扭轉試驗

[拼音]：bingxijing

[英文]：acrylonitrile

CH2=CHCN無色有毒液體，沸點77.3℃，與水部分互溶，其蒸氣和空氣形成爆炸性混合物。主要由丙烯氨化氧化製得，是聚丙烯腈纖維的重要單體。

沿革

第二次世界大戰前夕，發現丙烯腈的共聚物可極大改善合成橡膠的耐油和耐溶劑性，丙腈烯因而開始受到重視。戰爭期間，德國開發了環氧乙烷和氫氰酸合成丙烯腈的氰乙醇法工藝。後來，德國法本公司又開發了乙炔和氫氰酸直接合成丙烯腈的乙炔法。在1960年以前，此法是丙烯腈的主要生產方法。其後，丙烯腈在合成纖維、樹脂等方面的新應用，又促進了丙烯腈新生產方法的研究及其產量激增。1960年，美國俄亥俄標準油公司採用流化床反應器開發丙烯氨化氧化一步合成丙烯腈工藝並投入工業生產，引起了丙烯腈生產工藝的巨大變革。1983年，世界丙烯腈年產量已達3Mt，幾乎全部採用丙烯氨化氧化法生產，其中索亥俄工藝即俄亥俄標準油公司的方法約佔90％。

生產方法

丙烯腈的生產方法有氰乙醇法、乙炔法和丙烯氨化氧化法三種。其中氰乙醇法已淘汰，乙炔法僅少數國家沿用。

氰乙醇法

環氧乙烷和氫氰酸在水和三甲胺的存在下反應得氰乙醇。然後以碳酸鎂為催化劑（見酸鹼催化劑），於200～280℃脫水製得丙烯腈，收率約75％。

此法雖能製得高純度丙烯腈，但氫氰酸毒性大，成本也較高。

乙炔法

乙炔和氫氰酸在氯化亞酮-氯化鉀-氯化鈉稀鹽酸溶液(見絡合催化劑)的催化作用下，在80～90℃反應得丙烯腈：

HC呏CH+HCN─→CH2＝ CHCN

此法生產簡單，收率良好，以氫氰酸計可達97％，但副反應多，產物精製較難，毒性也大，且原料乙炔價格高於丙烯，在技術經濟上落後於丙烯氨化氧化法。

丙烯氨化氧化法

丙烯氨化氧化的反應為：

反應的主要副產物為氫氰酸、乙腈和二氧化碳。早在1949年，聯合化學公司就在專利中對反應原理作了介紹，但直到俄亥俄標準油公司開發了較高效的催化劑後，此法才達到有經濟價值的選擇性。加之原料便宜，成本低，目前已是丙烯腈最主要的生產方法。生產上，原料氣中丙烯、氨、空氣之體積比為1:(1～1.2):(9.5～11.5)。原料氣從底部通入流化床反應器（見圖），

反應溫度430～450℃、壓力0.16～0.18MPa（絕對壓力），反應熱用軟水迴圈回收，發生高壓蒸汽。反應後氣體經洗滌、吸收、精餾等可得到高純度丙烯腈。由於氫氰酸為劇毒物質，可就近與氫氧化鈉溶液製成氰化鈉，或與丙酮反應制成丙酮氰醇，用作合成甲基丙烯酸的原料。乙腈提純後，雖可用作選擇性溶劑及中間體，但用量不大，因此許多工廠常常把它燒掉。

丙烯氨化氧化工藝的改進在於不斷開發新催化劑，從而提高丙烯腈的收率，降低乙腈的生成等。自1960年開發第一代磷-鉬-鉍系催化劑後，又開發了磷-鉬－鉍－鐵系多元金屬氧化物催化劑，丙烯腈收率已達到75％以上。與此同時，日本開發成功了銻－鐵系催化劑，也已用於工業生產。