CN102199106A - 丙烯腈中过氧化物的脱除方法 - Google Patents

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顾军民
张斌
李文婷
韩诚康
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Abstract

本发明涉及一种丙烯腈中过氧化物的脱除方法，主要解决现有技术中存在的在脱除丙烯腈原料中过氧化物时原料丙烯腈空速较小，脱除过氧化物的处理能力较小的问题。本发明通过采用氧化铝与丙烯腈原料接触，脱除原料丙烯腈中过氧化物其中氧化铝选自HYA101活性氧化铝、HYA102活性氧化铝或HYA103活性氧化铝中的至少一种的技术方案，较好地解决了该问题，可用于高性能聚丙烯腈基碳纤维原料纯化处理的工业生产中。

Description

丙烯腈中过氧化物的脱除方法
技术领域
本发明涉及一种丙烯腈中过氧化物的脱除方法。
背景技术
高性能聚丙烯腈基碳纤维具有良好的材料综合性能：高强度、高模量、低密度、耐高低温、耐化学腐蚀、导电性好、热膨胀系数小、耐辐射、生物相容性好，是先进复合材料的最重要的增强材料，广泛应用于卫星、运载火箭、战术导弹、飞机、宇宙飞船等航空航天尖端领域。
丙烯腈是生产高性能聚丙烯腈基碳纤维的主要原料。碳纤维性能优劣的关键之一是丙烯腈原料品质的好坏，制备高性能聚丙烯腈基碳纤维对原料丙烯腈的纯度要求极高。目前国内丙烯腈原料主要来源于由丙烯、氨氧化流化床工艺生产的成品，工业优级品丙烯腈中含有微量的乙醛、氢氰酸、丙酮、丙烯醛、甲基丙烯腈、噁唑、丙腈、丁烯腈、阻聚剂、过氧化物等有机杂质以及铁离子等金属杂质，这些杂质对碳纤维的性能有严重影响。原料丙烯腈中的杂质尤其是过氧化物的存在是导致碳纤维缺陷的重要影响因素之一，且这些缺陷在后加工中无法消除。因此，在使用前必须对工业优级品丙烯腈进行进一步的精制纯化，去除其中的过氧化物等杂质，以满足高性能聚丙烯腈基碳纤维原丝对原料的要求。
文献H1686介绍了一种采用活性氧化铝吸附丙烯腈单体中过氧化物的方法，活性氧化铝与丙烯腈接触，活性氧化铝表面积在150～400m2/g，温度不大于75℃，接触时间在0.5～2.5分钟，处理后过氧化物小于0.2ppm。该方法丙烯腈空速较小，脱除过氧化物的处理能力较小。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是对现有技术中在脱除丙烯腈原料中过氧化物时存在丙烯腈空速较小，脱除过氧化物的处理能力较小的问题，提供一种新的丙烯腈中过氧化物的脱除方法。该方法具有丙烯腈空速大，脱除过氧化物的处理能力大，脱除过氧化物的效果更彻底的优点。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种丙烯腈中过氧化物的脱除方法，采用氧化铝与丙烯腈原料接触，脱除原料丙烯腈中的过氧化物，其中氧化铝选自HYA101活性氧化铝、HYA102活性氧化铝或HYA103活性氧化铝中的至少一种。
上述技术方案中，所用氧化铝的直径为3～5mm，比表面积200～360m2/g，堆密度0.68～0.89g/cm3，孔容0.38～0.46ml/g。原料丙烯腈体积空速为1～100小时-1，优选5～50小时-1，脱除过氧化物的处理温度为5～70℃，优选10～35℃。
本发明中采用的氧化铝，使用前应进行预处理和活化处理。氧化铝预处理和活化过程如下：将氧化铝置于固定床中，用氮气或空气吹扫，除去杂质后在350～400℃条件下干燥4～5小时，冷却后备用。
由于氧化铝是一种具有较高吸附容量的吸附剂，活性氧化铝的毛细孔通道表面具有较高的活性，是性能优良的吸附剂。
采用本发明的方法，在反应温度为5～70℃的条件下，其丙烯腈原料体积空速可达100小时-1，处理后的丙烯腈中过氧化物含量小于0.05ppm，取得了较好的技术效果。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述。
具体实施方式
【实施例1】
吸附塔内径为32mm，HYA101活性氧化铝用氮气吹扫除去杂质后在350℃条件下干燥5小时。原料丙烯腈与HYA101活性氧化铝接触，处理温度为5℃，原料丙烯腈体积空速为100小时-1，丙烯腈原料中过氧化物含量为0.5ppm，脱除后丙烯腈中的过氧化物0.040ppm。
【实施例2】
吸附塔内径为32mm，HYA102活性氧化铝用氮气吹扫除去杂质后在350℃条件下干燥5小时。原料丙烯腈与HYA102活性氧化铝接触，处理温度为10℃，原料丙烯腈体积空速为50小时-1，丙烯腈原料中过氧化物含量为0.5ppm，脱除后丙烯腈中的过氧化物0.045ppm。
【实施例3】
吸附塔内径为32mm，HYA103活性氧化铝用氮气吹扫除去杂质后在350℃条件下干燥5小时。原料丙烯腈与HYA103活性氧化铝接触，处理温度为70℃，原料丙烯腈体积空速为1小时-1，丙烯腈原料中过氧化物含量为0.5ppm，脱除后丙烯腈中的过氧化物0.035ppm。
【实施例4】
吸附塔内径为32mm，HYA102活性氧化铝用氮气吹扫除去杂质后在350℃条件下干燥5小时。原料丙烯腈与HYA102活性氧化铝接触，处理温度为35℃，原料丙烯腈体积空速为5小时-1，丙烯腈原料中过氧化物含量为0.5ppm，脱除后丙烯腈中的过氧化物0.02ppm。

Claims (3)

1.一种丙烯腈中过氧化物的脱除方法，采用氧化铝与丙烯腈原料接触，脱除原料丙烯腈中的过氧化物，其中氧化铝选自HYA101活性氧化铝、HYA102活性氧化铝或HYA103活性氧化铝中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的丙烯腈中过氧化物的脱除方法，其特征在于氧化铝的直径为3～5mm，比表面积200～360m2/g，堆密度0.68～0.89g/cm3，孔容0.38～0.46ml/g；原料丙烯腈体积空速为1～100小时-1，脱除过氧化物的处理温度为5～70℃。
3.根据权利要求2所述的丙烯腈中过氧化物的脱除方法，其特征在于原料丙烯腈体积空速为5～50小时-1，脱除过氧化物的处理温度为10～35℃。
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