合成制备方法
1.氰乙醇法 环氧乙烷和氢氰酸在水和三甲胺的存在下反应得氰乙醇,然后以碳酸镁为催化剂,于200-280℃脱水制得丙烯腈,收率约75%。此法生产的丙烯腈纯度较高,但氢氰酸毒性大,成本也较高。2.乙炔法 乙炔和氢氰酸在氯化亚铜-氯化钾-氯化钠稀盐酸溶液的催化作用下在80-90℃反应得丙烯腈此法生产过程简单,收率良好,以氢氰酸计可达97%。但副反应多,产物精制较难,毒性也大,且原料乙炔价格高于丙烯,在技术和经济上落后于丙烯氨氧化法。1960年以前,该法是世界各国生产丙烯腈的主要方法。3.丙稀氨氧化法以丙烯、氨、空气和水为原料,按其一定量配比进入沸腾床或固定床反应器,在以硅胶作载体的磷钼鉍系或锑铁系催化剂作用下,在400-500℃温度和常压下,生成丙烯腈。然后经中和塔用稀硫酸除去未反应的氨,再经吸收塔用水吸收丙烯腈等气体,形成水溶液,使该水溶液经萃取塔分离乙腈,在脱氢氰酸塔除去氢氰酸,经脱水、精馏而得丙烯腈产品,其单程收率可达75%,副产品有乙腈、氢氰酸和硫铵。此法是目前最有工业生产价值的生产方法。
2.其制备方法主要用丙烯氨氧化法,以丙烯、氨气和空气中的氧气为原料,在催化剂存在下进行反应,催化剂主要是含磷、钼、铋系的化合物,丙烯、氨和空气的摩尔比为1∶(1~1.2)∶(1.8~2.3),反应温度为400~500℃,反应压力为常压,反应器为流化床。
该反应丙烯腈的单程收率60%~75%。
3.环氧乙烷法 由环氧乙烷和氢氰酸在水和三甲胺的存在下反应制得氰乙醇;然后以碳酸镁为催化剂,于200~280℃脱水制得丙烯腈:
4.乙炔法 由乙炔与氢氰酸作用而得,反应为常压,温度80~90℃,用氯化亚铜和氯化铵为催化剂。该法特点是生产过程简单,但副产物种类较多,不易分离。主反应式如下:
5.丙烯氨氧化法 以丙烯、氨氧和空气中的氧为原料制得,主要副产物为氢氰酸、乙腈、丙烯醛、CO2和CO。主反应如下:
将原料气体以丙烯∶氨∶空气=1.0∶1.15∶10.5(mol)的比例从底部进入流化床反应器,反应温度440℃,压力63.74kPa。反应热用软水循环回收发生高压蒸汽。反应气体冷却后,洗涤、吸收、精馏后得到高纯度产品。该方法是目前国内外主要的生产方法。
用途
1.丙烯腈是合成纤维,合成橡胶和合成树脂的重要单体。由丙烯腈制得聚丙烯腈纤维即(腈纶),其性能极似羊毛,因此也叫(合成羊毛)。丙烯腈与丁二烯共聚可制得丁腈橡胶,具有良好的耐油性,耐寒性,耐磨性,和电绝缘性能,并且在大多数化学溶剂,阳光和热作用下,性能比较稳定。丙烯腈与丁二烯,苯乙烯共聚制得ABS树脂,具有质轻,耐寒,抗冲击性能较好等优点。丙烯腈水解可制得丙烯酰胺和丙烯酸及其酯类。它们是重要的有机化工原料,丙烯腈还可电解加氢偶联制得己二腈,由己二腈加氢又可制得己二胺,己二胺是尼龙66原料。可制造抗水剂和胶粘剂等,也用于其他有机合成和医药工业中,并用作谷类熏蒸剂等。此外,本品也是一种非质子型极性溶剂。用作色谱分析标准物质,也用于橡胶、塑料、有机合成及杀虫剂的制造。丙烯腈是杀菌剂溴菌腈、霜霉威,杀虫剂毒死蜱和杀虫双、杀螟丹的中间体,还可以制备二氯菊酸甲酯用以生产拟除虫菊酯,也是杀虫剂虫满腈的中间体。
2.为重要的有机合成单体,主要用于生产聚丙烯腈纤维(腈纶),还用于制造丁腈橡胶和丁腈胶乳、ABS树脂、丙烯酰胺、丙烯酸、己二腈、丁二腈、次甲基戊二腈、溴二酸等重要产品。也是制造医药、染料、农药、食品添加剂、抗氧剂、表面活性剂的原料。作为硬单体,用于制造丙烯酸酯乳液型胶黏剂。
3.色谱分析参比物质,橡胶合成。塑料合成,有机合成表面活性及抗氧剂,杀虫剂的制造。
4.用于制造聚丙烯腈、丁腈橡胶、染料、合成树脂、医药等。[34]