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丙烯的主要来源有两个：一是由炼油厂裂化装置的炼厂气回收；二是在石油烃裂解制乙烯时联产所得。丙烯大部分一直来自炼油厂，近年来，由于裂解装置建设较快，丙烯产量相应提高较快。和世界市场一样，近年来我国丙烯的发展速度也逐渐超过了乙烯。2000年，我国乙烯需求量478.89万吨，而丙烯的需求量却达到498.85万吨，首次超过乙烯，之后丙烯的需求量一直保持在乙烯之上。丙烯的来源聚丙烯是我国丙烯最大的消费衍生物。2003年，我国聚丙烯的产量为445.5万吨，消耗丙烯约444.0万吨，约占全国丙烯总消费量的72.1%，；2004年我国聚丙烯产量为474.9万吨，消耗丙烯约480.0万吨，比2003年增长约8.1%；丙烯腈是我国丙烯的第二大衍生物，2003年，我国丙烯腈的产量约为56.0万吨，消费丙烯约62.7万吨，约占全国丙烯总消费量的10.2%；2004年产量约为58.0万吨，消费丙烯约为65.0万吨，比2003年增长约3.7%；丙烯的用途环氧丙烷是我国丙烯的第三大消费衍生物，2003年，全国环氧丙烷的产量约为39.8万吨，消耗丙烯约35.8万吨，约占全国丙烯总消费量的5.8%；2004年产量约为42.0万吨，消耗丙烯约37.8万吨，比2003年增长约13.1%；丁醇和辛醇也是丙烯的主要衍生物之一，2003年我国丁辛醇的产量合计约为45.35万吨,共消耗丙烯约40.7万吨,约占全国丙烯总消费量的6.6%；2004年产量合计为44.91万吨，共消耗丙烯约40.3万吨，比2003年减少约1.0%；环氧丙烷主要用于生产聚醚多元醇、丙二醇和各类非离子表面活性剂等，其中聚醚多元醇是生产聚氨酯泡沫、保温材料、弹性体、胶粘剂和涂料等的重要原料，各类非离子型表面活性剂在石油、化工、农药、纺织、日化等行业得到广泛应用。同时，环氧丙烷也是重要的基础化工原料。图4-1丙烯系产品及用途1、丙烯腈的性质和用途丙烯腈在常温下是无色透明液体，味甜，微臭。沸点77.5℃，凝固点-83.3℃，闪点0℃，自燃点481℃。可溶于有机溶剂如丙酮、苯、四氯化碳、乙醚和乙醇中，与水部分互溶，20℃时在水中的溶解度为7.3％(w)，水在丙烯腈中的溶解度为3.1％其蒸气与空气形成爆炸混合物，爆炸极限为3.05～17.5％(v)。丙烯腈和水、苯、四氯化碳、甲醇、异丙醇等会形成二元共沸混合物，和水的共沸点为71℃，共沸物中丙烯腈的含量为88％(w)，在有苯乙烯存在下，还能形成丙烯腈-苯乙烯-水三元共沸混合物。丙烯腈剧毒，其毒性大约为氢氰酸毒性的十分之一，能灼伤皮肤，低浓度时刺激粘膜，长时间吸入其蒸气能引起恶心，呕吐、头晕、疲倦等，因此在生产、贮存和运输中，应采取严格的安全防护措施，工作场所内丙烯腈允许浓度为0.002mg/L。除自聚外，丙烯腈还能与苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、氯乙烯、丙烯酰胺等中的一种或几种发生共聚反应，由此可制得各种合成纤维、合成橡胶、塑料、涂料和粘合剂等。丙烯腈是三大合成的重要单体，目前主要用它生产聚丙烯腈纤维(商品名叫“腈纶”)。其次用于生产ABS树脂(丙烯腈—丁二烯—苯乙烯的共聚物)，和合成橡胶(丙烯腈—丁二烯共聚物)。丙烯腈水解所得的丙烯酸是合成丙烯酸树脂的单体。丙烯腈电解加氢，偶联制得的己二腈，是生产尼龙—66的原料。丙烯腈的用途ABS树脂是指丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，ABS是AcrylonitrileButadieneStyrene的首字母缩写，其是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。AS树脂学名丙烯腈-苯乙烯共聚物（acrylonitrile-styrenecopolymer)。由丙烯腈与苯乙烯共聚而成的高分子化合物。一般含苯乙烯15%-50%。透明而带黄色至琥珀针色的固体。密度1.06。有热塑性。不易变色。不受稀酸、稀碱、稀醇和汽油的影响。但溶于丙酮、乙酸乙酯、二氯乙烯等中。可用作工程塑料。具有优良的耐热性和耐溶剂性。用于制耐油机械零件、仪表壳、仪表盘、电池盒、拖拉机油箱、蓄电池外壳、包装容器、日用品等。也可抽成单丝。但主要用作生产ABS树脂的掺混料。丙烯酰胺(AM)丙烯酰胺是一种白色晶体化学物质，是生产聚丙烯酰胺的原料。聚丙烯酰胺主要用于水的净化处理、纸浆的加工及管道的内涂层等。淀粉类食品在高温（120℃）烹调下容易产生丙烯酰胺。研究表明，人体可通过消化道、呼吸道、皮肤黏膜等多种途径接触丙烯酰胺，饮水是其中的一条重要接触途径。2002年4月瑞典国家食品管理局和斯德哥尔摩大学研究人员率先报道，在一些油炸和烧烤的淀粉类食品，如炸薯条、炸土豆片等中检出丙烯酰胺，而且含量超过饮水中允许最大限量的500多倍。之后挪威、英国、瑞士和美国等国家也相继报道了类似结果。应用：用于油田注水井调整吸水剖面，将本品与引发剂等混合注入注水井高渗透层带，聚合成高粘度的聚合物。丙烯酸丙烯酸及其系列产品，主要是其酯类，近年得到迅速发展。如象乙烯、丙烯、氯乙烯、丙烯腈等那样，发展成为重要的高分子化学工业的原料。丙烯酸及其酯类作为高分子化合物的单体，世界总产量已超过百万t，而由其制成的聚合物和共聚物(主要是乳液型树脂)的产量将近500万t。这些树脂的应用遍及涂料，塑料、纺织、皮革、造纸、建材，以及包装材料等众多部门。丙烯酸及其酯类可供有机合成和高分子合成，而绝大多数是用于后者，并且更多地是与其他单体，如乙酸乙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯等进行共聚，制得各种性能的合成树酯、功能高分子材料和各种助剂等。丙烯腈水解法CH2=CHCN+H2O+H2SO4─→CH2=CHCONH2·H2SO4CH2=CHCONH2·H2SO4+H2O─→CH2=CHCOOH+NH4HSO4尼龙66为聚己二酰己二胺，工业简称PA66。常制成圆柱状粒料，作塑料用的聚酰胺分子量一般为1.5万～2万。各种聚酰胺的共同特点是耐燃，抗张强度高（达104千帕），耐磨，电绝缘性好。己二腈无色油状液体，略有气味。是制造尼龙的中间体。微溶于水、醚，溶于醇。遇明火、高热可燃。与强氧化剂可发生反应。受热分解放出有毒的氧化氮烟气。2、丙烯腈的生产方法1960年以前，丙烯腈的生产方法有三种。(1)环氧乙烷法以环氧乙烷与氢氰酸为原料，经两步反应合成丙烯腈。(2)乙醛法(3)乙炔法由于上述三种方法均需采用剧毒的氢氰酸作原料，生产成本高，毒性大，限制了丙烯腈的发展。H2COCH2+HCNNa2CO350-60℃OHCNCH2-CH2Mg2CO3200-220℃CH2=CH-CN+H2O+HCNNa2OH10-20℃CH3-CH-CNOHCH2=CH-CNH3PO4600-700℃+H2OCH3CHOCHCH+HCNCuCl2-NH4Cl-HCl80-90℃CH2=CH-CN1959年开发成功了丙烯氨氧化—步合成丙烯睛的新方法。CH=CH-CH3+NH3+3/2O2→CH2=CH-CN+3H2O该法具有原料价廉易得、工艺流程简单、设备投资少、产品质量高、生产成本低等许多优点，使其1960年就在工业生产上应用，很快取代了乙炔法，迅速推动了丙烯腈生产的发展，成为世界各国生产丙烯腈的主要方法。我国丙烯腈主要生产厂家概况目前，我国丙烯腈的生产厂家有10家，总生产能力为129.3万吨，生产装置全部采用丙烯氨氧化法生产工艺，初期均采用引进国外BP公司的技术，后来大都采用中石化上海石油化工研究院的技术进行改扩建。中石油吉林石油化工公司（最大丙烯腈生产厂家），生产能力为45.2万吨/年，占全国总生产能力的35.0%；上海赛科石油化工股份有限责任公司，生产能力为26.0万吨/年，占国内总生产能力的20.1%。其它主要的生产厂家还有中石油大庆石油化工公司（生产能力为8.0万吨/年）、中石油大庆炼化公司（生产能力为8.0万吨/年）、中石油抚顺石油化工公司腈纶（生产能力为9.2万吨/年）、中石油兰州石油化工公司（生产能力为3.5万吨/年）、中石化上海石油化工股份有限公司（生产能力为13.0万吨/年）、中石化安庆石油化工公司（生产能力为8.0万吨/年）等。一、反应原理主反应CH2=CHCH3+NH3+—O2CH2=CH-CN+3H2O32副反应副产物归纳起来主要分为三类，而且产量相当高副反应第一类氨氧化生成其它氰化物主要是氢氰酸、乙腈约为丙烯腈质量的—、—1617第二类氧化生成有机含氧化合物主要是丙烯醛（少量丙酮等）约为丙烯腈质量的—1100第三类深度氧化（燃烧）生成CO2约为丙烯腈质量的—14催化剂由于众多副产物的生成，必然降低目的产物的收率，不仅浪费原料，而且使产物组成复杂化，给以后的分离和精制带来困难，并影响产品的质量为尽量减少副产物的生成，提高目的产物的收率，除考虑工艺流程合理、工艺条件适宜外，关键在于催化剂的选择：使用高选择性的催化剂，对主反应催化活性高而又能抑制副反应（主要是抑制深度氧化以减少CO2的生成）催化剂由于反应强放热，目前工艺上采用硫化沸腾床反应器，磷钼铋铈—硅胶催化剂其中：Mo-Bi是主催化剂，P-Se是助催化剂，硅胶是载体催化剂的组分含量对各种产物的收率有较大影响：Mo↑，丙烯醛↑Bi↑，丙烯腈↑，CO2↑↑P的加入使催化剂活性提高，同时对CO2的生成有较大的抑制作用锑系催化剂纯氧化铁催化剂，丙烯氨氧化结果丙烯腈转化率2.5%、CO2收率93%纯氧化锑活性很低，但选择性好只有两者结合才能有良好的活性和选择性催化剂其中，活性组分是Sb、Fe，其中a-Fe2O3是活性很高的氧化催化剂，但选择性差催化剂因此，视催化剂、工艺条件的不同，各种产物的收率也会有所不同，一般是：丙烯腈55～70%氢氰酸6～7.5%乙腈7～8%丙烯醛0.5～1%CO2～10%二、工艺条件温度CH2=CHCH3+NH3+—O2CH2=CH-CN+3H2O32主反应、副反应，都是强放热反应T↑，反应速率↑，但转化率↓↓T↓，催化剂活性↓，转化率↓因此，应选择较高的、同时能较好地抑制副反应的温度二、工艺条件温度右图丙烯在P-Mo-O/SiO2催化剂上氨氧化反应温度对主副反应收率的影响据图，磷钼铋铈—硅胶催化剂最适宜的温度为730K左右温度由于反应强放热，必须采取措施移出反应热，保证流化床反应器温度稳定措施反应器内设置一定数量的U型冷凝管，通入高压热水，利用水的气化带走反应热反应器的温度可以通过调节U型管的数量加以调节所得高压热水蒸气（2.8MPa）先用作透平压缩机的动力，变为低压水蒸气（0.35MPa），再用作回收和精制的热源，热量得以充分利用透平的工作条件和所用介质不同，因而其结构型式多种多样，但基本工作原理相似。透平最主要的部件是旋转元件（转子或叶轮），被安装在透平轴上，具有沿圆周均匀排列的叶片。流体所具有的能量在流动中经过喷管时转换成动能，流过转子时流体冲击叶片，推动转子转动，从而驱动透平轴旋转。透平轴直接或经传动机构带动其他机械，输出机械功。压力CH2=CHCH3+NH3+—O2CH2=CH-CN+3H2O32反应体积增大P↑，反应速率↑，但转化率↓由于反应的平衡常数很大，压力对平衡的影响极小，可以忽略，因而压力的选择主要考虑反应速率的影响，在使用催化剂时，则主要考虑催化剂的选择性下图可知：P↑，催化剂对丙烯腈选择性↓，目标产物收率↓，对副产物选择性↑，副产物收率↑压力压力因此，一般采用常压操作。实际中为了具备一定的动力，以克服后续设备以及管线的阻力，常采用55kPa左右的操作压力接触时间接触时间是指反应物与催化剂的接触时间，可以理解为反应时间接触时间↑，反应时间↑，丙烯转化率↑，各种主、副产物的收率↑但接触时间过长，则随着转化率的提高，放热↑，对温度控制不利，同时生产能力↓适宜的接触时间为5～10s，相应的空塔线速为0.5～1.0m/s指物料通过空床反应器的流动速度原料配比CH2=CHCH3+NH3+—O2CH2=CH-CN+3H2O32反应摩尔比1:1: