CH
3
3
2
CH n CH
3 6 12
HCH C
3
CH
2
+ + +
HCH C
3
CH
2
C H
C H
6 12
HCH C
3
CH
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6.2 异丙苯、苯酚和丙酮的生产
6.2.2异丙苯的生产 异丙苯是一种重要的化工原料，目前，工业上 生产异丙苯的方法主要有以下三种： （1）以三氯化铝为催化剂进行气液相反应； （2）以磷酸硅藻土为催化剂进行气固相反应； （3）在硫酸存在下进行液相烷基化反应。 三种方法随生产方法不同工艺条件各异。
6.2 异丙苯、苯酚和丙酮的生产
6.2.1异丙苯、苯酚和丙酮的性质
异丙苯
俗称石碳酸，具 有特殊气味的无 色结晶，易溶于 水，有一定的腐 蚀性；化学性质 活泼，能发生取 代、缩合等反应
苯酚
无色透明液体， 不溶于水，溶于 乙醇、苯、乙醚 和四氯化碳；主 要用丙烯与苯进 行烷基化反应得 到
丙酮
无色透明、易燃、 易挥发液体；能 和水及其它有机 溶剂互溶；化学 性质活泼，能发 生加成、取代、 缩合等反应
6.1
丙烯的聚合工艺
6.1.1聚丙烯的性质和用途 6.1.2聚合机理 6.1.3生产工艺
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6.1
丙烯的聚合工艺
6.1.1聚丙烯的性质和用途
性质
用途
可用作电扇马达罩和电器绝 无臭、无味、无毒，乳白色 缘材料、建筑材料； 粒状或粉状产品； 专用牌号可用于制作洗衣机 具有优良的机械性能、电绝 筒料、输液瓶等； 缘性能、耐热性能，易加工； 还可用于制作编织袋、包装 耐光性很差，易老化，低温 薄膜，外套编织袋包装，也 下冲击强度差，染色性差。 可用于生产纤维。
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6.1
丙烯的聚合工艺
6.1.3生产工艺
催化剂的进步促使丙烯聚合生产工艺不断简化、合 理，从而节能、降耗。
表6-1 PP生产工艺的进步
工艺发展阶 第一代(溶液 第二代(浆液 第三代(气相 段 法、浆液法) 法、本体法) 法) 特点 单体（t/t） 能耗(kcal/t)
①
脱灰、脱无 规则物 1.050-1.150 （2.5-4.5） ×106
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第六章碳三及其化工产品生产
石油化工工艺学
目录
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7

丙烯的聚合工艺 异丙苯、苯酚和丙酮的生产 丙烯氧化生产丙烯酸与化工利用 丙烯氨氧化生产丙烯腈 丙烯氯化制氯丙烯及环氧氯丙烷 环氧丙烷和丙二醇的生产 丁、辛醇的生产
脱无规物 1.015 1.6×l=4.18J
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6.1
丙烯的聚合工艺
6.1.3生产工艺
近年来，传统的浆液法工艺在 PP 生产中的比例明显 下降，目前世界上比较先进的 PP生产工艺主要是本体-气 相组合工艺和气相法工艺。 连续釜式聚合工艺： 三井油化的Hypol工艺 按
2
C H
9 18
C H
9 18
HCH C
3
CH
2
C H
12 24
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6.2 异丙苯、苯酚和丙酮的生产
6.2.2异丙苯的生产 此外，原料丙烯中含有的乙烯，丁二烯和异丁 烯与苯反应生成乙苯、仲丁基苯和叔丁基苯等。
反应产物组成中有苯、异丙苯、二异丙苯、乙 苯、丁基苯及少量高沸物，混合物的相对挥发度较 大。因此，可用普通精馏方法将其分离，得到纯度 较高的异丙苯。
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6
碳三及其化工产品生产 碳三产品中产量最大、用途最广
来源一 来源二
由炼油厂 裂化装置 的炼厂气 回收
丙烯
在石油烃 裂解制乙 烯时联产 所得
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6
碳三及其化工产品生产
丙烯具有双键结构，因而具有烯烃的反应特性
聚合 加成 氧化
丙烯可参 与的反应
氯化 羰基合成 炔化
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搅拌床工艺与流化床工艺的 差别：前者反应器内气相单 体的流动速度保持在流化速 度以下，时空产率要高；可 有效地除去聚合热。
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6.2 异丙苯、苯酚和丙酮的生产
6.2.1异丙苯、苯酚和丙酮的性质 6.2.2异丙苯的生产 6.2.3苯酚、丙酮的生产 6.2.4苯酚、丙酮的生产工艺过程
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