【正文】 目 錄1. 《設(shè)計任務(wù)書》；2. 《項目建議書》；3. 《可行性研究報告》；4. 相應(yīng)流程圖（1）物料流程圖，（2）帶控制點的工藝流程圖（3）1臺主要設(shè)備裝配圖5 國內(nèi)外丙烯腈生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢6 環(huán)境保護(hù)和安全措施要求7 設(shè)計說明書《化工工藝學(xué)》課程設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計時間2010年06月06日－2010年06月18日二、設(shè)計題目年產(chǎn)6000噸丙烯腈合成工段工藝設(shè)計三、設(shè)計條件（1）年生產(chǎn)天數(shù)300天（2）原料用丙烯，氨，空氣為原料。原料組成：液態(tài)丙烯原料含丙烯85%（mol），丙烷15%(mol)；液態(tài)氨含氨100%。（3）生產(chǎn)方法和工藝參數(shù) 采用丙烷氨氧化法： 丙烷在催化劑的作用下與氨和氧氣（或空氣）反應(yīng)合成丙烯腈，反應(yīng)方程式： 主反應(yīng)：C3H8 + NH3 +2O2 →CH2=CHCN(AN) + 4H2O（60%） C3H8 + →C3H6(PEN) + H2O C3H6 + NH3 + O2 → CH2=CHCN(AcN) + 3H2O 副反應(yīng)：①生成乙腈：C3H6 + + → + 3H2O （%） ②生成氫氰酸：C3H6 + 3NH3 + 3O2 → 3HCN + 6H2O （8%） ③生成COx：C3H8+ 4O2 → 2CO+CO2 +4 H2O 13% ④生成氮氣：2 NH3 + O2 →N2 + 3 H2O 典型的反應(yīng)條件為：溫度: 850華氏度； 壓力: 約1atm；接觸時間: 26s； C3H8:NH3 :O2 :N2＝::: (摩爾比) 實驗室中已經(jīng)得到的轉(zhuǎn)化率為2080%。當(dāng)丙烷轉(zhuǎn)化率達(dá)91%時，%。 四、設(shè)計任務(wù)課程設(shè)計主要任務(wù)包括：一． 6000噸/年 C3H3N≥% 二、工藝計算。（1）物料衡算并繪制物料流程圖；（2）對工段各設(shè)備的熱量衡算；（3）主要設(shè)備選型說明；（4）填寫設(shè)備一覽表。三，消耗與排出一覽表 （1），工段原料消耗表。（2）,工段能量消耗表。（3），工段排出除物綜合表。四，帶控制點的工藝流程圖，繪制物料流程圖和主要設(shè)備圖。五，廠址的選擇方法，車間的布置。六，主要管道流速表。五、研究方案 （1）結(jié)合文獻(xiàn)資料對丙烷氨氧化法制丙烯腈的工藝流程和設(shè)備進(jìn)行了解； （2）對丙烷氨氧化工藝流程的反應(yīng)器系統(tǒng)、急冷系統(tǒng)、吸收系統(tǒng)、回收塔系統(tǒng)、脫氰塔系統(tǒng)等丙烯腈生產(chǎn)過程進(jìn)行概念設(shè)計，使用化工軟件對工藝流程進(jìn)行模擬優(yōu)化； （3）對各個工藝過程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計與分析，找到最佳的工藝路線。六，主要性質(zhì)指標(biāo): 一，性狀：無色或淡黃色液體，有特殊氣味。二，毒性：屬于高毒性三，揮發(fā)性：易揮發(fā)四，主要用作生產(chǎn)合成纖維、合成樹脂、合成橡膠、染料、醫(yī)藥等行業(yè)的重要原料。丙烯腈是合成纖維，合成橡膠和合成樹脂的重要單體。七、課程設(shè)計進(jìn)度安排序號設(shè)計內(nèi)容所用時間1查閱資料2天2工藝計算（物料衡算，熱量衡算，設(shè)備選型）4天3帶控制點流程圖3天4填寫一覽表2天5整理打印裝訂課程設(shè)計說明書有關(guān)資料1天合 計 12天八、課程設(shè)計教材及主要參考資料1．《化工設(shè)計概論》，侯文順主編，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005年2．《化工工藝設(shè)計》，丁浩主編，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1989年3．《化工工藝設(shè)計手冊》，上海醫(yī)藥設(shè)計院主編，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1981年4．《化工設(shè)計概論》，胡慶福主編，北京：科學(xué)技術(shù)出版社，1989年5．《化工工藝設(shè)計概論》，李崇岳主編，天津：天津大學(xué)出版社，1994年丙烯腈項目建議書1 總論 1. 1 項目名稱、承辦單位 項目名稱：6000t/a丙烯腈生產(chǎn) 項目承辦單位：有限公司 法人代表： 項目負(fù)責(zé)人： 聯(lián)系方式： 承辦企業(yè)基本情況 企業(yè)概況 企業(yè)是我鎮(zhèn)最大丙烯腈生產(chǎn)廠家 職工人員情況 有限公司現(xiàn)有職工 1018 人。其中，技術(shù)人員 94 人，中 級技術(shù)職稱以上人員6 人，技術(shù)開發(fā)研究人員 16 人。職工人均收 入7200 元/年。 固定資產(chǎn)現(xiàn)狀 2 投資生產(chǎn)場地總面積5000方米，其中廠房3000方米，土建投資300萬元。 擬建地點經(jīng)選擇，定于在鎮(zhèn)鎮(zhèn)工業(yè)小區(qū)內(nèi) 建設(shè)內(nèi)容與規(guī)模 規(guī)模較大 建設(shè)內(nèi)容與規(guī)模 根據(jù)公司擬建的硝酸鉀的生產(chǎn)規(guī)模，結(jié)合國內(nèi)市場情況和企 業(yè)資金籌集能力,確定本項目的生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)6000t丙烯腈 建設(shè)起止年度 建設(shè)起止年度：2010 年 5 月至2011 年 11 月 概算投資 概算投資：765 2 項目建設(shè)的必要性和條件 2. 1 項目實施的必要性和經(jīng)濟(jì)意義 有限公司是由集團(tuán)與集團(tuán)共同投資興建的涉及 大型企業(yè)，主要產(chǎn) 品丙烯腈暢銷國內(nèi)、遠(yuǎn)銷海外，深受國內(nèi)外 用戶好評。根據(jù)國家相關(guān)政策，結(jié)合縣的實際情況以及 有限公司的現(xiàn)狀，為了進(jìn)一步擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，滿足市場需求，提 高經(jīng)濟(jì)效益，發(fā)揮企業(yè)現(xiàn)有技術(shù)及地方原料充足優(yōu)勢， 增強企業(yè)發(fā)展后勁，決定鎮(zhèn)鎮(zhèn)工業(yè)小區(qū)內(nèi)新上年產(chǎn)6000t丙烯腈工程項目。 3 建設(shè)規(guī)模與產(chǎn)品方案 產(chǎn)品方案 本項目方案確定為公稱規(guī)模年產(chǎn)6000t丙烯腈 生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案 工廠操作天數(shù)：300 天/年計 4 工藝技術(shù)方案、設(shè)備方案和工程方案 工藝技術(shù)方案 20世紀(jì)60年代以前，丙烯腈的生產(chǎn)采用環(huán)氧乙烷、乙醛、乙炔等為原料和HCN反應(yīng)制得，但HCN有劇毒，生產(chǎn)成本高。1960年美國Standard石油公司(Sohio)(現(xiàn)BP公司)開發(fā)成功丙烯氨氧化一步合成丙烯腈新工藝，又稱Sohio法。由于丙烯價廉易得，又不需劇毒的HCN，從此丙烯腈的生產(chǎn)發(fā)生了根本的變化。迄今為止，丙烯腈的工業(yè)生產(chǎn)都以此方法進(jìn)行。丙烯氨氧化制丙烯腈主要有五種工藝路線，即Sohio法、Snam法、DistinersUgine法、Montedison ，上述五種工藝路線的化學(xué)反應(yīng)完全相同，丙烯、氨和空氣通過催化劑生成丙烯腈，其中Sohio法和MontedisonUOP法采用流化床反應(yīng)器，其他方法采用固定床反應(yīng)器。相比較而言，Sohio法有一定的先進(jìn)性，Snam法和DistillersUgine法丙烯的消耗定額比較高，而固定床反應(yīng)器的單臺生產(chǎn)能力遠(yuǎn)小于流化床反應(yīng)器，不利于擴(kuò)大生產(chǎn)能力，而且固定床反應(yīng)溫度難以實現(xiàn)最優(yōu)化操作，因此，目前Sohio法應(yīng)用比較普遍，約占全球總生產(chǎn)能力的90％。中國引進(jìn)的也是Sohio技術(shù)。 主要設(shè)備方案 催化設(shè)備眾所周知，在丙烯腈生產(chǎn)中，催化劑起著十分重要的作用。催化劑正在不斷地更新?lián)Q代，實踐證明，居世界領(lǐng)先水平的催化劑有美國BP的C49MC、日本化學(xué)公司的NS733D以及我國的MB9MB96等。這些催化劑的應(yīng)用都可為丙烯腈的生產(chǎn)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益。從催化劑的國產(chǎn)化方面考慮，結(jié)合擴(kuò)能改造，應(yīng)逐步采用效能更為優(yōu)異的MB93和MB96催化劑，當(dāng)然，也應(yīng)繼續(xù)開發(fā)應(yīng)用其他性能優(yōu)良的催化劑。 其余的車間工段裝置，在相應(yīng)的車間工段設(shè)立控制室，進(jìn)行監(jiān) 視控制操作。 鍋爐房電站生產(chǎn)裝置的運行控制方式，采用爐機(jī)集中控制。（包 括爐、機(jī)、除氧給水系統(tǒng)）。將爐機(jī)控制室設(shè)在裝置建筑物內(nèi)，以 利于對機(jī)組進(jìn)行監(jiān)視控制。 儀表類型的確定 全廠選用一套中心DCS 系統(tǒng)，分別對儀表進(jìn)行控制。對連 鎖較多的裝置還采用PLC 系統(tǒng)。DCS 及PLC 系統(tǒng)考慮進(jìn)口。 現(xiàn)場用的檢測各類參數(shù)的變送器，采用技術(shù)性能先進(jìn)可靠的全 電子式變送器（智能的與非智能的）。調(diào)節(jié)閥采用技術(shù)先進(jìn)，牢固可靠耐用的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)閥。 在線自動分析儀表，基本上采用國內(nèi)引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的紅外線自 動分析器和紫外線自動分析器，在線質(zhì)譜儀考慮進(jìn)口，在線色譜 儀選用國內(nèi)引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的或者進(jìn)口。 主要關(guān)鍵儀表選擇 基于概述中的理由確定全廠采用一套中心 DCS 控制系統(tǒng)。這 一套DCS 系統(tǒng)的操作站及控制站分布在凈化合成控制室。 在本系統(tǒng)也考慮了能聯(lián)結(jié)全廠生產(chǎn)調(diào)度，操作管理站即生產(chǎn)總 調(diào)度站，以及電氣控制站及其馬達(dá)控制中心和馬達(dá)的驅(qū)動裝置， 從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程綜合自動化。 合成丙烯腈生產(chǎn)過程中，為了達(dá)到最佳的合成效果，H2/H2 必須進(jìn)行 嚴(yán)格控制，由于工藝過程對 H2/H2 配比干擾因素較多，應(yīng)迅速檢 測出氫氮比，為此選用采集周期短的質(zhì)譜儀測出氫氮比，從而能 實現(xiàn)多變量預(yù)估控制，并使合成塔入口的氫氮比，波動最小，得 到最佳氫氮比，產(chǎn)生最好的經(jīng)濟(jì)效益。 工程方案 土建工程方案選擇及原則確定 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計符合技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用在滿足工藝生產(chǎn)的前提下，廠房布置盡量一體化，設(shè)備 盡可能露天設(shè)置或采用敞開式，半敞開式。 盡量采用普及或放式通難度不大的建筑物配件。 充分利用地方建材6000t/a丙烯腈生產(chǎn)線的可行性研究報告一、 辦廠概況：(一) 項目名稱：丙烯腈生產(chǎn)(二) 項目主管單位：某鎮(zhèn)鎮(zhèn)政府(三) 項目主辦單位：某鎮(zhèn)焦寶礦(四) 項目負(fù)責(zé)人：**(五) 企業(yè)負(fù)責(zé)人：**(六) 可行性研究工作負(fù)責(zé)人：**(七) 辦廠條件：原材料條件：我鎮(zhèn)生產(chǎn)丙烯、氨工廠較多，符合丙烯腈生產(chǎn)要求，就地取材，其經(jīng)濟(jì)價值十分可觀。２、廠址條件：經(jīng)選擇，定于在鎮(zhèn)鎮(zhèn)工業(yè)小區(qū)內(nèi)，本廠廠前有小河，離鎮(zhèn)火車站不到一公里，公路廠門通過，是一個背山面水，避風(fēng)向陽，水源充足，交通便利的地方。二、產(chǎn)品用途及市場行情：（一）主要用途：丙烯腈是重要的有機(jī)原料，主要用于橡膠合成（如丁腈橡膠）、塑料合成（如ABS，AS樹脂、聚丙烯酰胺等）、有機(jī)合成、制造腈綸、尼龍66等膈成纖維、殺蟲劑、抗水劑、粘合劑等。（二）行情：根據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，市場行情看好，前景廣闊。二、綜合生產(chǎn)計劃：（一）生產(chǎn)技術(shù)：聘請專業(yè)技術(shù)人員，培訓(xùn)本廠技術(shù)骨干１５人（二）生產(chǎn)計劃：１、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：執(zhí)行中華人民共和國石油化學(xué)工業(yè)部１９７５年５月１日頒布的《ＨＧＴ－３２－７７》標(biāo)準(zhǔn)。２、物料供應(yīng)：丙烯　　1000010100元/噸氨 2000元/噸產(chǎn)品產(chǎn)量：年產(chǎn)丙烯腈6000噸三、資金概況和資金來源：（一） 資金概算設(shè)備投資：流化床反應(yīng)器2臺2萬元 冷凝器2臺5萬元吸收塔2臺50萬元 反應(yīng)釜1臺50萬元 廢熱鍋爐2臺37萬元 貯排管16排15萬元 廢水計量桶1個1萬元抽水泵2個3萬元化驗設(shè)備1套22萬元 水塔1座8萬元 供電設(shè)備1套30萬元 合計：223萬元投資生產(chǎn)場地總面積5000方米，其中廠房3000方米，土建投資300萬元。稅 100萬流動資金投資142萬元。全部投資合計765萬元（二） 資金來源：自籌資金300萬元（包括房屋、土地、地磅等）銀行貸款解決365萬元。合計365萬元四、經(jīng)濟(jì)效益分析：（一） （二） 產(chǎn)品單位成本丙烯　　1000010100元/噸氨 3000元/噸煙煤500元/噸電費300元/噸，管理費用100元/噸其他600元/噸計10300元/噸（三） 經(jīng)濟(jì)效益收入15000元/T—支出14500元/T=利500元/T年利潤300萬元（四）投資回收年限：稅、利、舊合計765萬元/年三年可以收回全部投資。五、環(huán)境污染的防治：在丙烯腈生產(chǎn)中,有大量的工業(yè)污水產(chǎn)生,這些污水中含有氫氰酸、乙腈、丙烯腈和丙烯醛等有毒物質(zhì),如不經(jīng)處理直接排放,會污染水源,對人體和動、植物造成危害。因此,國家對含氰廢水的排放有嚴(yán)格的規(guī)定,一定要將它們治理達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后,才準(zhǔn)予排放。六、實施工期：在不受資金影響情況下，土建和設(shè)備采購可同步進(jìn)行約半年，機(jī)械安裝調(diào)試30天，實施工期7個月正常生產(chǎn)。 物料流程圖帶控制點的工藝流程圖主要設(shè)備裝配圖流化床反應(yīng)器。；。國內(nèi)外丙烯腈生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢丙烯腈是一種重要的有機(jī)化工原料，其用途十分廣泛。世界上大多數(shù)國家50％以上的丙烯腈用于生產(chǎn)腈綸纖維。我國用于生產(chǎn)腈綸的丙烯腈占80％以上。此外，丙烯腈還用于生產(chǎn)ABS、AS、丙烯酰胺、丁腈橡膠及丁腈膠乳、己二腈/己二胺、丙烯腈阻隔性樹脂、聚丙烯腈碳纖維等。世界丙烯腈生產(chǎn)與消費概況全世界丙烯腈的生產(chǎn)主要集中在美國、西歐和日本等國家和地區(qū)。全世界1999年丙烯腈總生產(chǎn)能力為，(見表1)美國、日、西歐丙烯腈生產(chǎn)能力合計為357萬t，％。1999年世界丙烯腈需求量為480萬t，產(chǎn)量470萬t。預(yù)計到2000年，世界丙烯腈總生產(chǎn)能力將達(dá)到585萬t，產(chǎn)量及消費量將達(dá)到507萬t。其中用于腈綸的消費量為275萬t，用于ABS、AS為126萬t，其它106萬t(見表2)。今年臺塑公司4月和年末各有10萬t/a裝置投產(chǎn)、美國Solutia公司8月25萬t/a裝置建成，還會增加45萬t生產(chǎn)能力。2000年是日本旭化成、三菱化學(xué)和韓國東西右油化學(xué)、泰光產(chǎn)業(yè)等公司的定期檢修年，這會緩和對新增能力投產(chǎn)的沖擊。表11999年世界丙烯腈生產(chǎn)能力(萬t/a)┌───────┬─────┬──────┬─────┐│國家和地區(qū)│生產(chǎn)能力│國家和地區(qū)│生產(chǎn)能力│├───────┼─────┼──────┼─────┤│美國││土耳其││├───────┼─────┼──────┼─────┤│德國│44│巴西││├───────┼─────┼──────┼─────┤│意大利│19│南非││├───────┼─────┼──────┼─────┤│荷蘭││印度││├───────┼─────┼──────┼─────┤│西班牙││羅馬尼亞││├───────┼─────┼──────┼─────┤│英國││保加利亞││├───────┼─────┼──────┼─────┤│墨西哥││日本││├───────┼─────┼──────┼─────┤│韓國│37│俄羅斯│24│├───────┼───