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丙烯腈生产过程中pH值控制的研究

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  摘 要:随着世界范围内人类对化学世界的认识和摸索越来越深入,在日常生活中的方方面面越来越离不开各类化学产品的使用,相关化学产品的生产也越来越成为人们司空见惯的工作以及关注重点。现如今,丙烯腈工业已经有了四十多年的发展历程,经过长期不断的科学研究和生产实践环节,人们发现pH值在丙烯腈的生产工艺过程当中是一个起到了非常关键作用的工艺参数,会影响到丙烯腈生产各个方面的单元操作系统内容,接下来,我们会围绕这一内容进行探讨和研究。
  关键词:丙烯腈生产;pH值控制;化学产品生产
  1 引言
  在丙烯腈的具体生产过程当中,pH值起到了非常大的作用,是一个万万不可以被忽略的重要工艺参数,具体来说,会对丙烯腈的装置长周期稳定运行、产品质量、产品收率等方面都产生深刻的重要影响。在丙烯腈生产中关注pH值的控制工作,对于丙烯腈装置的生产技术水平的提高而言会起到至关重要的积极作用。
  2 丙烯腈的生产过程简述
  丙烯腈具体的生产中所使用的原理是利用丙烯氨发生氧化反应来生产丙烯腈。在生产出丙烯腈的同时,也会生成许多其他的副产物,例如丙烯醛、氢氰酸、乙腈以及丙烯酸,同时还有一氧化碳、二氧化碳或者其他少量未反应的丙烯和氨、惰性气体等。具体的生产工艺反应流程图如下表。
  需要的主要工具有反应器、急冷塔下段、急冷塔上段、急冷雾沫分离器、急冷塔后冷却器、吸收塔、萃取解吸塔、循环吸收水缓冲槽、萃取解吸塔顶油水分离器、乙腈解吸塔、脱氢氰酸塔、丙烯腈精制塔、循环泵。
  反应器放出的气体会经过精馏、萃取蒸馏、吸收、急冷等单元性基础操作。
  在这个反应当中,丙烯氨氧化过程主要有两个值得注意的特点:
  ①在生成的许多反应产物当中例如丙烯酸、氢氰酸、丙烯醛、丙烯腈等都很容易再次发生反应,共聚或者自聚生成新的聚合物。与此同时,生成的聚合物會污染塔和交换器,也就缩短了反应周期;
  ②氢氰酸会与反应会生成少量的羰基化合物发生亲核加成形成氰醇,在一定条件下会分解成为羰基化合物,如果不能对新生成的羰基化合物合理控制,就会对最终丙烯腈成品质量产生严重影响。
  在上述两个关键点当中,会对丙烯氨氧化工艺产生主要影响的因素就是pH值,如今,已经引起了不同生产厂家的重视。
  3 丙烯腈生产过程中pH值控制的方法
  3.1 调节反应器丙烯和氨的进料来对急冷端的pH值进行调节
  急冷塔系统的主要作用是将高温反应气体进行冷却,利用硫酸来中和除去反应气体中夹带的丙烯酸、丙烯醛1、高沸物和催化剂等不同物质以及未反应的氨。而能否达到目的,主要就是取决于能否对pH值做到精准的控制。
  在反应气体的预洗涤和急冷段内,可以通过对丙烯和氨的进料比进行调节来控制pH值的高低。
  丙烯酸是丙烯醛在反应期中发生氧化后出现的产物,用化学反应机理中我们可以了解到,丙烯醛的具体生成量实施与氨息息相关的,氨比如果高于平均水平,那么丙烯醛生成量少,丙烯酸最后的生成量也会减少,这种情况下急冷段的pH值就会较高。
  3.2 通过撤热水系统来对pH值进行调节
  一般情况下而言,撤热水系统的pH值最好控制在8.0到10.0之间,通常使用的方式是在反应中注入磷酸三钠。在实际的实践作业当中,可以根据生产当中通过化验分析能够得到撤热水系统的pH分析值,根据所得到的pH分析值的高低来调节最后向反应系统中需要注入磷酸三钠的量。
  具体来说,也就是倘若pH值分析值偏高,那么对磷酸三钠的注入量适当降低;倘若pH值分析值偏低,那么对磷酸三钠的注入量适当提高。
  3.3 通过大循环系统来对pH值进行调节
  通过大循环系统来对pH值进行调节是通过向贫水当中注入碳酸钠溶液来实现的,一般来说,需要将pH值控制在6.5到7.0之间。
  4 结束语
  pH值在丙烯腈的生产工艺过程中起到非常关键的作用,是无法被忽略的一个占据相当重要成分地位的工艺参数。在本文中,我们对于丙烯腈的生产过程进行了简单的介绍和说明,并且阐释了pH值的影响、对其进行控制的原因以及如何进行控制。想要达到丙烯腈生产过程中对pH值进行控制的目的,其中包括但不限于连续调节和连续检测等方法。希望通过本文中对于丙烯腈生产过程中pH值控制的探究内容,能够对相关领域工作人员在实际实践作业当中起到一定的参考作用,为我国的国民经济发展略尽绵薄之力。
  参考文献:
  [1]赵枫.丙烯腈生产过程中pH值控制的研究[J].现代工业经济和信息化,2015(14).
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