2022年上半年丙烯腈市場行情持續(xù)下滑，7月份丙烯腈市場行情更是大幅走跌， 7月31日丙烯腈市場散水價格在9700元/噸，較月初10860元/噸的價格下跌了10.68%，8月初丙烯腈價格又創(chuàng)新低，山東某生產(chǎn)企業(yè)報價到了8600元/噸，大幅提高了丙烯腈電解法合成己二腈工藝技術(shù)路線的經(jīng)濟(jì)性。
丙烯腈電解二聚法合成己二腈相對于丁二烯法及己二酸法合成己二腈最大的優(yōu)勢在于國外于上個世紀(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，這看似簡單的一步反應(yīng)，過程卻復(fù)雜，丙烯腈電解合成己二腈反應(yīng)過程實質(zhì)上包含著質(zhì)點移動物理過程、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程。如何將不同的化學(xué)反應(yīng)過程、不同物理過程交錯有序的在一個反應(yīng)步驟內(nèi)融會貫通，順利從研發(fā)試驗，中試放大試驗到工業(yè)化生產(chǎn)實踐，卻并不簡單。
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，通過電解反應(yīng)得到電子和氫離子生成的丙烯腈陰離子會繼續(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，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，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與氫離子結(jié)合生成己二腈，脫離電解槽極板表面就會與丙烯腈繼續(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)三聚物量同時增加。
電解槽極板表面pH值的波動會造成極板不同程度的腐蝕，腐蝕產(chǎn)生金屬離子會進(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變的大小不一，金屬離子還會在陰極板積聚，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，同時困于電解槽內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響，在電解反應(yīng)過程中，丙烯腈濃度和pH不能準(zhǔn)確地反映電極表面的實際狀態(tài)。然而，電解槽極板表面丙烯腈濃度又無法測定，電解液取樣測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)過程中如何圍繞極板表面丙烯腈濃度和PH值兩個核心控制點，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)問題。
當(dāng)單一技術(shù)問題變成系統(tǒng)問題、技術(shù)流程管理問題的時候，遠(yuǎn)比單一技術(shù)問題處理起來更為復(fù)雜和繁瑣。
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