【正文】 求丙烯蒸發(fā)器的熱負(fù)荷和冷凍鹽水用量Q1=410= kJ/h Q2== kJ/h若冷損失按10%考慮，則Q=(+) = kJ/h （1）計(jì)算依據(jù) 丙烯進(jìn)口溫度13℃，出口溫度65℃。設(shè)循環(huán)液流量為m kg/h，循環(huán)冷卻器出口循環(huán)液溫度t℃。K）， kJ/（kgK）∴ Q8 = （300）=(i)求循環(huán)冷卻器熱負(fù)荷Q9 因操作溫度不高，忽略熱損失。d．熱衡算求循環(huán)冷卻器的熱負(fù)荷和冷卻水用量 (a) 入塔氣體帶入熱Q1入塔氣體帶入熱量與廢熱鍋爐出口氣體帶出熱量相同，Q1= kJ/h(b) 出塔氣體帶出熱Q2各組分在0~76℃的平均比熱容的值如下物質(zhì)C3H6C3H8O2N2H2OANHCNACNACLCO2Q2 = (+++++++++)(760)= kJ/h(c).蒸汽在塔內(nèi)冷凝量=進(jìn)塔氣體帶入蒸汽出口氣體帶出蒸汽 == kg/h∴ Q3==kJ/h(d).有機(jī)冷凝放熱Q4AN的冷凝量 ， 其冷凝熱為615kJ/kgACN的冷凝量 ，其冷凝熱為728kJ/kgHCN的冷凝量 ， ∴ Q4=615+728+= kJ/h(e).氨氣和放熱Q5∴ Q5=1000 kJ/h(f). 硫酸稀釋放熱Q6硫酸稀釋放熱為749kJ/kg H2SO4 ∴ Q6= 749= kJ/h(g)塔釜排放的廢液帶出熱量Q7 塔釜排放的廢液中H2O 與(NH4)2SO4的摩爾比為/， kJ/（kg又，查硫酸銨的溶解度數(shù)據(jù)得知，80℃時(shí)，每100g ，而釜液的硫酸銨含量為45g(NH4)2SO4/100gH2O,所以釜液溫度控制81℃。 入塔水來(lái)自精制段乙腈解吸塔塔釜，105℃ 熱衡算基準(zhǔn)：0℃氣態(tài)空氣，0℃液態(tài)水（a）170℃進(jìn)塔空氣帶入熱量Q1170℃，干空氣在0~170℃的平均比熱容為Q1 = (+) (1700) + ( )= kJ/h（b）出塔濕空氣量帶出熱量Q290℃蒸汽焓2660kJ/kg，(kgC，濃相段出口混合氣△H225176。C，濃相段出口混合氣△H110176。 ； 。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℃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。其工藝過(guò)程可簡(jiǎn)單表示如下：水吸收回收部分精制部分反應(yīng)部分丙烯腈HCN乙腈尾氣水硫酸銨液稀硫酸丙烯空氣氨氣氨中和及冷卻產(chǎn)物和副產(chǎn)物分離產(chǎn)物和副產(chǎn)物精制反應(yīng)換熱生產(chǎn)工藝流程圖如下：流程簡(jiǎn)介如下：液態(tài)丙烯和液態(tài)氨分別經(jīng)丙烯蒸發(fā)器和氨蒸發(fā)器氣化，然后分別在丙烯過(guò)熱器和氨氣過(guò)熱器過(guò)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(guò)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。 合成丙烯腈生產(chǎn)過(guò)程中，為了達(dá)到最佳的合成效果，H2/N2必須進(jìn)行嚴(yán)格控制，由于工藝過(guò)程對(duì)H2/N2 配比干擾因素較多，應(yīng)迅速檢測(cè)出氫氮比，為此選用采集周期短的質(zhì)譜儀測(cè)出氫氮比，從而能實(shí)現(xiàn)多變量預(yù)估控制，并使合成塔入口的氫氮比，波動(dòng)最小，得到最佳氫氮比，產(chǎn)生最好的經(jīng)濟(jì)效益。 在線自動(dòng)分析儀表，基本上采用國(guó)內(nèi)引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的紅外線自動(dòng)分析器和紫外線自動(dòng)分析器，在線質(zhì)譜儀考慮進(jìn)口，在線色譜儀選用國(guó)內(nèi)引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的或者進(jìn)口。對(duì)連鎖較多的裝置還采用PLC系統(tǒng)。將爐機(jī)控制室設(shè)在裝置建筑物內(nèi)，以 利于對(duì)機(jī)組進(jìn)行監(jiān)視控制。 鍋爐房電站生產(chǎn)裝置的運(yùn)行控制方式，采用爐機(jī)集中控制。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。這些催化劑的應(yīng)用都可為丙烯腈的生產(chǎn)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益。的NS733D以及我國(guó)的MB9眾所周知，在丙烯腈生產(chǎn)中，催化劑起著十分重要的作用。主、副產(chǎn)物的相對(duì)生成量，取決于催化劑本身性。丙烯氨氧化的原理：化學(xué)反應(yīng)在工業(yè)生產(chǎn)條件下，對(duì)于丙烯氨氧化法，主反應(yīng)生成丙烯腈，是一個(gè)非均相反應(yīng)；與此同時(shí)，在催化劑表面還發(fā)生一系列副反應(yīng)主反應(yīng)：C3H6 + NH3 + O2 → CH2 =CHCN + 3H2O 該反應(yīng)的反應(yīng)熱為：（△Hr ）= 主要的副反應(yīng)和相應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)如下：（1）生成氫化氰（HCN）C3H6 + 3NH3 +3O2 3HCN + 6H20（△Hr）298= (2)生成丙烯醛（ACL）C3H6 + O2 CH2=CHCHO + H2O（△Hr）298=(3)生成乙腈（ACN）C3H6 + 3/2NH3 + 3/2O2 3/2CH3CN + 3H2O（△Hr）298= (4)生成CO2和H2OC3H6 + 9/2O2 3CO2 + 3H2O（△Hr）298=641kJ/mol 上述副反應(yīng)中，生成乙腈和氫氰酸是主要的，COCO和H2O 可以由丙烯直接氧化得到，也可以由丙烯腈、乙腈等再次氧化得到。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(tái)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(shí)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％。迄今為止，丙烯腈的工業(yè)生產(chǎn)都以此方法進(jìn)行。1960年美國(guó)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。5　 工段產(chǎn)品為丙烯腈水溶液，%（wt）。3　 生產(chǎn)能力 年生產(chǎn)天數(shù)300天，產(chǎn)量3000t/a丙烯腈。該方法是目前國(guó)內(nèi)外主要生產(chǎn)方法。反應(yīng)熱用軟水循環(huán)回收，發(fā)生高壓蒸汽。 丙烯氨氧化法以丙烯、氨氧和空氣中的氧為原料制得，主要副產(chǎn)物為氫氰酸、乙腈、丙烯醛、CO2和CO。該法特點(diǎn)是：生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單，但副產(chǎn)物種類較多，不易分離。 此法生產(chǎn)的丙烯腈原料昂貴，且氫氰酸毒性大，已被淘汰。據(jù)粗略計(jì)算，國(guó)產(chǎn)丙烯腈成套工業(yè)技術(shù)如在國(guó)內(nèi)全面推廣應(yīng)用，預(yù)計(jì)年新增效益可達(dá)6億元。目前，丙烯腈成套工業(yè)技術(shù)已在大慶石化、安慶石化、吉化公司、上海石化等4套丙烯腈裝置上推廣應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。以MB98丙烯腈催化劑、新型空氣分布板和丙烯氨分布器、PV型旋風(fēng)分離器、復(fù)合萃取分離技術(shù)、負(fù)壓脫氰塔、導(dǎo)向浮閥和新型氣液分離器等國(guó)內(nèi)自行開發(fā)的專利或?qū)Ｓ屑夹g(shù)為基礎(chǔ)，／a的齊魯丙烯腈裝置改造成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的4萬(wàn)t／a丙烯腈國(guó)產(chǎn)化示范裝置，打破了國(guó)外的技術(shù)壟斷。值得一提的是淄博石油化工廠在引進(jìn)裝置開車時(shí)，首裝就采用了國(guó)產(chǎn)MB86催化劑，而且開車結(jié)果很好。國(guó)產(chǎn)催化劑所以能夠比較普遍地被采用，并逐步取代進(jìn)口催化劑主要原因有兩條:一是國(guó)產(chǎn)催化劑的性能質(zhì)量與進(jìn)口催化劑相當(dāng)，甚至優(yōu)于某些牌號(hào)的進(jìn)口催化劑；二是國(guó)產(chǎn)催化劑在價(jià)格上比進(jìn)口催化劑有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。這些都為發(fā)展我國(guó)自己的丙烯腈技術(shù)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，努力開發(fā)我國(guó)自己的丙烯腈成套技術(shù)，特別是采用國(guó)內(nèi)技術(shù)興建大型的丙烯腈裝置是擺在我們面前的一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。從技術(shù)發(fā)展看，用國(guó)內(nèi)丙烯腈技術(shù)建設(shè)的工廠最大規(guī)模才達(dá)到1萬(wàn)噸/年，而迄今我國(guó)大型丙烯腈裝置的技術(shù)都是從國(guó)外引進(jìn)。到2012年我國(guó)丙烯腈生產(chǎn)總能力可達(dá)到185萬(wàn)噸/年，僅次于美國(guó)和日本，居世界第三位。我國(guó)從60年代初著手丙烯腈技術(shù)的研究開發(fā)工作，70年代初在全國(guó)各地興建了12套中小型丙烯腈生產(chǎn)裝置，其中生產(chǎn)能力最大為1萬(wàn)噸/年，多數(shù)是千噸級(jí)的工廠。預(yù)計(jì)到2012年我國(guó)的腈綸消耗量為180萬(wàn)噸/年左右，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)能力將達(dá)到185萬(wàn)噸/年。從目前發(fā)展水平看，我國(guó)腈綸產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了市場(chǎng)的需求。我國(guó)人口眾多，解決14億人口的穿衣問(wèn)題十分突出。目前，中國(guó)石化已開發(fā)出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的丙烯腈成套技術(shù)，其中包括MB系列丙烯腈催化劑、空氣分布板和丙烯氨分布器、旋風(fēng)分離器、復(fù)合萃取分離技術(shù)、負(fù)壓脫氰塔、導(dǎo)向浮閥和氣液分離器等專利或?qū)Ｓ屑夹g(shù)。高效新型催化劑的開發(fā)和應(yīng)用為丙烯腈工藝的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，也是丙烯腈生產(chǎn)技術(shù)提高和發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。這些新型催化劑不僅提高了丙烯腈的單程收率，而且提高了選擇性，減少了副產(chǎn)物的生成。新型催化劑的開發(fā)及應(yīng)用對(duì)丙烯腈工藝技術(shù)的發(fā)展和改進(jìn)起著決定性的作用。（2)新型催化劑的開發(fā)及應(yīng)用不斷研究開發(fā)新一代催化劑是丙烯腈技術(shù)發(fā)展的又一趨勢(shì)。另外一些新建或準(zhǔn)備建設(shè)的丙烯腈裝置的規(guī)模多數(shù)為13萬(wàn)噸/年，甚至達(dá)25～35萬(wàn)噸/年。（1）裝置規(guī)模向大型化發(fā)展近年來(lái)國(guó)外丙烯腈裝置總的發(fā)展趨勢(shì)是向大型化發(fā)展。BP公司(已收購(gòu)Sohio公司)擁有丙烯腈生產(chǎn)裝置所采用的Sohio工藝，其他專利許可公司還包括日本旭化成公司、日東公司、Solutia公司和中國(guó)石油化工集團(tuán)(簡(jiǎn)稱中國(guó)石化)。西歐有2個(gè)工廠曾采用由Distillers Ugine開發(fā)的固定床丙烯氨氧化制丙烯腈的工藝，于1990年關(guān)閉，墨西哥的1個(gè)工廠于1993年關(guān)閉，在東歐的少數(shù)工廠也陸續(xù)停工。 丙烯腈生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展概況自1960年Sohio公司成功地開發(fā)了丙烯氨氧化制丙烯腈工藝以來(lái)，其他合成方法均遭淘汰，丙烯氨氧化工藝成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)丙烯腈的唯一技術(shù)。丙烯腈水解所得的丙烯酸是合成丙烯酸樹脂的單體。丙烯腈是三大合成的重要單體，目前主要用它生產(chǎn)聚丙烯腈纖維(商品名叫“腈綸”)。 聚合反應(yīng)發(fā)生在丙烯腈的C=C雙鍵上，純丙烯腈在光的作用下就能自行聚合，所以在成品丙烯腈中，通常要加入少量阻聚劑，如對(duì)苯二酚甲基醚(阻聚劑MEHQ)、對(duì)苯二酚、氯化亞銅和胺類化合物等。丙烯腈劇毒，其毒性大約為氫氰酸毒性的十分之一，能灼傷皮膚，低濃度時(shí)刺激粘膜，長(zhǎng)時(shí)間吸入其蒸氣能引起惡心，嘔吐、頭暈、疲倦等，因此在生產(chǎn)、貯存和運(yùn)輸中，應(yīng)采取嚴(yán)格的安全防護(hù)措施。其蒸氣與空氣形成爆炸混合物，～％(v)。年產(chǎn)3000噸丙烯氰合成工段換熱器工藝設(shè)計(jì)目 錄一、設(shè)計(jì)說(shuō)明…………………………………………………………………………… 3 概述……………………………………………………………………………3 丙烯腈生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展概況………………………………………………… 3 國(guó)外的發(fā)展情況……………………………………………………… 3……………………………………………………… 4 世界范圍內(nèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家、產(chǎn)量………………………………………… 6 世界范圍內(nèi)生產(chǎn)該產(chǎn)品的所有工藝及其分析……………………………… 7 環(huán)氧乙烷法……………………………………………………………7 乙炔法…………………