a丙烯氨氧化合成丙烯腈工艺设计

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1、8500t/a丙烯氨氧化合成丙烯腈工艺设计AN指导老师：XXX姓名：XXX班级：XXXX班学号：XXXXXXX课题背景生产方法及工艺过程物料衡算热量衡算设备选型AN主要设计内容课题背景AN丙烯腈是丙烯系列的重要产品。就世界范围而言，在丙烯系列产品中，它的产量仅次于聚丙烯，居第二位，是合成纤维、合成橡胶和合成树脂的重要单体。主要用途如下：生产方法及工艺19世纪40年代，丙烯腈首次开始工业化生产，以后其主要生产方法有以下几种：AN（1）（2）（3）（4）生产方法及工艺AN丙烯腈生产工艺流程主要包括：原料配制、合成目前国内外以碳三烃为原料制备丙烯腈的主要生产工艺包括：（1）流化床丙烯直接

2、氨氧化工艺；（2）丙烷直接氨氧化工艺；（3）丙烷脱氢后再进行丙烯氨氧化工艺。前人在丙烯氨氧化合成丙烯腈工艺中，已在生产工艺各方面做了大量细致的研究与探索，现已经提出了比较完善和科学的操作条件。目前，有不少专家和研究人员及机构在催化剂的研究、工艺过程的改进、反应器的改进、节能降耗、环境污染治理等方面也取得了相应的成果和进展。反应、吸收分离、丙烯腈精制、氢氰酸精制、乙腈精制以及反应系统废水处理和吸收分离系统废水处理等工序。工艺过程AN物料衡算AN计算依据：(1)产品名称：丙烯腈(2)年产量：8500t/a(3)转化率：94%(4)原料配比：丙烯:氨:空气:水=1:1.2:10:3(5)

3、温度：428℃(6)压强：0.065MPa(7)操作方式：年工作日300天(8)损失率3.1%(9)设计裕量6%化学反应：（主）CH3CH=CH2+NH3+O2→CH2=CHCN+3H2O+519kJ/mol（副）CH3CH=CH2+NH3+O2→CH3CN+3H2O+522kJ/mol（副）CH3CH=CH2+3NH3+3O2→3HCN+6H2O+941kJ/mol（副）CH3CH=CH2+O2→CH2=CHCHO+H2O+351kJ/mol（副）CH3CH=CH2+O2→CH3CHO+268kJ/mol（副）CH3CH=CH2+O2→3CO2+3H2O+1925kJ/mol（副

4、）CH3CH=CH2+3O2→3CO+3H2O+1067kJ/mol物料衡算AN涉及设备：反应器、空气饱和塔、氨中和塔、换热器、水吸收塔、饱和塔釜液槽基本原理：依据丙烯氨氧化反应方程，参照丙烯氨氧化工艺流程，对各组分物质做物料衡算计算结果：依次得到各设备进、出口各物料的质量流量、摩尔流量及其含量，并相应列出了物料平衡表。最后得到原料消耗总表和工段排出物消耗总表。物料衡算AN丙烯腈合成工段原料消耗综合表序号物料名称成分单位每吨产品的消耗量每小时的消耗量工业纯度每昼夜的消耗量工业纯度每年的消耗量工业纯度备注100%工业纯度123456789101丙烯85%t1.3311.56582.0

5、19048.456014536.82氨100%t0.49780.64180.827619.86245958.723硫酸93%t0.47260.50810.655215.72484717.444原料水(软水)100%t9.5159.51513.119314.85694456.8AN物料衡算丙烯腈合成工段排出物消耗综合表序号名称特性和成分单位每吨产品排出量每小时排出量每年排出量备注1中和塔废液其中含（质量分数）AN0.03%ACN0.02%HCN0.02%H2SO40.5%(NH4)2SO430.9%H2O68.53%温度82℃t2.0162.599418715.72水吸收塔尾气其中含

6、（摩尔分数）C3H61.53%C3H81.95%O23.91%N287.42%CO21.21%水蒸气3.98%温度10℃m3(STP)6416.28273595656003空气饱和塔塔底排污其中含（质量分数）AN0.00529%ACN0.00846%氰醇0.00063%ACL0.00042%H2O99.9852%温度75℃t11.214.446104011.2热量衡算计算依据：物料衡算所得数据、平均比热容、摩尔热容、冷凝热、汽化热以及饱和水的蒸汽焓（来自化学化工物性手册）AN涉及设备：流化床反应器、废热锅炉、空气饱和塔、氨中和塔、换热器、水吸收塔、饱和塔釜液槽、蒸发器、过热器、混合

7、器、吸收水冷却器等设备计算结果：依次得到各设备换热装置的热负荷，以及深井水、循环水、加热蒸汽、冷冻盐水等消耗量，并列出能量消耗总表。基本原理：能量守恒定律，对各设备分别作能量衡算热量衡算AN丙烯腈合成工段能量消耗综合表序号名称单位规格每吨产品的消耗量每小时的消耗量每昼夜的消耗量每年的消耗量备注1深井水t340.4684391053631608002循环水t883.35711392733682008003加热蒸汽t0.405MPa0.7390.95322.8726861