【正文】 最后，感謝王文革老師的指導和彭艷等同學的熱心幫助。本次的設計由于沒有丙烯腈生產(chǎn)時的詳細資料，以及本身水平有限，所以設計中難免出現(xiàn)諸多紕漏，敬請老師同學諒解并指正。流化床反應器設計結果，如表61表61 反應器數(shù)據(jù)項目數(shù)值項目數(shù)值濃相段直徑7m擴大段直徑12m濃相段高度51m擴大段高度濃相段冷卻裝置的換熱面積480 m2稀相段冷卻裝置的換熱面積1500m2 參考文獻[1] 錢伯章,朱建芳. 丙烯腈生產(chǎn)的國內(nèi)外市場分析[J]. 江蘇化工. 2007, 35 (1): 5659 [2] 羅保軍，等，丙烯腈的生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展前景，化工科技市場，2003，10:1114[3] 楊錦宗編著，工業(yè)有機合成基礎，北京：中國石化出版社，1998，503[4] 崔克清，陶剛編著，《化工工藝及安全》，北京：化學工業(yè)出版社，2004，202[5] 江效田. 丙烯腈合成裝置氨中和器用材的選擇[J]. 齊魯石油化工, 1981, (04) [6] 高會元. 丙烯腈市場前景展望[J]. 現(xiàn)代化工, 2001, (04) [7] 洪匯. 丙烯腈流化床反應器評述[J]. 石油化工, 1998, (03)[8] 關興亞. Sohio氨氧化法丙烯腈新工藝的探討[J]. 合成纖維工業(yè), 1981, (03) [9] 鄭淑英. 氨氧化法制備丙烯腈反應機理探討[J]. 寧德師專學報(自然科學版), 2001, (03) [10] 王化國. 丙烯氨氧化法合成丙烯腈的反應機理[J]. 合成纖維工業(yè), 1981, (05) [11] Zidan F,Pajonk G,Germain J. E,Teichenr S. J. .J. Catal. 1978,52, 52 :133 [12] Menon P. G. .J. Catal, 1979,59, 59 :314 [13] 顧政. 丙烯腈催化劑的工業(yè)應用與發(fā)展[J]江蘇化工, 2005, (03) [14] 陳濤. 新型丙烯腈催化劑研究[D]蘭州大學, 2006 [15] 王亞輝. 丙烯氨氧化制丙烯腈催化劑晶格氧瞬變行為及相關動力學研究[D]. 北京化工大學, 2007 [16] 袁兵. 用于丙烯腈生產(chǎn)的C49MC催化劑性能和應用研究[D]天津大學, 2007 . [17] 肖春梅,張帆,張力明,李正艷. 丙烯腈生產(chǎn)工藝及催化劑研究進展[J]. 石油化工設 計, 2009, (02) [18] 張沛存. 丙烯氨氧化合成丙烯腈的反應機理及其應用[J]. 齊魯石油化工, 2009, (01) [19] 鄺生魯主編. 化學工程師技術全書[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2002, 274279[20] 中國石化集團上海工程有限公司編. 化學工藝設計手冊(上冊)(第三版)[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2003, 38454141致 謝本次設計是我在大學生涯中最后一件任務，寫到這里我既高興，又有些傷感。本次設計所采用的工藝，是比較成熟的丙烯氨氧化法技術（又稱sohio 法）。丙烯、氨、空氣在440～450℃和催化劑的作用下生成丙烯腈。用水滅火無效，但須用水保持火場容器冷卻?；瘜W法，用乙醇氫氧化鈉處理，將其產(chǎn)物同大量水一起排入下水道。大量泄漏：構筑圍堤或挖坑收容；用泡沫覆蓋，降低蒸氣災害。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防毒服。（4）食入：飲足量溫水，催吐，用1∶5000高錳酸鉀或5%硫代硫酸鈉溶液洗胃。保持呼吸道通暢。就醫(yī)。單獨存放被毒物污染的衣服，洗后備用。 身體防護：穿連衣式膠布防毒衣。廢水可采用濁清分開處理方法，含有機物高的廢水去焚燒爐焚燒，含有機物低的廢水經(jīng)化學和生化處理達到排放標準后進行排放，使整個裝置的三廢排放達到國家標準。例如,氨中和塔釜液經(jīng)廢水塔處理后,含丙烯腈100～300 mg/l,乙腈100～200 mg/l,氫氰酸1000～1500 mg/l,化學需氧量20000～30000 mg/l,總有機物含量達5%(w)。因反應條件和采用的催化劑不同,各主、副反應物的單程收率不會一樣,生成水量也會有所差別。配電室、控制室、倉庫等在設計時都是在“安全第一、方便快捷”的原則上設計的。劇毒設備要隔離操作，單獨排風。 安全要求1．采光要好，盡量避光操作，高大設備避免靠窗擋光。4．考慮進出料、取樣、觀察等方便。8．廠房出入口、交通道、樓梯等需精心安排。4．在可能條件下采用露天和敞開式設計，既節(jié)省投資，又利于通風、采光、防爆等安全需要。車間布置涉及面較廣，但大致可歸納為以下的幾個方面。，以減少污水處理負荷并回收CAN等副產(chǎn)物。（4）擴大段（此處即稀相段）直徑取擴大段氣速為操作氣速的一半即 u=氣體流量為=155300=擴大段直徑為d== 取12m擴大段高度 根據(jù)流化床直徑12m，查圖得/D=稀相段高度 2D=12= 濃相段冷去裝置的換熱面積換熱裝置用套管式，總差傳熱系數(shù)取233換熱裝置的熱負荷已由熱衡算求出 Q==換熱面積為F= 取30%的設計裕量，則換熱面積為480（7）稀相段冷卻裝置的換熱面積用套管式換熱裝置，水為冷卻劑，（143℃）蒸汽。熱損失按10%考慮，空氣加熱器的熱負荷為Q=（69362+21071+15461）（13690） =10 KJ/h Mpa蒸汽為加熱劑，℃，冷凝熱為2066 KJ/kg，加熱蒸汽用量為W==3460kg/h 主要設備的工藝計算 流化床合成反應器（1）計算依據(jù)；入口氣體流量4633kmol/h。氣氨過熱器的熱負荷為 Q=5110{65（7）}=10 KJ/h加熱蒸汽用量為 W==420kg/h 混合器（1）計算依據(jù)氣氨進口溫度65℃，流量511 kg/h丙烯氣進口溫度65℃，丙烷氣進口溫度65℃，℃。（2）物料衡算進料：=679800285000=394800kg/h=271529102000=169529 kg/h x kg/h出料： 470980 kg/h 180000kg/h做液體釜的總質(zhì)量平衡得39480++x=47098+180000解得 x=86651 kg/h（3）熱量衡算Q1=394800（1050）=108KJ/hQ2=86651（300）=107 KJ/hQ3=169529（790）=107 KJ/hQ4=470980（t0）=1970580t KJ/hQ5=180000（t0）=753120t KJ/h熱損失按5%算，熱平衡方程為（Q1+Q2+Q3）=Q4+Q5 代入數(shù)據(jù)：（10+10+10） =（1970580+753120）t解得 t=℃ 丙烯蒸發(fā)器熱量衡算（1） 計算依據(jù) ；加熱劑用0℃的冷鹽水，出口溫度2℃；丙烯蒸發(fā)量12028kg/h（2）有關資料a. ℃，汽化熱410KJ/kgb. ℃，（3）熱衡算秋丙烯蒸發(fā)器的熱負荷和冷凍鹽水用量a. 丙烯蒸發(fā)吸收的熱Q1Q1=12028410=10KJ/hQ2=2224=10 KJ/h 冷損失按10%考慮Q=（10+10）=10KJ/h冷凍鹽水用量平均溫度（1℃）下，()冷凍鹽水用量為W==914270kg/h 丙烯過濾器熱量衡算（1）計算依據(jù) 丙烯進口溫度13℃，出口溫度65℃。 對新鮮吸收劑與循環(huán)液匯合處列熱平衡方程得： m+105=(m+2312) 70 (31) 對循環(huán)冷卻器列熱平衡方程得： m81m= Q9=106 (32) 解析（31）和（32）得 m=1080000kg/ht=℃ 換熱器物料衡算和熱量衡算換熱器AN溶液去精制AN溶液來自水吸收塔 氣體來自氨中和塔氣液混合物去水吸收塔76176。 W=106/[(3632)]=106kg/h 30℃（kgK） Q7=105kJ/h (h)新鮮吸收劑帶入熱Q8 30℃、93% kJ/（kg根據(jù)入塔噴淋液的硫酸銨含量和p○H2O的值，內(nèi)插得到出塔氣的溫度為76℃。%（wt）。K)。、（體積比）。C，反應器入口混合氣△H2 各物質(zhì)25～t℃的平均比熱容用0～t℃的平均比熱容代替，誤差不大，因此， △H1=(12026+2223+5110+21072+69362+154602)(25110)=107kJ/h △H2=(103+103+103+2103+103641)= 108kJ/h△H3=(+2223++5066+69362+29720++1233+1507++4530)(47025)=107kJ/h △H =△H1+△H2+△H3 = 108+107= 108kJ/h 若熱損失取△H的5%，則需由濃相段換熱裝置取出的熱量（即換熱裝置的熱負荷）為： Q=()108= 108kJ/h （飽和溫度143℃）， 143℃飽和蒸汽焓 i=2736kJ/kg 143℃飽和水焓 iH2O=∴ 產(chǎn)生的蒸汽量=108/()=47450 kg/h以0℃氣體為衡算基準。k)]物質(zhì)C3H6C3H8NH3O2N2H2OANCNACNCLCO2CP0～110℃0～360℃0～470℃假設如下熱力學途徑：470176?；旌蠚獬隹诘母邷貧怏w經(jīng)過廢熱鍋爐回收熱量，氣體冷卻到230℃左右進入氨中和塔，在70~80℃下用硫酸吸收反應器出口氣體中未反應的氨，中和塔塔底的含硫酸銨的酸液經(jīng)過循法冷卻器除去吸熱再返回塔頂循環(huán)使用,同時補充部分新鮮的酸液，并從塔釜排放一部分含硫酸銨的廢液，中和塔出口氣體經(jīng)換熱器冷卻后進入水吸收塔，用5~10℃的水吸收丙烯腈和其他副產(chǎn)物，%的丙烯腈水溶液，經(jīng)換熱器與氨中和塔出口氣體換熱，溫度升高后去精制工段。（3）生產(chǎn)能力 年產(chǎn)60000噸丙烯腈。 擴大段是指反應器上部比反應段直徑稍大的部分，其中安裝了串聯(lián)成二級或三級的旋風分離器，它的主要作用是回收氣體離開反應段時帶出的一部分催化劑。床底段主要起原料氣預分配的作用，氣體分布板除使氣體均勻分布外，還承載催化劑的堆積。由成品塔頂蒸出的蒸汽經(jīng)冷凝后進入塔頂作回流，由成品塔釜抽出的含有重組分的丙烯腈料液送入急冷塔中回收丙烯腈，由成品塔側線液相抽出成品丙烯腈經(jīng)冷卻后送往成品中間罐。依靠密度差將上述混合物分為油相和水相，水相中含有一部分丙烯腈、氫氰酸等物質(zhì)，由泵送至脫氰塔（14）以脫除氫氰酸。在塔頂?shù)帽╇媾c水的共沸物，塔底則為乙腈和大量的水。 丙烯腈的水溶液含有多種副產(chǎn)物，其中包括少量的乙腈、氫氰酸和微量丙烯醛、丙腈等。反應物料經(jīng)急冷塔除去未反應的氨并冷至40℃左右后，進入水吸收塔（5），利用合成氣體中的丙烯腈、氫氰酸和乙腈等產(chǎn)物，與其它氣體在水中溶解度相差很大的原理，用水作吸收劑回收合成產(chǎn)物。因為在氨存在下，堿性介質(zhì)中會發(fā)生一些不希望發(fā)生的反應，如氫氰酸的聚合、丙烯醛的聚合、氫氰酸與丙烯醛加成為氰醇、氫氰酸與丙烯腈加成為丁二腈，以及氨與丙烯腈反應生成氨基丙腈等。反應尾氣經(jīng)過旋風分離器（2）捕集生成氣夾帶的催化劑顆粒，然后進入尾氣冷卻器（3）用水冷卻，再進入急冷塔（4）。這可能是由于加壓對副反應更有利，反而降低了丙烯腈的收率。同時，過長的接觸時間，還會降低設備的生產(chǎn)能力，而且由于尾氣中氧含量降低而造成催化劑活性下降，故接觸時間一般為5～l0s。(4)接觸時間 丙烯