产万吨丙烯酸生产流程概念设计

《产万吨丙烯酸生产流程概念设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、《年产20万吨丙烯酸生产流程概念设计》姓名秦昭康白烨指导老师李秀喜院系化学与化工专业化学工程内容1丙烯酸产品概述2市场调研3项目分析与设计工艺方案说明4模拟及优化5项目经济技术分析6结论一、丙烯酸产品概述1、丙烯酸英文名：Acrylicacid分子式：C3H4O2相对分子量：72.06结构式：H2C=CH-C-OH危险性类别：第8.1类，高闪点可燃液体，酸性腐蚀品化学类别：丙烯酰基化合物主要成份：含量≥99.6%外观与性状：无色液体，有刺激性气味。主要用途：生产丙烯酸酯类、聚丙烯酸及其盐。2、丙烯酸用

2、途丙烯酸是重要的有机化工原料，大部分用于生产丙烯酸酯(如丙烯酸甲酯、乙酯、丁酯及辛酯等)，少量用于生产高吸水性树脂、助洗涤剂和水处理剂等。丙烯酸及其酯系列产品可广泛应用于涂料、化纤、纺织、皮革、塑料、粘和剂、石油开采等各个领域。二、市场调研据SRI咨询公司（SRIC）的最新研究报告显示，至2011年，全球粗丙烯酸市场需求将以年均3.7%的速度增长，中国是全球丙烯酸市场需求增长最快的国家。预计2011年世界丙烯酸总产能将达到550万吨，主要增长地区是中国。根据上表本设计计划生产20万吨/年。三、项目分析

3、与设计工艺方案说明丙烯氧化法分两步进行第一步，丙烯被氧化为丙烯醛；第二步，醛被进一步氧化为丙烯酸。生产工艺现状优点不足丙烯氧化制备丙烯酸主要地位技术经济最优收率不高由乙炔制备丙烯酸早期制备方法丙酸的生成少条件较苛刻，产物难分离从乙烯制备丙烯酸多半已停止使用//从乙烯酮制备丙烯酸六十年代的制备方法环境温度下反应/从乙烯腈制备丙烯酸产量不大丙烯腈价格低硫酸不能循环使用1)反应信息：主反应C3H6C3H4OC3H4O2丙烯丙烯醛丙烯酸C3H6+O2C3H4O+H2O丙烯醛C3H4O+O2C3H4O2丙烯酸副

4、反应C3H4O+7/2O23CO2+2H2OC3H4O+3/2O2C2H4O2+CO2醋酸C3H4O+11/2O23CO2+3H2O2）反应条件1、反应温度反应在250~500℃的温度下进行，从丙烯到丙烯醛的反应温度比从丙烯醛到丙烯酸的反应温度通常要高50~100℃，综合考虑取一段反应器中的反应温度为T=350℃，二段反应器中的反应温度为T=300℃；2、反应压力据认为，反应压力加大没有什么显著的效果，综合考虑取反应器压力P=3.5bar；3、催化剂气相反应，有催化剂，为了减少付产物的生成，本反应体系

5、中选择混合催化剂进行反应。4、反应气组成限制实际使用特性显示，富氧条件对反应结果有正面作用，但由于丙烯和氧气的混合物存在爆炸区域，所以从安全和追求理想结果的角度考虑，一般氧气与丙烯的浓度比在1.6:1左右，本设计取1.65，并采用分段补氧的方式。3）选择性每摩尔转化的丙烯生成丙烯酸的摩尔数=S。产率Y=S·X为了得到较多量的主要产物，应将收率和选择性综合起来考虑。4）产品纯度生产的丙烯酸的纯度≥0.999。5）原料室温下空气，丙烯和水蒸汽。输入－输出的结构1）净化进料物流：原料是空气、丙烯和水的混合物

6、，丙烯含杂质极少，不需要净化进料物流。2）反应的副产品：在有金属或金属氧化物催化作用下，丙烯催化氧化制备丙烯酸，在反应转化率达一定时，就会有一定量的副产物出现，主要为醋酸和二氧化碳，此外还溶有微量的丙酸等，因为丙酸与丙烯酸的分离困难，故此在整个设计过程中要重点考虑丙烯酸的提纯，根据参考文献，在丙烯醛氧化成丙烯酸的过程中，把丙烯醛的单程转化率聘用制在65~95%，可降低付产物的比例。3）循环和放空：由于反应器中的氧化反应很完全，所以在反应阶段不需要安排循环物流。副产品为醋酸和二氧化碳，其中醋酸为有用的化

7、工原材料，二氧化碳会污染环境，故需经吸收后去焚化炉焚烧后放空。在本设计反应体系的后一部分，即丙烯酸的分离与提纯过程中，会涉及到循环过程。主要是分离提纯过程中，淬取剂的循环使用。4）过量反应物：由于进口反应物空气中的氧是反应物，参与到反应过程中，故有过量反应物问题。5）产品物流的数目：这些组份的沸点和去向在表2中给出。CO2和空气中的N2是作为一股成品气相物流累积在一起放空的，而丙烯酸和其它部分付产物在一起，为所需要分离的物流。组份正常沸点，℃去向丙烯反应水蒸汽100排放丙烯酸141.1主产品醋酸118

8、.1副产品，贮存二氧化碳-44副产品，焚烧四、模拟及优化主要物流输入数据及模拟结果五、项目经济技术分析总成本费用＝原料费用+能源费用+工资及福利费用+维护费用+折旧费用+销售与研发费用+利息及保险+其他费用＝43812.9万元/年增值税，按17％计算，则增值税为：增值税＝销项税额－进项税额＝税率*（销售收入－原料费用）/（1+税率）＝27834.44万元/年销售利润＝销售收入-总成本费用－销售税金＝163732.1－43812.9－27834.44＝92