丙烯氧化制备丙烯酸的催化剂性能研究

摘要

丙烯酸作为化工行业的一种重要原料，在丙烯酸酯类、高吸水性树脂和助洗剂等生产方面应用广泛。山东开泰石化股份有限公司第一套丙烯酸装置始建于2004年，2006年正式投产，丙烯酸的生产设计能力为3万吨/年。其中丙烯作为丙烯酸生产装置的主要原材料，在空气和水蒸气存在下，经过催化剂床层发生两步氧化反应。第一步由原料丙烯被氧化成丙烯醛，第二步为丙烯醛进一步被氧化生成目标产物丙烯酸。本文主要针对山东开泰石化股份有限公司第一套丙烯酸装置中，在氧化反应器等各条件相同的情况下，分别利用兰化集团和日本化药集团生产的催化剂生产丙烯酸。通过对不同厂家催化剂条件下，分别对两个反应器进行原料丙烯的消耗和转化率、原料氧稀比、整个反应的碳平衡、目标产物的选择性和收率以及主要副产物的收率进行数据分析。 在丙烯氧化制丙烯醛反应过程中，在国产催化剂条件下的丙烯转化率平均为99.060％高于在日化催化剂条件下的平均值98.881％，但目标产物丙烯醛的平均选择性68.6513％和平均单程收率74.051％分别低于日化催化剂的78.2368％和80.277％，在主要副产物丙烯酸和醋酸的选择性方面日化催化剂低于国产的催化剂，总体来说在丙烯氧化制丙烯醛过程中日化催化剂的催化性能优于国产催化剂。 在丙烯醛氧化制丙烯酸过程中，丙烯醛的转化率在国产催化剂条件下为95.6706％低于日化催化剂条件下的98.8391％，目标产物丙烯酸的单程收率在国产催化剂条件下为79.252％低于在日化催化剂条件下的85.671％，而醋酸、丙烯醛、一氧化碳、二氧化碳和乙醛等所有副产物的单程收率在国产催化剂条件下分别高于日化催化剂的单程收率，在此过程中日化催化剂的催化活性明显优于国产催化剂。 通过四个月的数据统计分析，得出本公司氧化装置中日本化药生产的催化剂活性高，催化性能好，相对于兰化生产的催化剂来说，减少了物料消耗，增加了经济效益。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 丙烯酸化工行业的研究现状及进展情况

1．1．1 丙烯酸的性质

1．1．2 丙烯酸的生产技术

1．1．3 丙烯酸的主要应用领域

1．1．4 中国丙烯酸行业的发展

1．2 本课题立题依据及研究内容

第二章 催化剂在丙烯酸装置中的重要性

2．1 丙烯酸装置生产原理

2．1．1 丙烯氧化法工业生产丙烯酸的基本原理及主要化学反应方程式

2．2 丙烯酸装置工艺流程

2．2．1 丙烯酸前工序

2．2．2 丙烯酸后工序

第三章 丙烯氧化制丙烯醛催化剂性能研究

3．1 丙烯氧化过程控制的重要性

3．1．1 氧化生产装置中催化剂的作用

3．1．2 丙烯氧化制丙烯醛的反应条件

3．2 氧化分析取样

3．2．1 气体取样操作

3．2．2 吸收液取样操作

3．3 在不同催化剂条件下丙烯氧化制丙烯醛的反应情况

第四章 丙烯醛氧化制丙烯酸催化剂性能研究

4．1 丙烯醛氧化制丙烯酸在不同催化剂条件下的反应情况

4．2 急冷吸收塔在不同催化剂条件下的物料组成

第五章 结论

参考文献

致谢