产6万吨丙烯腈合成工段的初步设计

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1、届毕业论文年产6万吨丙烯腈合成工段的初步设计系、部：材料与化学工程学院学生姓名：指导教师：职称专业：化学工程与工艺班级：完成时间：摘要丙烯腈是石油化学工业的重要产品，是合成聚丙烯腈纤维，丁腈橡胶和合成塑料的重要单体。本文采用的是原料来源丰富、操作简单的丙烯氨氧化法生产丙烯腈。通过对从原料的处理到丙烯腈的合成工段的主要单元进行物料和热量衡算，对空气加热器、丙烯蒸发器、氨蒸发器的工艺计算，算出了部分设备的换热面积，完成了对丙烯腈合成工段的初步设计。关键词丙烯腈；丙烯氨氧化法；生产；设计ABSTRACTAcrylonitrileisanimportan

2、tproductforthepetrochemicalindustry,syntheticacrylicfiber,acrylonitrile-butadienerubberandsyntheticplasticsimportantmonomers.Thisarticleisarichsourceofrawmaterials,productionofammoniaoxidationofpropylenenitride.Fromrawmaterialshandlingtothesynthesisofacrylonitrileunit'smainun

3、itformaterialandenergybalance,airheaters,propyleneevaporator,ammoniaevaporatorprocesscalculation,workedoutsomeoftheequipmentoftheheattransferarea,completedthepreliminarydesignoftherawmaterialprocess.Keywordsacrylonitrile;propyleneammoniaoxidation；production；design目录1丙烯腈的概论11.

4、1丙烯系产品的生产11.2丙烯氨氧化生产丙烯腈21.2.1丙烯腈的性质和用途21.2.2丙烯腈的生产方法31.2.3反应原理31.2.4操作条件41.2.5工艺流程61.2.6典型设备－流化床反应器82总体方案工艺设计102.1设计任务102.2流程确定103工艺设计计算123.1物料衡算与热量衡算123.1.1反应器的物料衡算和热量衡算123.1.2废热锅炉的物料衡算和热量衡算153.1.3空气饱和塔物料衡算和热量衡算163.1.4氨中和塔物料衡算和热量衡算183.1.5换热器物料衡算和热量衡算223.1.6水吸收塔物料衡算和热量衡算223.1

5、.7空气水饱和塔釜液槽243.1.8丙烯蒸发器热量衡算253.1.9丙烯过滤器热量衡算253.1.10氨蒸发器热量衡算263.1.11气氨过热器263.1.12混合器263.1.13空气加热器的热量衡算273.2主要设备的工艺计算283.2.1流化床合成反应器283.2.2空气饱和塔293.2.3丙烯蒸发器324车间布置设计344.1厂房建筑344.2生产操作344.3设备装修344.4安全要求354.5车间布置说明355环境保护和安全措施要求365.1丙烯腈生产中的三废处理365.2生产安全及防护措施366结论38参考文献39致谢40附录411

6、丙烯腈的概论丙烯腈是一种无色、易燃易爆有刺激性臭味的液体，能自聚，在常温、常压下呈黄色。由于含有－CN，因此其有剧毒，空气中最高允许浓度为45ppm。它是重要的基本有机原料之一，它与丁二烯共聚生成丁腈橡胶，是三大合成材料的重要单体。丙烯腈其用途十分广泛。世界上大多数国家50％以上的丙烯腈用于生产腈纶纤维。我国用于生产腈纶的丙烯腈占80％以上。此外，丙烯腈还用于生产ABS、AS、丙烯酰胺、丁腈橡胶及丁腈胶乳、己二腈/己二胺、丙烯腈阻隔性树脂、聚丙烯腈碳纤维等。生产丙烯腈的方法主要有环氧乙烷法、乙炔法及丙烯氨氧化法。前两种方法因为原料昂贵，需要剧毒的

7、HCN为原料，生产成本高，从而限制了丙烯腈生产的发展。而丙烯氨氧化法具有原料价廉易得，可一步合成、投资少、生产成本低等优点得到广泛应用。此次设计采用的是丙烷氨氧化法：即丙烷在催化剂的作用下与氨和氧气（或空气）反应合成丙烯腈。1.1丙烯系产品的生产丙烯的主要来源有两个，一是由炼油厂裂化装置的炼厂气回收；二是在石油烃裂解制乙烯时联产所得。丙烯大部分一直来自炼油厂，近年来，由于裂解装置建设较快，丙烯产量相应提高较快。和世界市场一样，近年来我国丙烯的发展速度也逐渐超过了乙烯。2000年，我国乙烯需求量478.89万吨，而丙烯的需求量却达到498.85万吨

8、，首次超过乙烯，之后丙烯的需求量一种保持在乙烯之上。与乙烯相似，由于丙烯分子中含有双键和α-活泼氢，所以具有很高的化学反应活性。在工业生