2022年上半年丙烯腈市場(chǎng)行情持續(xù)下滑，7月份丙烯腈市場(chǎng)行情更是大幅走跌， 7月31日丙烯腈市場(chǎng)散水價(jià)格在9700元/噸，較月初10860元/噸的價(jià)格下跌了10.68%，8月初丙烯腈價(jià)格又創(chuàng)新低，山東某生產(chǎn)企業(yè)報(bào)價(jià)到了8600元/噸，大幅提高了丙烯腈電解法合成己二腈工藝技術(shù)路線(xiàn)的經(jīng)濟(jì)性。
丙烯腈電解二聚法合成己二腈相對(duì)于丁二烯法及己二酸法合成己二腈最大的優(yōu)勢(shì)在于國(guó)外于上個(gè)世紀(jì)六十年代已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)，技術(shù)相當(dāng)成熟，反應(yīng)步驟短，只有一步電解反應(yīng)。但是，這看似簡(jiǎn)單的一步反應(yīng)，過(guò)程卻復(fù)雜，丙烯腈電解合成己二腈反應(yīng)過(guò)程實(shí)質(zhì)上包含著質(zhì)點(diǎn)移動(dòng)物理過(guò)程、電化學(xué)反應(yīng)、有機(jī)化學(xué)反應(yīng)以及吸附和脫吸附物理過(guò)程。如何將不同的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程、不同物理過(guò)程交錯(cuò)有序的在一個(gè)反應(yīng)步驟內(nèi)融會(huì)貫通，順利從研發(fā)試驗(yàn)，中試放大試驗(yàn)到工業(yè)化生產(chǎn)實(shí)踐，卻并不簡(jiǎn)單。
影響丙烯腈電解反應(yīng)的因素有很多，如電解槽極板選材、電流密度、電解液組分、流速、溫度、丙烯腈濃度和pH值等。由于丙烯腈電解合成己二腈的加氫二聚反應(yīng)是在電解槽極板表面進(jìn)行的，丙烯腈需要傳質(zhì)到電解槽極板表面才能發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)完成后己二腈還需要及時(shí)從電解槽極板表面脫離，避免發(fā)生副反應(yīng)。所以在電解槽極板選材確定的前提下，極板表面丙烯腈濃度和pH值是電解反應(yīng)的兩個(gè)關(guān)鍵控制參數(shù)。
當(dāng)極板表面丙烯腈濃度低于工藝要求配比量時(shí)，通過(guò)電解反應(yīng)得到電子和氫離子生成的丙烯腈陰離子會(huì)繼續(xù)與氫離子結(jié)合生成副產(chǎn)物丙腈；如果極板表面丙烯腈濃度嚴(yán)重低于工藝要求配比量時(shí)，電解溶液中的水分被電解析出氫氣和氧氣，造成電解系統(tǒng)內(nèi)氫氣含量超標(biāo)和富氧雙重安全事故隱患。當(dāng)極板表面上丙烯腈濃度高于工藝要求配比量時(shí)，一方面容易造成副產(chǎn)三聚物量增大，另一方面，已電解合成的丙烯腈二聚陰離子如不能及時(shí)與氫離子結(jié)合生成己二腈，脫離電解槽極板表面就會(huì)與丙烯腈繼續(xù)反應(yīng)生成三聚物，最終導(dǎo)致己二腈生成量降低，丙烯腈消耗量和副產(chǎn)三聚物量同時(shí)增加。
電解槽極板表面pH值的波動(dòng)會(huì)造成極板不同程度的腐蝕，腐蝕產(chǎn)生金屬離子會(huì)進(jìn)入電解液，由此造成電解液金屬離子含量升高，極板因受到腐蝕間距會(huì)變的大小不一，金屬離子還會(huì)在陰極板積聚，這些方面影響不僅降低己二腈的收率和電解槽的電流效率，還給整個(gè)電解反應(yīng)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的安全隱患。
此外，電解槽極板表面丙烯腈濃度和pH值往往還受控于丙烯腈?zhèn)髻|(zhì)和電流密度的變化，同時(shí)困于電解槽內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響，在電解反應(yīng)過(guò)程中，丙烯腈濃度和pH不能準(zhǔn)確地反映電極表面的實(shí)際狀態(tài)。然而，電解槽極板表面丙烯腈濃度又無(wú)法測(cè)定，電解液取樣測(cè)定丙烯腈濃度不能代表電極表面的濃度，所以小試和中試反應(yīng)參數(shù)結(jié)果不能直接照搬到工業(yè)化裝置。
工業(yè)化電解丙烯腈合成己二腈生產(chǎn)操作都期望電解系統(tǒng)內(nèi)己二腈粗油相含量盡量高，要求超過(guò)70%，以便降低后續(xù)成品精餾提純操作運(yùn)行成本，但是，己二腈含量高、丙烯腈濃度又不足，很容易產(chǎn)生氫氣，容易爆炸。
因此，丙烯腈電解合成己二腈反應(yīng)過(guò)程中如何圍繞極板表面丙烯腈濃度和PH值兩個(gè)核心控制點(diǎn)，平衡、調(diào)控極板材質(zhì)、電解液組成、pH值、丙烯腈濃度、電流密度、溫度等影響己二腈反應(yīng)選擇性和電流效率的因素，不是單一的技術(shù)問(wèn)題。
當(dāng)單一技術(shù)問(wèn)題變成系統(tǒng)問(wèn)題、技術(shù)流程管理問(wèn)題的時(shí)候，遠(yuǎn)比單一技術(shù)問(wèn)題處理起來(lái)更為復(fù)雜和繁瑣。
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