丙酮的生产工艺(苯酚联产丙酮).ppt
丙酮,七人行组长：组员：演讲：,崔立松 开慧 李德胜 朱卫东 闵欢 张兴宏 李凤轩,崔立松 闵欢 朱卫东,目录,一、理化性质 1、物理性质 2、化学性质二、作用与用途及使用注意事项 1、作用及用途 2、危险性概述 3、急救措施 4、消防措施 5、泄露应急处理 6、操作处置及储存,三、丙酮的生产工艺方法四、异丙苯制取丙酮的生产工艺（一）异丙苯的制取 1、固体磷酸催化法(SPA)生产异丙苯 2、非均相AICI3HCI络合催化法生产异丙苯工艺 3、均相AICI3络合催化法生产异丙苯工艺 4、沸石分子筛生产异丙苯（二）丙酮的制取 1、过氧化氢异丙苯的制取 2、CHP分解 3、产品精制,1、物理性质,丙酮结构式外观与性状：无色透明易流动液体，有芳香气味，极易挥发。熔点()：-94.6相对密度（水=1）：0.80沸点()：56.5,相对蒸气密度（空气=1）：2.00分子式：C3H6O分子量：58.08饱和蒸气压(kPa)：53.32(39.5)燃烧热(kJ/mol)：1788.7临界温度()：235.5临界压力(MPa)：4.72辛醇/水分配系数的对数值：-0.24,闪点()：-20爆炸上限%(V/V)：13.0引燃温度()：465爆炸下限%(V/V)：2.5溶解性：与水混溶，可混溶于乙醇、乙醚、氯仿、油类、烃类等多数有机溶剂。,丙酮是脂肪族酮类具有代表性的的化合物，具有酮类的典型反应。例如：与亚硫酸氢钠形成无色结晶的加成物。与氰化氢反应生成丙酮氰醇。在还原剂的作用下生成异丙酮与频哪醇。丙酮对氧化剂比较稳定。在室温下不会被硝酸氧化。用碱性高锰酸钾或铬酸钾等强氧化剂做氧化剂时，生成乙酸、甲酸、二氧化碳和水。在碱存在下发生双分子缩合，生成双丙酮醇。,2、化学性质,2mol丙酮在各种酸性催化剂（盐酸，氯化锌或硫酸）存在下生成亚异丙基丙酮，再与1mol丙酮加成，生成佛尔酮（二亚异丙基丙酮）。3mol丙酮在浓硫酸作用下，脱3mol水生成1，3，5-三甲苯。在石灰。醇钠或氨基钠存在下，缩合生成异佛尔酮（3，5，5-三甲基-2-环己烯-1-酮）在酸或碱存在下，与醛或酮发生缩合反应，生成酮醇、不饱和酮及树脂状物质。与苯酚在酸性条件下，缩合成双酚-A。丙酮的-氢原子容易被卤素取代，生成-卤代丙酮。与次卤酸钠或卤素的碱溶液作用生成卤仿。,丙酮与Grignard试剂发生加成作用，加成产物水解得到叔醇。丙酮与氨及其衍生物如羟氨、肼、苯肼等也能发生缩合反应。此外，丙酮在5001000时发生裂解，生成乙烯酮。在170260通过硅-铝催化剂，生成异丁烯和乙醛；300350时生成异丁烯和乙酸等。,二、作用与用途及使用注意事项,1、作用与用途,丙酮是重要的有机合成原料，用于生产环氧树脂，聚碳酸酯，有机玻璃，医药，农药等。亦是良好溶剂，用于涂料、黏结剂、钢瓶乙炔等。也用作稀释剂，清洗剂，萃取剂。还是制造醋酐、双丙酮醇、氯仿、碘仿、环氧树脂、聚异戊二烯橡胶、甲基丙烯酸甲酯等的重要原料。在无烟火药、赛璐珞、醋酸纤维、喷漆等工业中用作溶剂。在油脂等工业中用作提取剂。,2、危险性概述,健康危害：急性中毒主要表现为对中枢神经系统的麻醉作用，出现乏力、恶心、头痛、头晕、易激动。重者发生呕吐、气急、痉挛，甚至昏迷。对眼、鼻、喉有刺激性。口服后，先有口唇、咽喉有烧灼感，后出现口干、呕吐、昏迷、酸中毒和酮症。慢性影响：长期接触该品出现眩晕、灼烧感、咽炎、支气管炎、乏力、易激动等。皮肤长期反复接触可致皮炎。燃爆危险：该品极度易燃，具刺激性。,3、急救措施,皮肤接触：脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。食入：饮足量温水，催吐。就医。,4、消防措施,危险特性：其蒸气与空气可形成爆炸性混合物，遇明火、高热极易燃烧爆炸。与氧化剂能发生强烈反应。其蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳。灭火方法：尽可能将容器从火场移至空旷处。喷水保持火场容器冷却，直至灭火结束。处在火场中的容器若已变色或从安全泄压装置中产生声音，必须马上撤离。灭火剂：抗溶性泡沫、二氧化碳、干粉、砂土。用水灭火无效。,5、泄漏应急处理,应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏：用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖，降低蒸气灾害。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置,6、操作处置与储存,操作注意事项：密闭操作，全面通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴过滤式防毒面具（半面罩），戴安全防护眼镜，穿防静电工作服，戴橡胶耐油手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、还原剂、碱类接触。灌装时应控制流速，且有接地装置，防止静电积聚。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。,储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过26。保持容器密封。应与氧化剂、还原剂、碱类分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。,三、丙酮的生产工艺方法,丙酮的生产方法主要有异丙醇法、异丙苯法、发酵法、乙炔水合法和丙烯直接氧化法。目前世界上丙酮的工业生产以异丙苯法为主。世界上三分之二的丙酮是制备苯酚的副产品，是异丙苯氧化后的产物之一。该技术目前主要的专利生产商有Kellogg Brown&Root公司、三井化学公司和UOP公司。,Solutia公司开发了一种用氮氧化物氧化苯生产苯酚的技术，但是该公司去年取消了采用该工艺建厂的计划，因为采用该项技术毛利水平太低。日本的研究人员最近还开发了一种采用铕-钛催化剂以苯为原料的一步法生产苯酚和丙酮的生产工艺。,四、异丙苯法制取丙酮的生产工艺,1、固体磷酸催化法(SPA)生产异丙苯美国UOP公司开发的SPA 法生产异丙苯工艺,由于具有独特的性能:催化剂使用寿命长、生产大型化、三废少并易处理,能源利用合理等优点。在异丙苯生产中主要的操作工序有:烃化反应、丙烷脱除、苯回收精制、烃化液白土处理、异丙苯精制、多异丙苯回收及反烃化反应。,（一）、异丙苯的制取,2、非均相AICI3HCI络合催化法生产异丙苯工艺,在日本、苏联和我国大都采用传统的非均苯、进而制造苯酚丙酮。其主要工艺条件是在温度8O,接近常压下,采用浓度为5O 9O 的丙烯和干燥的苯在AICI3HCI络合物催化剂存在下生产异丙苯,同时生成二、三、多异丙苯,后者送回反应器或送入反烃化反应器进行反烃化反应再生成异丙苯,再进一步氧化分解生成苯酚、丙酮。,3、均相AICI3络合催化法生产异丙苯工艺,1979年美国M osanto公司在传统的非均相AICI 3法的基础上成功地开发了均相烃化法生产异丙苯新工艺.1989年已实现工业化并向4个厂家出售了自己的专利技术。均相法主要操作工序有HCI发生系统、催化剂络合物配制系统、苯精制及干燥系统,烃化反烃化系统、反应混台物水洗中和、三塔精制、Ai(OH)a脱除等。,4、沸石分子筛生产异丙苯,（二）、丙酮的生产工艺,33,异丙苯氧化制过氧化氢异丙苯（CHP）这是一个自由基链式反应，和一般的自由基链式反应一样。链引发,1、过氧化氢异丙苯的制取,34,链增长链终止在链引发和终止阶段生成某些副产物,35,氧化反应的副产物较多,产物CHP不稳定,易分解,造成氧化反应收率降低，向反应系统中加添加剂，可解决这问题。氧化反应添加剂是CHP的钠盐(简称CHP-Na,下同)和碳酸钠。反应中有微量的有机酸生成(如甲酸、苯甲酸），促进了CHP的分解，使收率下降。加入碳酸钠调节pH值在6-8之间，抑制CHP的分解。,36,工艺流程,37,新鲜异丙苯和从提浓与回收工序提纯精制后的异丙苯，送到贮罐(1)碱洗，再换热(2)预热后进入反应器(3)的下部。空气也从下部进入，与物料同方向流动。从(3)上侧线采出反应液(含CHP约15%),进入第二个氧化塔底部，塔(4)的底部也通入空气。从塔(4）上部侧线采出的氧化液中含CHP董为25%左右，送入分层罐(8），从罐的底部排出水和碳酸钠，罐上部采出的氧化液送到下一工序。为调节氧化塔内的pH值，分别从塔顶加入碳酸钠水溶液。从两个塔顶塔排出的尾气经冷凝器(5)和(6)回收异丙苯后送入 尾气处理系统,38,2、CHP分解主反应副反应,39,CHP分解的催化剂种类很多，分为三大类.第一类是能在水中溶解并起反应，如盐酸、琉酸等，第二类是能在含有过氧化物的有机介质中悬浮并起反应的，如苯磺酸、氯乙酸等强有机酸，第三类 是非均相催化剂。工业上常用硫酸和离子交换树脂。,40,工艺流程,41,贮罐1中的提浓液经泵2送入分解反应器3。丙酮和硫酸控制比例加入3中。3中反应热主要靠丙酮蒸发移出，蒸出的丙酮在冷凝器4和5中冷凝后返回分解反应器。反应液从釜3的下部出料，经6冷却后进入中间罐7，(8)将其泵送到分解液循环泵9入口，与从中和罐10出来的芒硝溶液混合，经泵9循环返回罐10。通过这一个循环实现利用芒硝水溶液抽提分解液中的硫酸。抽提到芒硝水溶液中的硫酸用酚钠或氢氧化钠中和，循环泵11提供动力。中和液(10)上部采出，送产品分离精制工序。,42,3、产品精制丙酮精制主要杂质是水和还原性物质(如乙醛)，工业上大都釆用化学法脱醛。中和后的分解液进入粗丙酮塔1，1顶部蒸出的粗丙酮经3冷凝后进入回流罐4，用泵5送出，部分回流，另一部分采出。采出的粗丙酮进入碱洗混合器6,与氢氧化钠混合使醛类缩合后进入丙酮精制塔7。7顶部蒸出的丙酮经冷凝后进入回流罐9，用泵(10)送出，一部分回流，另一部分作为产品釆出，包装后出厂。,43,流程见图,谢谢！,
