Акрилонитрилът (AN) е ключов химичен междинен продукт за синтезиране на ABS смола, акрилни влакна, нитрилен каучук и флокуланти за пречистване на вода, а пропиленът е най-основната мономерна суровина за промишлено производство на акрилонитрил. Понастоящем глобалният основен път за производство на акрилонитрил е методът на амоксидиране на пропилен. Много производствени предприятия се фокусират върху регулирането на реакционната температура и съотношението на въздуха към амоняка, но лесно пренебрегват непрекъснатото въздействие, причинено от качеството на пропиленовата суровина. Следи от примеси в пропилена намаляват селективността на катализатора, увеличават страничните продукти като ацетонитрил, циановодород и въглеродни оксиди и повишават потреблението на енергия в секцията за разделяне. Тази статия организира сценариите за приложение на пропилей в производството на акрилонитрил, анализира предимствата на процеса на висококачествен пропилен и осигурява основа за избор на доставка на суровини от заводи за акрилонитрил.
I. Сценарии за приложение на пропилей в процесите на производство на акрилонитрил
Пропиленът претърпява реакция на амоксидиране с газ амоняк и въздух под действието на молибден-бисмутови катализатори за генериране на акрилонитрил. Целият процес е чувствителен към суровините и стабилността на състава на пропилена директно определя степента на преобразуване на единица и нивото на безопасна работа.
Индустриалният масов процес е методът за амоксидиране на пропилей Sohio с пълен реакционен поток:
Пропилен, газ амоняк и сгъстен въздух навлизат в реактора с кипящ слой пропорционално и претърпяват реакция на амоксидиране при условия над 400 градуса с молибден-бисмутови катализатори за генериране на суров акрилонитрил;
Реакционната газова смес претърпява бързо охлаждане, абсорбция и десорбция, за да се получи суров акрилонитрил;
Чрез многоколонна непрекъсната ректификация, примеси като ацетонитрил, циановодород и вода се отделят, за да се произведе рафиниран акрилонитрил, който се доставя надолу по веригата към линиите за производство на ABS и акрилни влакна.
Пропиленът участва в основната реакция като скелет на въглероден източник. Пропинът и пропадиенът в суровината лесно се подлагат на дълбоко окисление, което утежнява отлагането на въглерод върху повърхността на катализатора; сулфидите непрекъснато разрушават активните центрове на катализатора. Много единици изпитват съкратени цикли на регенерация на катализатора и необичайни колебания в отделянето на вторичен продукт циановодород, като основната причина е най-вече прекомерните примеси в пропиленовата суровина.
Като производител на производство на източник на пропилен, ZL Energy оптимизира индикаторите за вътрешен контрол на продукта според характеристиките на процеса на амоксидиране на акрилонитрил, разчита на многоетапна ректификация за стабилизиране на чистотата на пропилена, стриктно ограничава пропин, пропадиен, обща сяра и C4+ тежки компоненти и предоставя пълен доклад за газова хроматография с всяка партида, адаптирайки се към входящите стандарти за инспекция на големи единици с кипящ слой акрилонитрил и поддържаща гаранция за непрекъснато захранване с дълъг цикъл за единиците.
II. Основни предимства на висококачествения пропилен в производството на акрилонитрил
Индустриалният пропилен със стабилна чистота и ниски примеси може да забави отлагането на въглерод в катализатора и отравянето, да подобри селективността на акрилонитрила, да стабилизира условията на реактора, да намали натоварването при ректификационно разделяне и да удължи цикъла на работа на блока.
Амоксидацията на пропилен е силно екзотермична селективна реакция. Молибден-бисмутовите катализатори имат ограничена толерантност към различни примеси. Висококачественият пропилен носи множество предимства:
Бавно дезактивиране на катализатора, намаляване на честотата на регенерация
Сулфидите причиняват трайно увреждане на активността на катализаторите; ненаситените алкини лесно полимеризират и отлагат въглерод, покриващ активните центрове. Пропиленът с ниско съдържание на примеси може да удължи експлоатационния живот на катализатора и да намали разходите за регенериране при спиране.
Подобрете добива на акрилонитрил, контролирайте отделянето на странични продукти
Примесите предизвикват дълбоко окисление, генерирайки големи количества CO, CO₂ и ацетонитрил. Квалифицираният пропилен може да подобри селективността на целевия продукт, да намали налягането при третиране на страничните продукти и да намали потреблението на единица суровина за пропилен.
Стабилизирайте състоянието на реакцията на кипящия слой, избягвайте рисковете от горещи точки
Големите колебания в състава на пропилена лесно причиняват локално прегряване на реактора, създавайки опасности за безопасността; пропилей със стабилни индикатори улеснява контрола на процеса и поддържа стабилно натоварване на кипящия слой.
Намалете натоварването на системата за рафиниране, стабилизирайте качеството на крайния продукт
Повишените странични продукти увеличават трудностите при отделяне на кулата за коригиране; непрекъснатото въвеждане на примеси също лесно причинява колебания в цвета на акрилонитрила и индикаторите на инхибиторите на полимеризацията, засягайки качеството на ABS смолата надолу по веригата.
| Елемент за сравнение | Съвместим промишлен пропилен (подходящ за акрилонитрилни единици) | Пропилен с прекомерни примеси | Преки отрицателни производствени въздействия |
|---|---|---|---|
| Чистота на пропилена | По-голямо или равно на 99,5% | Ниска чистота, силно обогатяване на компоненти | Колебания на натоварването на реакцията, непрекъснато увеличаване на консумацията на суровини |
| Пропин, Пропадиен | Строг контрол на горната граница | Сравнително високо съдържание | Бързо отлагане на въглерод в катализатора, намалена ефективност на топлообмен в кипящ слой |
| Общо съдържание на сяра | Нисък стандарт за вътрешен контрол | Прекомерно съдържание на сяра | Необратимо отравяне на молибден-бисмутов катализатор, непрекъснато намаляване на селективността |
| Ниво на страничен продукт | Стабилно производство на ацетонитрил и циановодород | Забележимо увеличени странични продукти | Повишено потребление на енергия за ректификация, увеличени разходи за третиране на опасни отпадъци |
| Работно състояние на уреда | Възможна е дългосрочна непрекъсната стабилна работа | Чести настройки на параметрите на процеса, регенерация на катализатора | Съкратено ефективно време за производство, увеличени общи разходи |
III. Твърди изисквания за ключови индикатори за пропиленови суровини в процесите на амоксидиране на акрилонитрил
Процесът на амоксидиране на акрилонитрил в кипящ слой е чувствителен към ненаситени примеси и смесеният пропилей е забранен. Трите основни индикатора на пропин + пропадиен, обща сяра и тежки компоненти са основни контролни точки. Изискванията за акрилонитрилни суровини са между полипропилен и HPPO пропиленов оксид, но контролът на алкините е особено критичен:
Пропин, Пропадиен:Изключително склонни към полимеризация и коксуване във високотемпературния кипящ слой, прилепвайки към повърхностите на частиците на катализатора и намалявайки ефекта на флуидизация и ефективността на топлообмена;
Обща сяра:Следи от сулфиди непрекъснато се натрупват, като непрекъснато унищожават каталитично активните центрове;
C4 Тежки компоненти:Претърпяват реакции на крекинг и окисление, увеличаване на страничните продукти и последващо натоварване от разделяне.
Евтиният смесен пропилей на пазара има неконтролируеми колебания в състава. В краткосрочен план може да изглежда, че спестява разходи за доставка, но в дългосрочен план предизвиква скрити загуби като увеличена консумация на катализатор и консумация на енергия. Пропиленът на ZL Energy използва независимо производство на ректификация и разделен резервоар за съхранение, елиминирайки смесването на външни компоненти и може да отговори на нуждите от стабилно снабдяване с газ на големи агрегати за акрилонитрил.
IV. Практическо резюме на препоръките за доставка и употреба на пропилен от акрилонитрилни предприятия
Снабдяването с пропилен не може просто да сравнява цените; той трябва да оценява цялостно показателите за примеси и стабилността на партидата. Преди смяна на източниците на газ трябва да се извърши средносрочно и дългосрочно проследяване на работното състояние.
За новопостроени или рестартирани след поддръжка акрилонитрилни агрегати, рутинно тествайте индикаторите за обща сяра, алкини и тежки компоненти на пропилен;
Когато сменяте доставчиците на пропилен, непрекъснато наблюдавайте промените в степента на преобразуване, селективността и отделянето на странични продукти ацетонитрил и циановодород;
Подобряване на съоръженията за предварителна обработка на пропилен, оборудвани с модули за филтриране и изсушаване, за предотвратяване на вторични примеси, въведени по време на транспортиране;
Големите непрекъснати производствени линии трябва да дадат приоритет на подписването на дългосрочни споразумения за доставка на газ, за да устоят на производствените сътресения, предизвикани от колебанията в предлагането на пазара.
