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丁二烯氢氰化工艺如何突破
时间:2021-07-25 00:25点击量:


本文摘要:在制备己二腈的几种工艺中,丁二烯必要氢氰化法尽管使用剧毒易挥发的氢氰酸为原料,对设备以及操作者条件严苛,但仍被视作主流工艺前进,目前有数几套中试装置早已或将要投产。 但必须留意的是,丁二烯必要氢氰化法制备己二腈催化剂较为娇气,催化剂自由选择与掌控是该工艺的硬核,只有迈过了这道考验,才能构建催化剂、丁二烯消耗双叛,也只有这样己二腈国产化技术才能媲美国际先进设备。

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在制备己二腈的几种工艺中,丁二烯必要氢氰化法尽管使用剧毒易挥发的氢氰酸为原料,对设备以及操作者条件严苛,但仍被视作主流工艺前进,目前有数几套中试装置早已或将要投产。  但必须留意的是,丁二烯必要氢氰化法制备己二腈催化剂较为娇气,催化剂自由选择与掌控是该工艺的硬核,只有迈过了这道考验,才能构建催化剂、丁二烯消耗双叛,也只有这样己二腈国产化技术才能媲美国际先进设备。

  氢氰化法为主流工艺  丁二烯必要氢氰化法于上世纪70年代由杜邦在丁二烯氯化氢化法的基础上研发而出,第一套生产装置也已竣工并构建工业化。丁二烯必要氢氰化法是将两个分子的氢氰酸在零价镍和含磷配体构成的催化剂起到下与丁二烯再次发生加成反应,反应过程可分成一级氢氰化、异构化和二级氢氰化3个过程。  一级氢氰化反应过程拒绝皆互为(液相)反应,反应器使用具有加热装置的反应釜,反应温度大约为100℃,反应压力需使反应物1,3-丁二烯与氢氰酸维持液态。反应物流经过滤器和蒸发器对丁二烯和催化剂展开重复使用,并循环到反应器中再行利用,然后再对反应产物展开精馏,获得洁净的3-戊烯腈和2-甲基-3-丁烯腈。

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随后3-戊烯腈转入二级氢氰化,2-甲基-3-丁烯腈则转入异构化反应工段,在催化剂起到下异构化为3-戊烯腈,更进一步异构化分解己二腈的前体4-戊烯,再行再次发生二级氰化反应获得己二腈,反应过程中分解乙基丁二腈、3-甲基戊二腈和2-戊腈等副产物。  异构化阶段使用镍与含磷配体构成的络合物为催化剂,催化剂与一级氢氰化的催化剂完全相同。

二级氢氰化工段的反应同为皆互为反应,某种程度使用镍与含磷配体构成的络合物为催化剂,但是配体与一级氢氰化有所不同,并重新加入路易斯酸或者硼烷类作为幸催化剂。  催化剂性能待提高  目前,丁二烯必要氢氰法制己二腈的技术要点是提升一级氢氰化目标产物3-戊烯腈的选择性,增加副产物2-甲基-3-丁烯腈的产生量,使异构化工程的处置量减少,进而减少投资。  因此,该技术难题在于自由选择和制备选择性和产率较为理想的催化剂,特别是在是催化剂配体的自由选择。如果把催化剂比作一台挖掘机,催化剂中的金属相等于钻头,配体就是助推器,要研发出有性能好的催化剂,就要大大优化,寻找发动机仅次于的助推器。

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  丁二烯法氢氰化催化剂配体主要为膦单烷氧基膦、磷酸酯和亚磷酸酯等。配体既要有刚的骨架,又要有柔的相连单元,才能刚柔相济调控催化剂性能。磷鳌通配体结构有所不同,效果也就有差异,制备新型结构的磷鳌通配体可玩性大,既要符合路线简练、操作者非常简单的拒绝,还要经济性较为好。目前,配体自由选择基本环绕各种含磷结构展开较为,也可以切换思路找寻别的化合物。

  工艺掌控是关键  丁二烯氢氰化法催化剂较为娇气,加热不易分解成,时逢水易水解,这就必须对生产原料严格控制,防止有水分而且操作过程仅有密封。工艺设计不仅需对转入反应器的原料展开预处理,使水分含量不低于200ppm,还须要掌控反应温度,防止温度过低。  在异构化反应和二次氢氰化反应中重新加入有机碱,可抑制异构化反应和二次氢氰化反应中含磷配体的水解,使含磷配体水解率控制在5%以内,同时提升零价镍催化剂和含磷配体的分离出来回收率,减少丁二烯法制备己二腈的原料成本。  此外,催化剂重复使用时也必需再行除去氢氰酸和丁二烯,这一方面可避免催化剂在先前塔釜停留时间过长,使催化剂活性减少,另一方面也可以防止由于催化剂重复使用沸点比较较高造成的塔底温度过低问题。

此外,催化剂重复使用若使用加压精馏方式,则对设备以及操作者拒绝比较较高,若使用提取方式,则必须寻找适合的提取剂。因此,新型催化剂研发必需提升其不受热分解温度,以减少对设备及操作者条件的拒绝。


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