丙酮的生产工艺(苯酚联产丙酮)

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• 危险特性:其蒸气与空气可形成爆炸性混合物, 遇明火、高热极易燃烧爆炸。与氧化剂能发生强 烈反应。其蒸气比空气重,能在较低处扩散到相 当远的地方,遇火源会着火回燃。若遇高热,容 器内压增大,有开裂和爆炸的危险。 • 有害燃烧产物:一氧化碳、二氧化碳。 • 灭火方法:尽可能将容器从火场移至空旷处。喷 水保持火场容器冷却,直至灭火结束。处在火场 中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音, 必须马上撤离。 • 灭火剂:抗溶性泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。 用水灭火无效。
• 储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房。 远离火种、热源。库温不宜超过26℃。保 持容器密封。应与氧化剂、还原剂、碱类 分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、 通风设施。禁止使用易产生火花的机械设 备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备 和合适的收容材料。
三、丙酮的生产工艺方法
• 丙酮的生产方法主要有异丙醇法、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。世界上三分 之二的丙酮是制备苯酚的副产品,是异丙苯氧化 后的产物之一。该技术目前主要的专利生产商有 Kellogg Brown & Root公司、三井化学公司和 UOP公司。
1、作用与用途
• 丙酮是重要的有机合成原料,用于生产环 氧树脂,聚碳酸酯,有机玻璃,医药,农 药等。亦是良好溶剂,用于涂料、黏结剂、 钢瓶乙炔等。也用作稀释剂,清洗剂,萃 取剂。还是制造醋酐、双丙酮醇、氯仿、 碘仿、环氧树脂、聚异戊二烯橡胶、甲基 丙烯酸甲酯等的重要原料。在无烟火药、 赛璐珞、醋酸纤维、喷漆等工业中用作溶 剂。在油脂等工业中用作提取剂。
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工艺流程
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• 新鲜异丙苯和从提浓与回收工序提纯精制后的 异丙苯,送到贮罐(1)碱洗,再换热(2)预热后 进入反应器(3)的下部。空气也从下部进入, 与物料同方向流动。从(3)上侧线采出反应液 (含CHP约15%) ,进入第二个氧化塔⑷底部, 塔(4)的底部也通入空气。从塔 (4)上部侧线 采出的氧化液中含CHP董为25%左右,送入分 层罐(8),从罐的底部排出水和碳酸钠,罐上 部采出的氧化液送到下一工序。为调节氧化塔 内的pH值,分别从塔顶加入碳酸钠水溶液。从 两个塔顶塔排出的尾气经冷凝器(5)和(6)回收 异丙苯后送入 尾气处理系统 37
• 三、丙酮的生产工艺方法 • 四、异丙苯制取丙酮的生产工艺 • (一)异丙苯的制取 • 1、固体磷酸催化法(SPA)生产异丙苯 • 2、非均相AICI3· HCI络合催化法生产异丙苯工艺 • 3、均相AICI3络合催化法生产异丙苯工艺 • 4、沸石分子筛生产异丙苯 • (二)丙酮的制取 • 1、过氧化氢异丙苯的制取 • 2、CHP分解 • 3、产品精制
• 贮罐1中的提浓液经泵2送入分解反应器3。丙 酮和硫酸控制比例加入3中。3中反应热主要 靠丙酮蒸发移出,蒸出的丙酮在冷凝器4和5 中冷凝后返回分解反应器。反应液从釜3的下 部出料,经6冷却后进入中间罐7, (8)将其泵 送到分解液循环泵9入口,与从中和罐10出来 的芒硝溶液混合,经泵9循环返回罐10。通过 这一个循环实现利用芒硝水溶液抽提分解液 中的硫酸。抽提到芒硝水溶液中的硫酸用酚 钠或氢氧化钠中和,循环泵11提供动力。中 和液(10)上部采出,送产品分离精制工序。
3、急救措施 • 皮肤接触:脱去污染的衣着,用肥皂水和 清水彻底冲洗皮肤。 • 眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理 盐水冲洗。就医。 • 吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持 呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼 吸停止,立即进行人工呼吸。就医。 • 食入:饮足量温水,催吐。就医。
4、消防措施
6、操作处置与储存
• 操作注意事项:密闭操作,全面通风。操作人员 必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操 作人员佩戴过滤式防毒面具(半面罩),戴安全 防护眼镜,穿防静电工作服,戴橡胶耐油手套。 远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆 型的通风系统和设备。防止蒸气泄漏到工作场所 空气中。避免与氧化剂、还原剂、碱类接触。灌 装时应控制流速,且有接地装置,防止静电积聚。 搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备 相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。 倒空的容器可能残留有害物。
4、沸石分子筛生产异丙苯
(二)、丙酮的生产工艺
1、过氧化氢异丙苯的制取
• 异丙苯氧化制过氧化氢异丙苯(CHP)
• 这是一个自由基链式反应,和一般的自由基 链式反应一样。 • 链引发
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• 链增长
• 链终止
• 在链引发和终止阶段生成某些副产物
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• 氧化反应的副产物较多,产物CHP不稳定,易分 解,造成氧化反应收率降低,向反应系统中加 添加剂,可解决这问题。氧化反应添加剂是 CHP的钠盐(简称CHP-Na,下同)和碳酸钠。 反应中有微量的有机酸生成(如甲酸、苯甲 酸),促进了CHP的分解,使收率下降。加 入碳酸钠调节pH值在6--8之间,抑制CHP的 分解。
1、物理性质
• 丙酮结构式 • 外观与性状:无色透明易流动液体,有芳香气味, 极易挥发。 • 熔点(℃):-94.6 • 相对密度(水=1):0.80 • 沸点(℃):56.5
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相对蒸气密度(空气=1):2.00 分子式:C3H6O 分子量:58.08 饱和蒸气压(kPa):53.32(39.5℃) 燃烧热(kJ/mol):1788.7 临界温度(℃):235.5 临界压力(MPa):4.72 辛醇/水分配系数的对数值:-0.24
2mol丙酮在各种酸性催化剂(盐酸,氯化锌或硫酸) 存在下生成亚异丙基丙酮,再与1mol丙酮加成,生 成佛尔酮(二亚异丙基丙酮)。3mol丙酮在浓硫酸 作用下,脱3mol水生成1,3,5-三甲苯。在石灰。 醇钠或氨基钠存在下,缩合生成异佛尔酮(3,5, 5-三甲基-2-环己烯-1-酮) 在酸或碱存在下,与醛或 酮发生缩合反应,生成酮醇、不饱和酮及树脂状物 质。与苯酚在酸性条件下,缩合成双酚-A。丙酮的 α-氢原子容易被卤素取代,生成α-卤代丙酮。与次 卤酸钠或卤素的碱溶液作用生成卤仿。
2、危险性概述
• 健康危害:急性中毒主要表现为对中枢神经系统 的麻醉作用,出现乏力、恶心、头痛、头晕、易 激动。重者发生呕吐、气急、痉挛,甚至昏迷。 对眼、鼻、喉有刺激性。口服后,先有口唇、咽 喉有烧灼感,后出现口干、呕吐、昏迷、酸中毒 和酮症。 • 慢性影响:长期接触该品出现眩晕、灼烧感、咽 炎、支气管炎、乏力、易激动等。皮肤长期反复 接触可致皮炎。 • 燃爆危险:该品极度易燃,具刺激性。
• 丙酮与Grignard试剂发生加成作用,加成产 物水解得到叔醇。丙酮与氨及其衍生物如 羟氨、肼、苯肼等也能发生缩合反应。此 外,丙酮在500~1000℃时发生裂解,生成 乙烯酮。在170~260℃通过硅-铝催化剂, 生成异丁烯和乙醛;300~350℃时生成异丁 烯和乙酸等。
二、作用与用途及使用注意事项
2、非均相AICI3· HCI络合催化法生产异丙苯 工艺
在日本、苏联和我国大都采用传统的非均 苯、进而制造苯酚丙酮。其主要工艺条件是 在温度8O℃,接近常压下,采用浓度为5O ~9O ℃的丙烯和干燥的苯在AICI3· HCI络合物 催化剂存在下生产异丙苯,同时生成二、三、 多异丙苯,后者送回反应器或送入反烃化反应 器进行反烃化反应再生成异丙苯,再进一步氧 化分解生成苯酚、丙酮。
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闪点(℃):-20 爆炸上限%(V/V):13.0 引燃温度(℃):465 爆炸下限%(V/V):2.5 溶解性:与水混溶,可混溶于乙醇、乙醚、 氯仿、油类、烃类等多数有机溶剂。
2、化学性质
• 丙酮是脂肪族酮类具有代表性的的化合 物,具有酮类的典型反应。例如:与亚硫 酸氢钠形成无色结晶的加成物。与氰化氢 反应生成丙酮氰醇。在还原剂的作用下生 成异丙酮与频哪醇。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。
5、泄漏应急处理
• 应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至安全区, 并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应 急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防静电工作 服。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪 沟等限制性空间。 • 小量泄漏:用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。 也可以用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。 • 大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖, 降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集 器内,回收或运至废物处理场所处置
2、CHP分解 • 主反应
• 副反应
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• CHP分解的催化剂种类很多,分为三大类. 第 一类是能在水中溶解并起反应,如盐酸、琉 酸等,第二类是能在含有过氧化物的有机介 质中悬浮并起反应的,如苯磺酸、氯乙酸等 强有机酸,第三类 是非均相催化剂。工业上 常用硫酸和离子交换树脂。
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• 工艺流程
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丙酮
七人行 组长:崔立松 组员:开慧 闵欢 李德胜 张兴宏 闵欢 朱卫东 李凤轩 朱卫东
演讲: 崔立松
目录
• 一、理化性质 • 1、物理性质 • 2、化学性质 • 二、作用与用途及使用注意事项 • 1、作用及用途 • 2、危险性概述 • 3、急救措施 • 4、消防措施 • 5、泄露应急处理 • 6、操作处置及储存
• Solutia公司开发了一种用氮氧化物氧化苯 生产苯酚的技术,但是该公司去年取消了 采用该工艺建厂的计划,因为采用该项技 术毛利水平太低。日本的研究人员最近还 开发了一种采用铕-钛催化剂以苯为原料的 一步法生产苯酚和丙酮的生产工艺。
四、异丙苯法制取丙酮的生产工 艺
(一)、异丙苯的制取
1、固体磷酸催化法(SPA)生产异丙苯 • 美国UOP公司开发的SPA 法生产异丙苯工 艺,由于具有独特的性能:催化剂使用寿命长、 生产大型化、三废少并易处理,能源利用合 理等优点。在异丙苯生产中主要的操作工 序有:烃化反应、丙烷脱除、苯回收精制、 烃化液白土处理、异丙苯精制、多异丙苯 回收及反烃化反应。
3、均相AICI3络合催化法生产异丙苯工艺
1979年美国M osanto公司在传统的非均相 AICI 3法的基础上成功地开发了均相烃化法生 产异丙苯新工艺.1989年已实现工业化并向4 个厂家出售了自己的专利技术。 均相法主要操作工序有HCI发生系统、催化剂 络合物配制系统、苯精制及干燥系统,烃化反 烃化系统、反应混台物水洗中和、三塔精制、 Ai(OH)a脱除等。
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3、产品精制 • 丙酮精制 • 主要杂质是水和还原性物质(如乙醛),工业上 大都釆用化学法脱醛。中和后的分解液进入 粗丙酮塔1, 1顶部蒸出的粗丙酮经3冷凝后 进入回流罐4,用泵5送出,部分回流,另一 部分采出。采出的粗丙酮进入碱洗混合器6, 与氢氧化钠混合使醛类缩合后进入丙酮精制 塔7。7顶部蒸出的丙酮经冷凝后进入回流罐9, 用泵(10)送出,一部分回流,另一部分作为 产品釆出,包装后出厂。
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• 流程见图
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