丙烯腈生产的概念设计

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1、丙烯腈生产的概念设计指导老师：钱宇（教授）李秀喜（副研究员）学生：肖乐业易艳红主要内容1丙烯腈产品概述2市场调研3设计内容4工艺方案5PROⅡ流程模拟与结果6项目经济技术分析7结论及创新1丙烯腈产品概述丙烯腈主要被用来生产ABS树脂，丙烯酰胺、丙烯酸纤维、己二睛和苯乙烯-己二睛树脂丙烯腈还可用来生产谷氨酸钠、医药、高分子絮凝剂、纤维改性剂、纸张增强剂等2市场调研3设计内容对丙烷氨氧化工艺流程的丙烯腈生产过程进行概念设计。对丙烷氨氧化法进行经济可行性分析。反应器系统①流化床反应器②反应气体冷却器③开工空气加热④催化剂贮槽⑤催化剂补充料斗⑥冷剂槽⑦垂直

2、换热器⑧来自丙烷过热器的丙烷进料⑨来自氨过热器的氨进料⑩经冷却器的反应器出口气体去急冷塔急冷系统回收和分离系统反应气从氨中和塔顶出来进入水吸收塔下部。自回收塔（萃取解吸塔）底来的水，经换热后进入水吸收塔上部用作吸收液。反应气中的丙烯腈，乙腈和氢氰酸等溶于水中，N2、CO2、CO以及未反应的丙烷等由塔顶出来，经压缩冷去后丙烷与其它气体分开，用作进料。丙烯腈精制系统丙烯腈和水形成共沸混合物，将共沸混合物蒸出并冷凝，可得含丙烯腈90%以上油相和含水90%以上的水相。丙烯腈和氢氰酸因沸点差较大，很容易用普通的分离方法分离。丙烯腈与乙腈相对挥发度接近于1，采

3、用萃取蒸馏。选水做萃取剂，当塔顶水的摩尔分数达0.8时，相对挥发度达1.8，此时仅需40块实际塔板就能将丙烯腈和乙腈分离。4工艺模块流程图反应预处理反应器分离器循环物流环保处理分离预处理产品精制副产品产品原料5PROⅡ流程图模拟结果原料反应器精制部分产品序号组分流量公斤/小时组分流量公斤/小时组分流量公斤/小时浓度%1C3H828733C3H83812.49042NH312951C3H3N13819.5416C3H3N13804.080599.53O259208HCN1822.6126HCN1821.822599.74N2213325C2H3N95

4、.708C2H3N95.70830.57196项目经济技术分析本项目根据目前最新的研究进展，采用收率较高的催化剂，选择丙烷为原料氨氧化制取丙烯腈的工艺路线。取代价格较昂贵的丙烯为原料的路线,对于提高资源的利用率有极其重要的影响。成本利润分析生产成本(COM)：直接生产成本(DMC)+固定生产成本(FMC)+总费用(GE)=169.5×106美元/年年销售额：2256.8美元/吨×100000吨/年=225.68×106美元/年年利润总额：年产品销售收入–年产品销售税金及附加-年总成本费用=22.328×106美元7结论及创新1丙烷氨氧化法的工艺与丙

5、烯氨氧化法基本相同，但吸收部分用磷酸氢二氨代替了稀硫酸。1由于全球丙烯资源的短缺和丙烷价格的低廉，使丙烷氨氧化制丙烯腈工艺成为烷烃活化技术中的开发热点。1由于丙烷转化率过低,反应产物较复杂，因而装置投资费用高于丙烯法工艺。虽然丙烷原料价格不到丙烯的一半，但考虑装置投资费用的回报率，产品生产成本并未占多大优势。1过高的投资费用制约了丙烷法的工业化进程，进一步开发高性能催化剂则是促进该工艺工业化的重要因素。