Acrilonitrilul (AN) este un intermediar chimic cheie pentru sinteza rășinii ABS, fibrelor acrilice, cauciucului nitrilic și floculantilor pentru tratarea apei, iar propilena este cea mai mare materie primă monomer pentru producția industrială de acrilonitril. În prezent, calea globală de producție a acrilonitrilului este metoda de amoxidare a propilenei. Multe întreprinderi de producție se concentrează pe reglarea temperaturii de reacție și a raportului dintre aer și amoniac, dar trec cu ușurință cu vederea impactul continuu cauzat de calitatea materiei prime propilene. Urmele de impurități din propilenă reduc selectivitatea catalizatorului, măresc subprodușii cum ar fi acetonitrilul, cianura de hidrogen și oxizii de carbon și cresc consumul de energie în secțiunea de separare. Acest articol organizează scenariile de aplicare a propilenei în producția de acrilonitril, analizează avantajele procesului de propilenă de înaltă calitate și oferă baza de selecție pentru achiziționarea de materii prime de către fabricile de acrilonitril.
I. Scenarii de aplicare a propilenei în procesele de producție a acrilonitrilului
Propilena suferă o reacție de amoxidare cu amoniacul gazos și aerul sub acțiunea catalizatorilor de molibden-bismut pentru a genera acrilonitril. Întregul proces este sensibil la materiile prime, iar stabilitatea compoziției propilenei determină direct rata de conversie a unității și nivelul de funcționare sigur.
Procesul industrial principal este metoda de amoxidare a propilenei Sohio, cu un flux de reacție complet:
Propilena, amoniacul gazos și aerul comprimat intră proporțional în reactorul cu pat fluidizat și suferă o reacție de amoxidare în condiții de peste 400 de grade cu catalizatori de molibden-bismut pentru a genera acrilonitril brut;
Amestecul de gaz de reacție suferă o răcire rapidă, absorbție și desorbție pentru a obține acrilonitril brut;
Prin rectificarea continuă pe mai multe coloane, impuritățile precum acetonitril, cianura de hidrogen și apa sunt separate pentru a produce acrilonitril rafinat, furnizat în continuare în aval liniilor de producție de ABS și fibre acrilice.
Propilena participă la reacția principală ca schelet sursă de carbon. Propina și propadiena din materia primă suferă cu ușurință o oxidare profundă, agravând depunerea de carbon pe suprafața catalizatorului; sulfurile distrug continuu situsurile active ale catalizatorului. Multe unități se confruntă cu cicluri scurte de regenerare a catalizatorului și fluctuații anormale ale producției de cianură de hidrogen a produsului secundar, cauza principală fiind în mare parte impuritățile excesive din materia primă de propilenă.
În calitate de producător de producție de surse de propilenă, ZL Energy optimizează indicatorii de control intern al produselor în funcție de caracteristicile procesului de amoxidare a acrilonitrilului, se bazează pe rectificarea în mai multe etape pentru a stabiliza puritatea propilenei, limitează strict propina, propadiena, sulful total și componentele grele C4+ și oferă un raport complet de cromatografie gazoasă, care adaptează la fiecare standard de testare a patului mare de fluide în batch unități de acrilonitril și garanție de alimentare continuă cu ciclu lung pentru unități.
II. Avantajele de performanță de bază ale propilenei de înaltă calitate în producția de acrilonitril
Propilena industrială cu puritate stabilă și impurități scăzute poate încetini depunerea de carbon catalizator și otrăvirea, îmbunătăți selectivitatea acrilonitrilului, stabilizează condițiile reactorului, reduce sarcina de separare prin rectificare și extinde ciclul de funcționare al unității.
Amoxidarea propilenei este o reacție selectivă puternic exotermă. Catalizatorii de molibden-bismut au toleranță limitată la diferite impurități. Propilena de înaltă calitate aduce multiple beneficii:
Dezactivarea lentă a catalizatorului, reducerea frecvenței de regenerare
Sulfurile provoacă deteriorarea permanentă a activității catalizatorilor; alchinele nesaturate polimerizează cu ușurință și depozitează carbonul care acoperă locurile active. Propilena cu impurități scăzute poate prelungi durata de viață a catalizatorului și poate reduce costurile de regenerare prin oprire.
Îmbunătățiți randamentul acrilonitrilului, controlați producția de subprodus
Impuritățile declanșează oxidarea profundă, generând cantități mari de CO, CO₂ și acetonitril. Propilena calificată poate îmbunătăți selectivitatea produsului țintă, poate reduce presiunea de tratare a subprodusului și poate reduce consumul de unitate de materie primă de propilenă.
Stabilizați starea de reacție a patului fluidizat, evitați riscurile de puncte fierbinți
Fluctuațiile mari ale compoziției propilenei provoacă cu ușurință supraîncălzirea locală a reactorului, aducând pericole de siguranță; propilena cu indicatori stabili facilitează controlul procesului și menține sarcina stabilă în pat fluidizat.
Reduceți sarcina sistemului de rafinare, stabilizați calitatea produsului finit
Produsele secundare crescute cresc dificultatea de separare a turnului de rectificare; introducerea continuă a impurităților provoacă, de asemenea, cu ușurință fluctuații ale indicatorilor de culoare și inhibitor de polimerizare a acrilonitril, afectând calitatea rășinii ABS din aval.
| Element de comparație | Propilenă industrială conformă (potrivit pentru unități de acrilonitril) | Propilenă cu impurități excesive | Impact negativ direct asupra producției |
|---|---|---|---|
| Puritatea propilenei | Mai mare sau egal cu 99,5% | Puritate scăzută, îmbogățire a componentelor grele | Fluctuația sarcinii de reacție, creșterea continuă a consumului de materii prime |
| Propină, Propadienă | Control strict al limitei superioare | Conținut relativ ridicat | Depunerea rapidă a carbonului catalizatorului, scăderea eficienței schimbului de căldură în pat fluidizat |
| Conținut total de sulf | Standard scăzut de control intern | Conținut excesiv de sulf | Intoxicare ireversibilă a catalizatorului de molibden-bismut, scădere continuă a selectivității |
| Nivel de produs secundar | Producție stabilă de acetonitril și cianură de hidrogen | Subproduse semnificativ crescute | Creșterea consumului de energie de rectificare, creșterea costurilor de tratare a deșeurilor periculoase |
| Starea de funcționare a unității | Este posibilă funcționarea stabilă continuă pe termen lung | Ajustări frecvente ale parametrilor procesului, regenerarea catalizatorului | Timp efectiv de producție scurtat, costuri cuprinzătoare crescute |
III. Cerințe severe pentru indicatorii cheie de materie primă de propilenă în procesele de amoxidare a acrilonitrilului
Procesul în pat fluidizat de amoxidare cu acrilonitril este sensibil la impuritățile nesaturate, iar amestecul de propilenă este interzis. Cei trei indicatori majori de propină + propadienă, sulf total și componente grele sunt punctele de control de bază. Cerințele de materie primă pentru unitatea de acrilonitril se încadrează între polipropilenă și oxidul de propilenă HPPO, dar controlul alchinei este deosebit de critic:
Propină, Propadienă:Extrem de predispus la polimerizare și cocsificare în patul fluidizat la temperatură înaltă, aderând la suprafețele particulelor de catalizator și reducând efectul de fluidizare și eficiența schimbului de căldură;
Sulf total:Urme de sulfuri se acumulează continuu, distrugând continuu centrii activi catalitici;
Componente grele C4:Suferă reacții de cracare și oxidare, crescând produșii secundari și sarcina ulterioară de separare.
Amestecul de propilenă la preț scăzut de pe piață are fluctuații incontrolabile ale compoziției. Pe termen scurt poate părea că economisește costurile de achiziție, dar pe termen lung declanșează pierderi ascunse, cum ar fi consumul crescut de catalizator și consumul de energie. Propilena ZL Energy utilizează producția de rectificare independentă și stocarea compartimentată a rezervorului, eliminând amestecarea componentelor externe și poate satisface nevoile stabile de alimentare cu gaz ale unităților de acrilonitril la scară largă.
IV. Rezumat practic al recomandărilor pentru achiziționarea și utilizarea propilenei de către întreprinderile de acrilonitril
Achiziția de propilenă nu poate pur și simplu compara prețurile; ar trebui să evalueze cuprinzător indicatorii de impurități și stabilitatea lotului. Înainte de schimbarea surselor de gaz, trebuie efectuată urmărirea stării de lucru pe termen mediu și lung.
Pentru unitățile de acrilonitril nou construite sau repornite după întreținere, testați în mod obișnuit indicatorii de sulf total de propilenă, alchină și componente grele;
Atunci când schimbați furnizorul de propilenă, monitorizați continuu modificările ratei de conversie, selectivității și producției de acetonitril și cianuri de hidrogen a produsului secundar;
Îmbunătățirea instalațiilor de pretratare a propilenei, dotate cu unități de filtrare și uscare, pentru a preveni introducerea impurităților secundare în timpul transportului;
Liniile mari de producție continuă ar trebui să acorde prioritate semnării de acorduri de furnizare de gaze pe termen lung pentru a rezista șocurilor de producție cauzate de fluctuațiile aprovizionării pieței.
