【正文】 ………………………………………………7 丙烯氨氧化法…………………………………………………………7……………………………………………………………………… 8二、生產(chǎn)方案……………………………………………………………………………8 工藝技術(shù)方案及原理……………………………………………………… 8 主要設(shè)備方案……………………………………………………………… 9 催化設(shè)備………………………………………………………………9………………………………………………………………10三、物料衡算和熱量衡算 …………………………………………………………… 10 生產(chǎn)工藝及物料流程……………………………………………………… 10 小時生產(chǎn)能力……………………………………………………………… 14 物料衡算和熱量衡算……………………………………………………… 14 反應(yīng)器的物料衡算和熱量衡算…………………………………… 14 廢熱鍋爐的熱量衡算……………………………………………… 17 空氣飽和塔物料衡算和熱量衡算………………………………… 18 氨中和塔物料衡算和熱量衡算…………………………………… 21 換熱器物料衡算和熱量衡算……………………………………… 27 丙烯蒸發(fā)器熱量衡算……………………………………………… 32 丙烯過熱器熱量衡算……………………………………………… 33 氨蒸發(fā)器熱量衡算………………………………………………… 33………………………………………………………… 34 混合器……………………………………………………………… 34 空氣加熱器的熱量衡算…………………………………………… 35………………………………………………… 36 吸收水第二冷卻器………………………………………………… 36四、主要設(shè)備的工藝計算………………………………………………………………37 空氣飽和塔………………………………………………………………… 37 水吸收塔…………………………………………………………………… 40 合成反應(yīng)器………………………………………………………………… 43 廢熱鍋爐…………………………………………………………………… 45五、環(huán)境保護要求………………………………………………………………………46……………………………………46六、參考文獻……………………………………………………………………………501設(shè) 計 說 明丙烯腈【化學(xué)式】：CH2═CHCN，在常溫下是無色透明液體，味甜，微臭，℃，℃，閃點0℃，自燃點481℃?？扇苡谟袡C溶劑如丙酮、苯、四氯化碳、乙醚和乙醇中，與水部分互溶，20℃％(w)，％(w)。丙烯腈和水、苯、四氯化碳、甲醇、異丙醇等會形成二元共沸混合物，和水的共沸點為71℃，共沸物中丙烯腈的含量為88％(w)，在有苯乙烯存在下，還能形成丙烯腈苯乙烯水三元共沸混合物。 丙烯腈分子中有雙鍵()和氰基()兩種不飽和鍵，化學(xué)性質(zhì)很活潑， 能發(fā)生聚合、加成、水解、醇解等反應(yīng)。除自聚外，丙烯腈還能與苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、氯乙烯、丙烯酰胺等中的一種或幾種發(fā)生共聚反應(yīng)，由此可制得各種合成纖維、合成橡膠、塑料、涂料和粘合劑等。其次用于生產(chǎn)ABS樹脂(丙烯腈—丁二烯—苯乙烯的共聚物)，和合成橡膠(丙烯腈—丁二烯共聚物)。丙烯腈電解加氫，偶聯(lián)制得的己二腈，是生產(chǎn)尼龍—66的原料。Sohio丙烯腈工藝日趨完善，催化劑的改進已成為提高丙烯腈收率的主要因素。至今，全世界的丙烯腈生產(chǎn)幾乎都采用流化床丙烯氨氧化工藝，即在多組分固體粉末催化劑作用下，丙烯和氨氣、空氣在流化床中發(fā)生氨氧化反應(yīng)，生成丙烯腈，并副產(chǎn)乙腈和氫氰酸等。對于目前正在開發(fā)的丙烯腈工藝，值得密切關(guān)注的是直接以丙烷為原料的合成丙烯腈工藝。一些原設(shè)計能力為7萬噸/年的生產(chǎn)裝置通過消除“瓶頸”制約，擴大了生產(chǎn)能力，有的達到9萬噸/年，有的甚至超過13萬噸/年。由于裝置規(guī)模的大型化，每萬噸丙烯腈的建設(shè)投資大幅度下降，裝置運行中的能耗和物耗降低，使丙烯腈生產(chǎn)成本降低，給企業(yè)帶來了明顯的經(jīng)濟效益。催化劑是丙烯腈生產(chǎn)技術(shù)的關(guān)鍵所在，也是丙烯腈專利的核心。幾十年來世界上從事丙烯腈研究與開發(fā)的各公司都投入了大量的人力、物力和財力，致力于新型催化劑的研究開發(fā)工作，BP、旭化成、Monsanto、中國石油化工總公司等都推出了自己的一代又一代的新催化劑。從催化劑的單程收率看，70年代為70%～75%；80年代達到80%；90年代超過了80%。20世紀60年代以來，我國不斷開發(fā)了丙烯氨氧化制丙烯腈技術(shù)，并建成多套千噸級規(guī)模裝置。；將中國石化上海石油化工股份有限公司(簡稱上海石化)，打破了國外的技術(shù)壟斷，為國內(nèi)現(xiàn)有裝置改擴建提供了技術(shù)依據(jù)。因此，目前我國的丙烯腈主要用于生產(chǎn)腈綸。近3年來我國腈綸的年消耗量約在125～135萬噸，盡管我國的腈綸生產(chǎn)能力已達到140萬噸/年，而2005年丙烯腈的生產(chǎn)總量只有120萬噸，只能滿足腈綸生產(chǎn)能力需求的一半，其余需通過進口來解決。另外，再加上ABS(丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚物)、SAN(苯乙烯、丙烯腈共聚物)等合成樹脂、丁腈橡膠、己二腈、丙烯酰胺及其衍生物等對丙烯腈的需求，有關(guān)部門預(yù)計到2012年我國丙烯腈的需求量將超過180萬噸/年。80年代開始我國丙烯腈工業(yè)發(fā)展很快，2008年底已形成的生產(chǎn)能力達126萬噸/年的規(guī)模。如按到2010年我國丙烯腈需要量為160萬噸/年計，還需增加20萬噸/年的生產(chǎn)能力。引進一套5萬噸/年的丙烯腈裝置，僅專利許可和催化劑費用就高達1500萬美元。我國丙烯腈技術(shù)的開發(fā)工作已有40多年的歷史，丙烯腈生產(chǎn)也有30多年的經(jīng)驗。尤其是1983年中國石油化工總公司成立以來，總公司十分重視丙烯腈技術(shù)的開發(fā)，組織了一系列丙烯腈的重大技術(shù)攻關(guān)，取得了許多重大的工業(yè)化技術(shù)成果，特別是MB8MB86催化劑、UL型流化床反應(yīng)器、復(fù)合萃取精餾新工藝、負壓脫氰技術(shù)等，均已在國內(nèi)大型丙烯腈裝置上應(yīng)用成功，使我國的丙烯腈生產(chǎn)工藝在原有基礎(chǔ)上，在關(guān)鍵性的工藝技術(shù)上有了重大改進，使我國的丙烯腈總體技術(shù)達到了國際水平。當然在推廣應(yīng)用國產(chǎn)催化劑上還有許多工作要做，我們不僅要做好國產(chǎn)催化劑在國內(nèi)市場的推廣應(yīng)用，而且要努力開拓國際市場，參與國際競爭。齊魯石化公司、上海石化研究院以及清華大學(xué)、石油大學(xué)合作完成了“丙烯腈主裝置成套國產(chǎn)化技術(shù)開發(fā)與工業(yè)應(yīng)用”項目攻關(guān)。該裝置投產(chǎn)以來，不僅生產(chǎn)能力擴大了60%以上，%，%，也為開發(fā)10萬t／a以上丙烯腈成套技術(shù)和國內(nèi)現(xiàn)有同類裝置的改擴建提供了技術(shù)依據(jù)。幾年來，齊魯石化丙烯腈裝置平均每年新增利潤4000萬元，大慶石化、安慶石化等4家裝置每年新增利潤4100萬元。 世界范圍內(nèi)產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家、產(chǎn)量 2010年全球主要丙烯腈生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)能統(tǒng)計產(chǎn)能排序生產(chǎn)廠家國家和地區(qū)生產(chǎn)能力/()1英力士集團德國，美國2Asccend性能材料公司美國3旭化成日本4臺塑中國臺灣省5巴斯夫英國6東西石化公司韓國7上海賽科上海市8帝斯曼荷蘭9Tae Kwang工業(yè)韓國10氰特工業(yè)美國11吉林石化公司吉林市12DiaNitrix Co Ltd日本13臺灣石化中國臺灣省14LUKOII俄羅斯15Mitsubishi Rayon日本16BP美國17其他合計 世界范圍內(nèi)生產(chǎn)該產(chǎn)品的所有工藝及其分析 環(huán)氧乙烷法由環(huán)氧乙烷和氫氰酸制得氰乙醇，然后以碳酸鎂為催化劑，于200 220℃脫水制得丙烯腈。 乙炔法由乙炔與氫氰酸作用而得，反應(yīng)為常壓，溫度80 90℃，用氯化亞銅和氯化銨為催化劑。1960 年以前，該法是世界各國生產(chǎn)丙烯腈的主要方法，現(xiàn)基本淘汰。C3H6 + NH3 + O2 → CH2 =CHCN + 3H2O 典型的生產(chǎn)過程為，原料氣體以丙烯I 氨I 空氣= . 15 I 10. 5（mol）的比例從底部進入流化床反應(yīng)器，反應(yīng)溫度440C， kPa。反應(yīng)氣體冷卻后，洗滌、吸收、精餾后得到高純度產(chǎn)品.該方法具有原料易得、工藝過程簡單、產(chǎn)品成本低等優(yōu)點。1　 設(shè)計項目名稱 年產(chǎn)3000噸丙烯腈合成工段換熱器工藝設(shè)計2　 生產(chǎn)方法 以丙烯、氨、空氣為原料，用丙烯氨氧化法合成丙烯腈。4　 原料組成 液態(tài)丙烯原料含丙烯85%（mol）；液態(tài)氨原料含氨100%。2 生產(chǎn)方案20世紀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。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。 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。中國引進的也是Sohio技術(shù)。反應(yīng)過程也副產(chǎn)少量的丙烯醛、丙烯酸、乙醛、丙腈以及高聚物等，因此，工業(yè)產(chǎn)條件下的丙烯氨氧過程十分復(fù)雜。 催化設(shè)備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MB96等。從催化劑的國產(chǎn)化方面考慮，結(jié)合擴能改造，應(yīng)逐步采用效能 其余的車間工段裝置，在相應(yīng)的車間工段設(shè)立控制室，進行監(jiān)視控制操作。（包括爐、機、除氧給水系統(tǒng)）。 選用一套中心DCS 系統(tǒng)，分別對儀表進行控制。DCS 及PLC系統(tǒng)考慮進口。 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控制中心和馬達的驅(qū)動裝置，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程綜合自動化。3 物料衡酸和熱量衡算丙烯氨氧化生產(chǎn)丙烯腈的工藝流程主要分三部分：反應(yīng)部分、回收部分和精制部分。混合氣出口的高溫氣體先經(jīng)廢熱鍋爐回收熱量，氣體冷卻到230℃左右進入氨中和塔，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，同時補充部分新鮮酸液，并從塔釜排放一部分含硫酸銨的廢液。主要設(shè)備裝配圖：流化床反應(yīng)器。 按年工作日300天，%、設(shè)計裕量6%計算，丙烯腈小時產(chǎn)量為 = kg/h(1)計算依據(jù)a. 丙烯腈產(chǎn)量： ,b．原料組成（摩爾分數(shù)）： 含C3H6 85%, C3H8 15%c．進反應(yīng)器的原料配比（摩爾分數(shù)）為： C3H6 : NH3 : O2 : H2O＝1:::3物 質(zhì)丙烯腈（AN）氰化氫（HCN）乙腈（ACN）丙