Akrilonitril (AN) je ključni hemijski intermedijer za sintetizaciju ABS smole, akrilnih vlakana, nitrilne gume i flokulanata za tretman vode, a propilen je najosnovnija monomerna sirovina za industrijsku proizvodnju akrilonitrila. Trenutno, globalni put proizvodnje akrilonitrila je metoda amooksidacije propilena. Mnoga proizvodna preduzeća fokusiraju se na regulaciju reakcione temperature i omjera zraka i amonijaka, ali lako zanemaruju kontinuirani utjecaj uzrokovan kvalitetom sirovine propilena. Nečistoće u tragovima u propilenu smanjuju selektivnost katalizatora, povećavaju nusproizvode kao što su acetonitril, cijanid vodonik i ugljični oksidi i povećavaju potrošnju energije sekcije za odvajanje. Ovaj članak organizira scenarije primjene propilena u proizvodnji akrilonitrila, analizira procesne prednosti visokokvalitetnog propilena i daje osnovu za selekciju za nabavku sirovina u pogonima za proizvodnju akrilonitrila.
I. Scenariji primjene propilena u procesima proizvodnje akrilonitrila
Propilen se podvrgava reakciji amoksidacije s plinom amonijaka i zrakom pod djelovanjem molibden-bizmut katalizatora kako bi se dobio akrilonitril. Cijeli proces je osjetljiv na sirovine, a stabilnost sastava propilena direktno određuje stopu konverzije jedinice i nivo sigurnog rada.
Glavni industrijski proces je Sohio metoda amooksidacije propilena, s potpunim reakcionim tokom:
Propilen, gas amonijaka i komprimovani vazduh ulaze u reaktor sa fluidizovanim slojem u proporciji i prolaze kroz reakciju amoksidacije pod uslovima iznad 400 stepeni sa molibden-bizmut katalizatorima da bi se dobio sirovi akrilonitril;
Reakciona gasna mešavina se podvrgava brzom hlađenju, apsorpciji i desorpciji da bi se dobio sirovi akrilonitril;
Kontinualnim ispravljanjem sa više kolona, nečistoće kao što su acetonitril, cijanid vodonik i voda se odvajaju kako bi se dobio rafinirani akrilonitril, koji se dalje isporučuje nizvodno do proizvodnih linija ABS-a i akrilnih vlakana.
Propilen sudjeluje u glavnoj reakciji kao skelet izvora ugljika. Propin i propadien u sirovini lako prolaze kroz duboku oksidaciju, što otežava taloženje ugljika na površini katalizatora; sulfidi kontinuirano uništavaju aktivna mjesta katalizatora. Mnoge jedinice doživljavaju skraćene cikluse regeneracije katalizatora i abnormalne fluktuacije u nusproizvodu cijanovodonika, pri čemu su osnovni uzrok uglavnom prekomjerne nečistoće u propilenskoj sirovini.
Kao proizvođač proizvodnje izvora propilena, ZL Energy optimizira indikatore interne kontrole proizvoda u skladu sa karakteristikama procesa akrilonitrilne amooksidacije, oslanja se na višestepenu rektifikaciju kako bi stabilizirao čistoću propilena, striktno ograničava propin, propadien, ukupni sumpor i C4+ teške komponente, i pruža kompletan izvještaj s prilagođavanjem standardnog plinskog hromata u svakoj fazi ispitivanja. velike jedinice akrilonitrila s fluidiziranim slojem i podržavaju dugotrajnu garanciju kontinuiranog napajanja za jedinice.
II. Osnovne prednosti performansi visokokvalitetnog propilena u proizvodnji akrilonitrila
Industrijski propilen sa stabilnom čistoćom i malom količinom nečistoća može usporiti taloženje ugljika i trovanje katalizatora, poboljšati selektivnost akrilonitrila, stabilizirati uvjete u reaktoru, smanjiti opterećenje odvajanja rektifikacije i produžiti radni ciklus jedinice.
Amoksidacija propilena je izrazito egzotermna selektivna reakcija. Molibden-bizmut katalizatori imaju ograničenu toleranciju na razne nečistoće. Visokokvalitetni propilen donosi višestruke prednosti:
Sporo deaktiviranje katalizatora, smanjenje frekvencije regeneracije
Sulfidi uzrokuju trajno oštećenje aktivnosti katalizatora; nezasićeni alkini lako polimeriziraju i talože ugljik pokrivajući aktivna mjesta. Propilen niske nečistoće može produžiti vijek trajanja katalizatora i smanjiti troškove regeneracije pri isključivanju.
Poboljšajte prinos akrilonitrila, kontrolirajte izlaz nusproizvoda
Nečistoće pokreću duboku oksidaciju, stvarajući velike količine CO, CO₂ i acetonitrila. Kvalificirani propilen može poboljšati selektivnost ciljanog proizvoda, smanjiti pritisak obrade nusproizvoda i smanjiti jediničnu potrošnju sirovine propilena.
Stabilizirajte stanje reakcije u fluidiziranom sloju, izbjegavajte rizike od vrućih tačaka
Velike fluktuacije u sastavu propilena lako uzrokuju pregrijavanje lokalnog reaktora, donoseći sigurnosne opasnosti; propilen sa stabilnim indikatorima olakšava kontrolu procesa i održava stabilno opterećenje fluidiziranog sloja.
Smanjite opterećenje sistema rafiniranja, stabilizirajte kvalitet gotovog proizvoda
Povećani nusproizvodi povećavaju poteškoće pri odvajanju tornja za ispravljanje; kontinuirano uvođenje nečistoća također lako uzrokuje fluktuacije u boji akrilonitrila i indikatorima inhibitora polimerizacije, što utiče na kvalitet ABS smole nizvodno.
| Comparison Item | Usklađen industrijski propilen (prikladan za jedinice akrilonitrila) | Propilen sa viškom nečistoća | Direktni negativni proizvodni uticaji |
|---|---|---|---|
| Propilen Purity | Veće ili jednako 99,5% | Niska čistoća, obogaćivanje teškim komponentama | Fluktuacija reakcionog opterećenja, kontinuirano povećanje potrošnje sirovina |
| Propin, Propadien | Stroga kontrola gornje granice | Relativno visok sadržaj | Brzo taloženje ugljenika katalizatora, smanjena efikasnost izmene toplote u fluidizovanom sloju |
| Ukupan sadržaj sumpora | Nizak standard interne kontrole | Prekomjeran sadržaj sumpora | Nepovratno trovanje molibden-bizmut katalizatora, kontinuirani pad selektivnosti |
| Nivo nusproizvoda | Stabilan izlaz acetonitrila i cijanovodonika | Primetno povećani nusproizvodi | Povećana potrošnja energije rektifikacije, povećani troškovi tretmana opasnog otpada |
| Radni status jedinice | Moguć dugotrajan kontinuirani stabilan rad | Česta podešavanja parametara procesa, regeneracija katalizatora | Skraćeno efektivno vreme proizvodnje, povećani sveobuhvatni troškovi |
III. Tvrdi zahtjevi za ključne pokazatelje sirovine propilena u procesima amoksidacije akrilonitrila
Proces fluidiziranog sloja akrilonitrila amooksidacije je osjetljiv na nezasićene nečistoće, a miješani propilen je zabranjen. Tri glavna indikatora propin + propadien, ukupni sumpor i teške komponente su ključne kontrolne tačke. Potrebe za sirovinskim materijalom jedinice akrilonitrila padaju između polipropilena i HPPO propilen oksida, ali kontrola alkina je posebno kritična:
Propin, Propadien:Izuzetno sklon polimerizaciji i koksovanju u fluidizovanom sloju na visokim temperaturama, prianja na površine čestica katalizatora i smanjuje efekat fluidizacije i efikasnost razmene toplote;
Ukupni sumpor:Sulfidi u tragovima se kontinuirano akumuliraju, kontinuirano uništavajući katalitičke aktivne centre;
C4 teške komponente:Prolazi kroz reakcije pucanja i oksidacije, povećavajući nusproizvode i naknadno opterećenje odvajanja.
Jeftini miješani propilen na tržištu ima nekontrolisane fluktuacije sastava. Kratkoročno može izgledati da štedi troškove nabavke, ali dugoročno izaziva skrivene gubitke kao što su povećana potrošnja katalizatora i potrošnja energije. ZL Energy propilen koristi nezavisnu proizvodnju ispravljanja i pregradno skladištenje rezervoara, eliminišući mešanje eksternih komponenti, i može zadovoljiti potrebe stabilnog snabdevanja gasom velikih akrilonitrilnih jedinica.
IV. Praktični sažetak preporuka za nabavku i upotrebu propilena od strane akrilonitrilnih preduzeća
Nabavka propilena ne može jednostavno uporediti cijene; trebalo bi sveobuhvatno procijeniti indikatore nečistoće i stabilnost serije. Prije promjene izvora plina, potrebno je pratiti srednjoročno i dugotrajno radno stanje.
Za novoizgrađene akrilonitrilne jedinice ili jedinice za ponovno pokretanje nakon održavanja, rutinski testirajte indikatore ukupnog sumpora, alkina i teških komponenti propilena;
Kada mijenjate dobavljača propilena, kontinuirano pratite promjene u stopi konverzije, selektivnosti i nusproizvodu acetonitrila i cijanovodonika;
Poboljšati objekte za predtretman propilena, opremljene jedinicama za filtriranje i sušenje, kako bi se spriječile sekundarne nečistoće unesene tokom transporta;
Velike kontinuirane proizvodne linije trebale bi dati prioritet potpisivanju dugoročnih ugovora o opskrbi plinom kako bi se oduprli proizvodnim šokovima uzrokovanim fluktuacijama ponude na tržištu.
