内容发布更新时间 : 2024/5/28 8:22:04星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

丙烯腈车间工艺设计

摘要：设计丙烯腈的生产工艺流程，通过对原料，产品的要求和物性参数的确

定及对主要尺寸的计算，工艺设计和附属设备结果选型设计，完成对丙烯腈的工艺设计任务。

前 言

丙烯腈，别名，氰基乙烯；为无色易燃液体，剧毒、有刺激味，微溶于水，易溶于一般有机溶剂；遇火种、高温、氧化剂有燃烧爆炸的危险，其蒸汽与空气混合物能成为爆炸性混合物，爆炸极限为 3.1%-17% （体积百分比）；沸点为 77.3℃ ，闪点 -5℃ ，自燃点为 481℃ 。丙烯腈是石油化学工业的重要产品，用来生产聚丙烯纤维(即合成纤维腈纶)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)、苯乙烯塑料和丙烯酰胺(丙烯腈水解产物)。另外，丙烯腈醇解可制得丙烯酸酯等。丙烯腈在引发剂(过氧甲酰)作用下可聚合成一线型高分子化合物——聚丙烯腈。聚丙烯腈制成的腈纶质地柔软，类似羊毛，俗称“人造羊毛”，它强度高，比重轻，保温性好，耐日光、耐酸和耐大多数溶剂。丙烯腈与丁二烯共聚生产的丁腈橡胶具有良好的耐油、耐寒、耐溶剂等性能，是现代工业最重要的橡胶，应用十分广泛。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

燕山大学环化学院化工专业课程设计

丙烯腈工艺设计计算

1.生产能力：4300吨/年

2.原料：丙烯85%，丙烷15%（摩尔分率）；液氨100% 3.产品：1.8%（wt）丙烯腈水溶液 4.生产方法：丙烯氨氧化法 5.丙烯腈损失率：3.1% 6.设计裕量：6% 7.年操作日300天

丙烯腈工艺流程的确定

液态丙烯和液态氨分别经丙蒸发器气烯蒸发器和氨化，然后分别在丙烯过热器和

氨气过热器过热到需要的温度后进入混合器；经压缩后的空气先通过空气饱和塔增湿，再经空气加热器预热至一定温度进入混合器。混合器出口气体混合物进入反应器，在反应器内进行丙烯的氨氧化反应。反应器出口的高温气体先经废热锅炉回收热量，气体冷却到230℃左右进人氨中和塔，在70～80℃下用硫酸吸收反应器出口气体中未反应的氨， 中和塔塔底的含硫酸铵的酸液经循环冷却器除去吸收热后，返回塔顶循环使用．同时补充部分新鲜酸液，并从塔釜排放一部分含硫酸铵的废液。氨中和塔出口气体经换热器冷却后进入水吸收塔，用5～10℃的水吸收丙烯腈和其他副产物．水吸收塔塔底得到古丙烯腈约1.8％的丙烯腈水溶液，经换热器与氨中和塔出口气体换热，湿度升高后去精制工段

二 物料衡算和热量衡算

1.1 小时生产能力

接年工作日300天，丙烯腈损失率3.1％、设计裕量6％计算，年产量为8300

8300?1000?1.06?1.031?1259.82kg/h

300?241.2 反应器的物料衡算和热量街算

(1)计算依据

吨/年，则每天每小时产量为：

A．丙烯腈产量1259.82kg/h，即23.77kmol/h B. 原料组成(摩尔分数) 丙烯85%，丙烷15% C．进反应器的原料配比(摩尔比)为

C3H4:NH3:O2:H2O???1:1.05:23:3 D. 反应后各产物的单程收率为 物质 摩尔收率 丙烯腈（AN） 氰化氢（HCN） 乙腈(ACN) 丙烯醛(ACL) 二氧化碳 0.6 0.065 0.07 0.007 0.12 E. 操作压力进口0.203MPa，出口0.162MPa

F．反应器进口气体温度ll0℃，反应温度470℃，出口气体温度360℃

(2)物料衡算

2

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A．反应器进口原科气中各组分的流量

?6C3H6 23.77/0.3k9.mo6l2?h/1k6g6 3hC3H8

39.62?0.15?6.99kmol/h?307.61kg/h 0.8521.?05NH3 39.6?22.?3O2 39.6?2?3H2O 39.6?4k1.mo6l0h?/9k1.m1o2lh?/ 17k0g7.h h29k1g5.8118.km8o5lh?/213k9.g 3h959k7.g 87h/N2

91.12?0.79?342.km78olh?/0.21B．反应器出口混合气中各组分的流量

h1259.82kg/h 丙烯腈 23.7k7mol/=

乙腈

3?39.6?20.0?72k4.m1o6lh?/17k0.g 5h5/丙烯醛 39.6?20.0?07k0.mo2l8h?/20.?12CO2 3?39.6?1k4.mo2l6h?/1kg5.h 56k2g7.5 h2k0g8. hHCN 3?39.6?20.0?65km7.o7l3h?/9mol/?hC3H8 6.9k307.6k1g hN2 342.78kmol/h?9597.87kg/h

39?14.26 O2 91.12-?23.77-7.73-0.28-4.16-23?2 =21.905kmol/h?700.96kg/h

1?C3H6 39.62-327.73-0.?28-314.16?-23. 77-314.26mol/?h =5.4k7229.k6g hkm73o=l5.?h94NH3 41.60-23.77-4.16-7.

3

/kg 1h