化工设计概论与化工制图课件--8 设计示例.ppt

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1、示例：5000t/a丙烯腈合成工段的工艺设计第八章设计示例10/24/2021化工设计课件示例：5000t/a丙烯腈合成工段的工艺设计一、设计任务二、生产方法及反应原理三、本设计的生产工艺流程示意图四、物料衡算和热量衡算（反应器）五、主要设备的工艺计算（反应器）六、设计结果汇总10/24/2021化工设计课件一、设计任务(1)设计项目名称：丙烯腈合成工段(2)生产方法：以丙烯、氨、空气为原料，用丙烯氨氧化法合成丙烯腈(3)生产能力：年产5000t丙烯腈(4)原科组成：液态丙烯原料含丙烯85％（mol)，丙烷15％(mol

2、)；液态氨原料含氨100％。(5)工段产品为丙烯腈水溶液，含丙烯腈约1.8％(wt)由于本例为假定的设计，所以有关设计任务书中的其他项目如设计依据，厂址选择，主要技术经济指标，原料的供应，燃料的种类．水、电、汽的主要来源，与其他工业企业的关系，建厂期限，设计单位，设计进度及设计阶段的规定等内容均从略。10/24/2021化工设计课件二、生产方法及反应原理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(例如ABS树脂)的重要单体。丙烯氨氧化法制丙烯腈是1960年由美国索亥俄(Sohio)公司首创并工

3、业化的，现已成为合成丙烯腈的主要方法，丙烯腈的其他生产方法则已相继被淘汰。10/24/2021化工设计课件丙烯氨氧化法的优点如下：·(1)丙烯是目前大量生产的石油化学工业的产品，氨是合成氨工业的产品，这两种原料均来源丰富且价格低廉。(2)工艺流程比较简单，经一步反应便可得到丙烯腈产物(3)反应的副产物较少，副产物主要是氢氰酸和乙腈，都可以回收利用，而且丙烯腈成品纯度较高。(4)丙烯氨氧化过程系放热反应，在热平衡上很有利。(5)反应在常压或低压下进行，对设备无加压要求。(6)与其他生产方法如乙炔与氢氰酸合成法，环氧乙烷与氢

4、氰酸合成法等比较，可以减少原料的配套设备(如乙炔发生装置和氰化氢合成装置)的建设投资二、生产方法及反应原理10/24/2021化工设计课件丙烯氨氧化法制丙烯腈(AN)生产过程的主反应为二、生产方法及反应原理该反应的反应热为△H298=－512.5KJ/mol其副反应有生成氢化氰(HCN)、丙烯醛(ACL)、乙腈(CAN)以及丙烯的氧化产物(CO2和H2O)10/24/2021化工设计课件丙烯氨氧化法制丙烯腈(AN)生产过程的副反应有：二、生产方法及反应原理10/24/2021化工设计课件三、本设计的生产工艺流程示意图23

5、0℃70～80℃5～10℃10/24/2021化工设计课件四、物料衡算和热量衡算1、小时生产能力按年工作日300天丙烯腈损失率3.1％设计裕量6％计算丙烯腈小时产量为10/24/2021化工设计课件2、反应器的物料衡算(1)计算依据①丙烯腈产量758.9k8／h．即14.32kmol／h②原料组成(摩尔分数):C3H685％，C3H815％③进反应器的原料配比(摩尔比)为C3H6:NH3:02:H20＝1:1.05:2.3:3④反应后各产物的单程收率为四、物料衡算和热量衡算物质丙烯腈氰化氢乙腈丙烯醛CO2摩尔收率0.60

6、.0650.070.0070.1210/24/2021化工设计课件四、物料衡算和热量衡算2、反应器的物料衡算(1)计算依据⑤操作压力：进口0.203MPa,出口0.162MPa⑥反应器进口气体温度110℃反应温度470℃出口气体温度360℃10/24/2021化工设计课件四、物料衡算和热量衡算⑵物料衡算10/24/2021化工设计课件⑵物料衡算10/24/2021化工设计课件⑶反应器物料平衡表四、物料衡算和热量衡算10/24/2021化工设计课件3、反应器热量衡算四、物料衡算和热量衡算△H1为进料的温变热量△H2为反应热

7、△H3为出口物的温变热量10/24/2021化工设计课件3、反应器热量衡算10/24/2021化工设计课件3、反应器热量衡算10/24/2021化工设计课件五、主要设备的工艺计算（反应器）（查阅有关手册）10/24/2021化工设计课件五、主要设备的工艺计算（反应器）10/24/2021化工设计课件五、主要设备的工艺计算（反应器）（查阅有关手册）查有关图得10/24/2021化工设计课件五、主要设备的工艺计算（反应器）10/24/2021化工设计课件六、设计结果汇总1、工艺设备一览表10/24/2021化工设计课件六、设

8、计结果汇总1、工艺设备一览表10/24/2021化工设计课件1、工艺设备一览表10/24/2021化工设计课件六、设计结果汇总1、工艺设备一览表10/24/2021化工设计课件六、设计结果汇总1、工艺设备一览表10/24/2021化工设计课件六、设计结果汇总1、工艺设备一览表10/24/2021化工设计课件六、设计结