丙烯腈車間工藝設(shè)計

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1、燕山大學(xué)環(huán)化學(xué)院化工專業(yè)課程設(shè)計丙烯腈車間工藝設(shè)計摘要：設(shè)計丙烯腈的生產(chǎn)工藝流程，通過對原料，產(chǎn)品的要求和物性參數(shù)的確定及對主要尺寸的計算，工藝設(shè)計和附屬設(shè)備結(jié)果選型設(shè)計，完成對丙烯腈的工藝設(shè)計任務(wù)。前言丙烯腈，別名，氰基乙烯；為無色易燃液體，劇毒、有刺激味，微溶于水，易溶于一般有機(jī)溶劑；遇火種、高溫、氧化劑有燃燒爆炸的危險，其蒸汽與空氣混合物能成為爆炸性混合物，爆炸極限為3.1%-17%（體積百分比）；沸點為77.3℃，閃點-5℃，自燃點為481℃。丙烯腈是石油化學(xué)工業(yè)的重要產(chǎn)品，用來生產(chǎn)聚丙烯纖維(即合成纖維腈綸)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)、苯乙烯

2、塑料和丙烯酰胺(丙烯腈水解產(chǎn)物)。另外，丙烯腈醇解可制得丙烯酸酯等。丙烯腈在引發(fā)劑(過氧甲酰)作用下可聚合成一線型高分子化合物——聚丙烯腈。聚丙烯腈制成的腈綸質(zhì)地柔軟，類似羊毛，俗稱“人造羊毛”，它強(qiáng)度高，比重輕，保溫性好，耐日光、耐酸和耐大多數(shù)溶劑。丙烯腈與丁二烯共聚生產(chǎn)的丁腈橡膠具有良好的耐油、耐寒、耐溶劑等性能，是現(xiàn)代工業(yè)最重要的橡膠，應(yīng)用十分廣泛。丙烯氨氧化法的優(yōu)點如下(1)丙烯是目前大量生產(chǎn)的石油化學(xué)工業(yè)的產(chǎn)品，氨是合成氨工業(yè)的產(chǎn)品，這兩種原料均來源豐富且價格低廉。(2)工藝流程比較簡單．經(jīng)一步反應(yīng)便可得到丙烯腈產(chǎn)物。(3)反應(yīng)的副產(chǎn)物較少，副產(chǎn)物主要是

3、氫氰酸和乙腈，都可以回收利用．而且丙烯腈成品純度較高。(4)丙烯氨氧化過程系放熱反應(yīng)，在熱平衡上很有利。(5)反應(yīng)在常壓或低壓下進(jìn)行，對設(shè)備無加壓要求。(6)與其他生產(chǎn)方法如乙炔與氫氰酸合成法，環(huán)氧乙烷與氫氰酸合成法等比較，可以減少原料的配套設(shè)備(如乙炔發(fā)生裝置和氰化氫合成裝置)的建設(shè)投資38燕山大學(xué)環(huán)化學(xué)院化工專業(yè)課程設(shè)計丙烯腈工藝設(shè)計計算1.生產(chǎn)能力：4300噸/年2.原料：丙烯85%，丙烷15%（摩爾分率）；液氨100%3.產(chǎn)品：1.8%（wt）丙烯腈水溶液4.生產(chǎn)方法：丙烯氨氧化法5.丙烯腈損失率：3.1%6.設(shè)計裕量：6%7.年操作日300天丙烯腈工藝流

4、程的確定液態(tài)丙烯和液態(tài)氨分別經(jīng)丙蒸發(fā)器氣烯蒸發(fā)器和氨化，然后分別在丙烯過熱器和氨氣過熱器過熱到需要的溫度后進(jìn)入混合器；經(jīng)壓縮后的空氣先通過空氣飽和塔增濕，再經(jīng)空氣加熱器預(yù)熱至一定溫度進(jìn)入混合器。混合器出口氣體混合物進(jìn)入反應(yīng)器，在反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行丙烯的氨氧化反應(yīng)。反應(yīng)器出口的高溫氣體先經(jīng)廢熱鍋爐回收熱量，氣體冷卻到230℃左右進(jìn)人氨中和塔，在70～80℃下用硫酸吸收反應(yīng)器出口氣體中未反應(yīng)的氨，中和塔塔底的含硫酸銨的酸液經(jīng)循環(huán)冷卻器除去吸收熱后，返回塔頂循環(huán)使用．同時補(bǔ)充部分新鮮酸液，并從塔釜排放一部分含硫酸銨的廢液。氨中和塔出口氣體經(jīng)換熱器冷卻后進(jìn)入水吸收塔，用5～10

5、℃的水吸收丙烯腈和其他副產(chǎn)物．水吸收塔塔底得到古丙烯腈約1.8％的丙烯腈水溶液，經(jīng)換熱器與氨中和塔出口氣體換熱，濕度升高后去精制工段二物料衡算和熱量衡算1.1小時生產(chǎn)能力接年工作日300天，丙烯腈損失率3.1％、設(shè)計裕量6％計算，年產(chǎn)量為8300噸/年，則每天每小時產(chǎn)量為：1.2反應(yīng)器的物料衡算和熱量街算(1)計算依據(jù)A．丙烯腈產(chǎn)量，即B.原料組成(摩爾分?jǐn)?shù))丙烯85%，丙烷15%C．進(jìn)反應(yīng)器的原料配比(摩爾比)為D.反應(yīng)后各產(chǎn)物的單程收率為物質(zhì)丙烯腈（AN）氰化氫（HCN）乙腈(ACN)丙烯醛(ACL)二氧化碳摩爾收率0.60.0650.070.0070.12E

6、.操作壓力進(jìn)口0.203，出口0.162F．反應(yīng)器進(jìn)口氣體溫度ll0℃，反應(yīng)溫度470℃，出口氣體溫度360℃(2)物料衡算38燕山大學(xué)環(huán)化學(xué)院化工專業(yè)課程設(shè)計A．反應(yīng)器進(jìn)口原科氣中各組分的流量B．反應(yīng)器出口混合氣中各組分的流量=38燕山大學(xué)環(huán)化學(xué)院化工專業(yè)課程設(shè)計流量組成反應(yīng)器進(jìn)口反應(yīng)器出口kmol/hkg/h%(mol)%(wt)kmol/hkg/h%(mol)%(wt)C3H6C3H8NH3O2N2H2OANACNHCNACLCO239.626.9941.6091.12342.78118.85000001663.9307.61707.162915.81959

7、7.872139.32000006.181.096.4914.2253.4818.54000009.601.774.0816.8255.3812.34000005.476.995.9421.905342.78228.4823.774.167.730.2814.26229.6307.61100.98700.969597.874112.641259.82170.55208.5815.53627.530.831.060.903.3151.8034.533.590.631.170.042.151.321.770.584.0455.3823.737.270.981.200.

8、093.6