丙烯腈电解法：未必先进但却适合
http://www.soutuliao.com 时间：2019/8/27 来源：全球涂料网
全球涂料网讯：
一直以来，丙烯腈电解二聚生产己二腈工艺虽然一直未被纳入主流，但很多企业在积极推进其产业化。这在一定程度上体现了这样一个观点：事物并非完美无瑕的才是最好，往往适合的才是最好的，丙烯腈电解二聚法对一些企业来说就是这样的存在。
一步反应易于掌握
丙烯腈电解二聚法是合成己二腈的方法之一。该方法工艺路线简单，技术相对容易掌握，便于生产管理;其原料丙烯腈相对于丁二烯法原料氢氰酸而言，毒性更小，安全风险系数也较低，品种单一且来源较为广泛。
该工艺最早由孟山都研发成功。与丁二烯法及己二酸法相比，该工艺最大的优势在于反应过程只有一步。反应过程中一个丙烯腈分子与两个电子和一个质子结合，生成的阴离子与第二个丙烯腈分子相互作用，然后二聚阴离子与氢离子反应生成己二腈。其中，无隔膜法由于能耗低、产品收率高，成为丙烯腈电解二聚法的攻关方向。
技术难点仍在探索
在丙烯腈电解二聚法中，影响己二腈选择性和电流效率的因素较多，如丙烯腈浓度、电解液配方、温度、腐蚀控制等。
其中，丙烯腈氢化二聚反应在阴极上发生，为避免大量析出的氢气破坏反应正常进行，应选择析氢过电位高的材料。研究表明，季铵盐不仅可以增强电解液的电导率、增加丙烯腈溶解度，还可提高己二腈收率和电流效率。因此，季铵盐的选择成为丙烯腈电解二聚法工业化生产的关键。
在无隔膜电解法中，由于电极距离非常近，一旦发生腐蚀将会引起析氢反应，影响到己二腈产率和电流效率。硼砂和乙二胺四乙酸(EDTA)分别有降低腐蚀和防止析氢反应发生的作用，电解液中加入硼砂和EDTA后，可使腐蚀减少约95%，同时减少析氢，使氢气的释放小于电耗的5%。
该工艺中还存在着其他的技术难点。比如丙烯腈沸点为77℃，易挥发，反应温度过高会导致丙烯腈流失，因此生产中反应温度一般控制在60℃以下。但己二腈选择性随着温度升高反而增加，也就是说需要找到一个最佳温度使其在减少丙烯腈流失的同时兼顾己二腈的选择性。
此外，电解液中通常含有未反应的丙烯腈和副产的丙腈，他们易形成恒沸物、难与己二腈分离，塔釜出来的己二腈与异构物和高聚物也存在难分离问题。
目前，丙烯腈电解二聚法的创新方向主要聚焦在无隔膜电解、新型阳极材料、导电率高且具有缓蚀能力的电解质、电合成过程安全可靠可控等方面。
无隔膜法能耗低、产品收率高，电解过程中部分有机气体会挥发，如采用卧式三相分离器，在气体出口处增加喷淋吸收装置，会使有机气体低于爆炸极限，实现安全可操作。
中小企业适宜选择
受自身的工艺限制，丙烯腈电解二聚法不适用于大规模的工业化生产, 一般中小型规模的生产企业可采用该方法。其制约因素是电力费用和原料丙烯腈成本，如果有充裕廉价的电力供应和低成本的丙烯腈原料，则该路线可行。
通过核算，如果电费低于每千瓦时0.4元，丙烯腈法的成本可以和丁二烯法持平。在电费较低的我国西部地区，采用该工艺优势明显。目前丙烯腈仍存供应缺口，随着煤制丙烯、甲醇制丙烯在该地区的投产，布局丙烯腈—己二腈产品链将有竞争力。此外，原料丙烯腈成本较高的问题可以通过配套建设己二胺或尼龙66生产装置的方式来改进。
另外，从国际上生产己二腈的厂家来看，丙烯腈电解法的产能占23%左右，产品基本全部用于下游产品，在我国丙烯腈电解二聚法未来也将占有一定比例。
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