年产10万吨丙烯腈生产流程概念设计
10万吨年丙烯腈项目建议书
10万吨/年丙烯腈项目建议书一、项目主要内容（一）项目名称：10万吨/年丙烯腈项目。
（二）项目内容：该项目采用国内先进技术建设10万吨/年丙烯腈生产装臵。
本项目主产品为丙烯腈，副产品有精乙腈、硫铵、丙酮氰醇等，产品以丙烯和液氨为主要原料。
二、项目提出的依据及必要性丙烯腈是三大合成材料(纤维、橡胶、塑料)的重要化工原料，主要用来生产聚丙烯腈纤维(腈纶)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)塑料、苯乙烯(AS)塑料、丙烯酰胺等。
丙烯腈在合成纤维、合成树脂等高分子材料中占有显著地位，应用前景广阔。
除此之外，丙烯腈聚合物与丙烯腈衍生物也广泛应用于建材及日用品中。
鉴于丙烯腈的广泛用途，今后几年将会呈现高速发展之势；又加之，石油化工业是河口区的主导产业，境内石化企业较多，为加工生产丙烯腈提供了充足的原材料。
因此，建设丙烯腈项目是可行的。
三、市场前景分析（一）国外市场需求情况。
根据PCI丙烯腈咨询公司分析，2005-2006年全球丙烯腈需求量比2004年有所增加，其中亚洲特别是中国增长最快。
据总部位于英国伦敦的Tecnon OrbiChem公司统计，截至2006年世界丙烯腈主要生产能力分布为：美国315.1万吨/年，墨西哥11.0万吨/年，巴西8.8万吨/年，德国33.6万吨/年，英国28.0万吨/年，荷兰23.5万吨/年，西班牙13.0万吨/年，东欧及俄罗斯38.2万吨/年，中东9.0万吨/年，中国103.8万吨/年，印度3.0万吨/年，日本75.3万吨/年，韩国52.0万吨/年，台湾省43.0万吨/年。
另外，最近几年由于装臵停产超过了新产能增加速度，导致丙烯腈供应紧张，全球装臵开工率较高，维持在89%-90%水平，但盈利能力仍然很低。
据预测，世界范围内未来几年丙烯腈装臵开工率还将继续处于目前的高位，直到2008-2009年新产能投用。
未来几年世界丙烯腈需求年平均增速为2%-2.5%，其中丙烯腈纤维需求持平，但来自ABS 的需求将年均增长5%，而丙烯酰胺方面需求年均增速将达到6%-7%。
年产10万吨丙烯酸工艺设计资料
1引言1.1 概述丙烯酸是一种重要的有机化工原料，主要用于生产丙烯酸酯类，还可用于生产高吸水性树脂、助洗涤剂和水处理剂等，广泛应用于涂料、化纤、纺织、皮革、塑料、粘合剂、石油开采等各个领域[1]。
20世纪20年代末，化学家Otto Rohm从2-氯乙醇制羟基丙腈转而生产丙烯酸，完成了对丙烯酸工业化生产工艺的研究[2]。
1939年，德国化学家Reppe发明了以乙炔、一氧化碳和水为原料，用羰基镍为催化剂合成出丙烯酸。
1969年，美国联碳公司从英国BP公司引进丙烯直接氧化经丙烯醛生产丙烯酸技术，并建立工业化生产装置。
经过多年不断改进，尤其是对丙烯氧化催化剂的改进，该法已成为制造丙烯酸的主导生产方法[3]。
1.2 丙烯酸生产工艺技术丙烯酸在20世纪30年代实现工业化生产，其生产方法经历了氰乙醇法、雷普(Reppe)法、烯酮法、丙烯腈水解法和丙烯氧化法[4,5]。
1.2.1 氰乙醇法氰乙醇法是最早工业化生产丙烯酸及其酯的方法。
德国和美国分别在1927年和1931年用此方法建成了工业化装置。
由于反应过程会生成各种聚合物，因此丙烯酸收率较低，仅为60~70%，且氰化物剧毒，严重污染环境，故采用此法的生产装置早在50年代就已关闭。
1.2.2 Reppe法20世纪30年代，德国的Walter Reppe博士发现利用自己发明的Reppe反应可以直接从乙炔生产丙烯酸和丙烯酸酯类。
在60年代以前，用Reppe法或改良Reppe 法生产丙烯酸及其酯的工艺曾占统治地位，随着石油化工技术的开发和环境保护要求的加强，到1976年改良Reppe法的装置已全部停产。
1.2.3 烯酮法以乙酸或丙酮为原料，磷酸三乙酯为催化剂，在700℃时裂解生成乙烯酮，然后与无水甲醛在AlCl3或BF3催化剂存在下，在25℃进行气相反应生成β-丙内酯，再与热的磷酸接触异构化生成丙烯酸。
乙烯酮法产品纯度高，收率也高，副产物和第 1 页共35页。
(完整版)年产10万吨丙烯腈合成段工艺设计毕业设计
年产10万吨丙烯腈合成段工艺设计The Process Design of 100kta Acrylonitrile bySynthesis目录摘要 ....................................................................................................................... Abstract ................................................................................................................引言 ...................................................................................................................第一章文献综述.................................................................................................1.1 丙烯腈的概况 .............................................................................................................1.1.1 丙烯腈的发展 ..........................................................................................................1.1.2 丙烯腈的应用方向 ..................................................................................................1.2 国内丙烯腈市场简况 .................................................................................................1.2.1 现状 ..........................................................................................................................1.2.2国内丙烯腈消费情况 ..............................................................................................1.3 国外丙烯腈市场简况 .................................................................................................1.3.1 现状 ..........................................................................................................................1.3.2 国外丙烯腈消费情况 ..............................................................................................1.4 丙烯腈的性质 .............................................................................................................1.4.1化学性质 ..................................................................................................................第二章工艺流程介绍.........................................................................................2.1 生产方法简述 .............................................................................................................2.2 工艺流程说明 .............................................................................................................2.3 工艺条件 .....................................................................................................................2.3.1 反应温度 ..................................................................................................................2.3.2 反应压力 ..................................................................................................................2.3.3 接触时间 ..................................................................................................................2.3.4原料纯度 ..................................................................................................................第三章物料衡算和热量衡算.............................................................................3.1 小时生产能力 .............................................................................................................3.2物料衡算和热量衡算 .................................................................................................3.2.1 反应器的物料衡算和热量衡算 ..............................................................................3.2.2 废热锅炉的热量衡算 ..............................................................................................3.2.3 空气饱和塔物料衡算和热量衡算 ..........................................................................3.2.4 换热器物料衡算和热量衡算 ........................................................ 错误!未定义书3.2.5 丙烯蒸发器热量衡算 .................................................................... 错误!未定义书3.2.6 丙烯过热器热量衡算 .................................................................... 错误!未定义书3.2.7 氨蒸发器热量衡算 ........................................................................ 错误!未定义书3.2.8 气氨过热器 .................................................................................... 错误!未定义书3.2.9 混合器 ............................................................................................ 错误!未定义书3.2.10 空气加热器的热量衡算 .............................................................. 错误!未定义书第四章流化床反应器的工艺计算................................................. 错误!未定义书4.1 计算依据 ........................................................................................... 错误!未定义书4.2 浓相段直径 ....................................................................................... 错误!未定义书4.4 扩大段直径 .................................................................................................................4.5 扩大段高度 .................................................................................................................4.6 浓相段冷却装置的换热面积 .....................................................................................4.7 稀相段冷却装置的换热面积 .....................................................................................第五章原料消耗综合表................................................................. 错误!未定义书5.1原料消耗 ........................................................................................... 错误!未定义书5.2 能量消耗综合表 ............................................................................... 错误!未定义书第六章丙烯腈生产中的废水和废气处理..................................... 错误!未定义书结论 .....................................................................................................................致谢 ................................................................................................. 错误!未定义书参考文献 ...............................................................................................................附录A 工艺流程图附录B 设备图年产10万吨丙烯腈合成工段的工艺设计摘要：本设计为年产10万吨丙烯腈的合成段工艺设计，在设计中采用了丙烯氨氧化生产丙烯腈法，此法能有效的降低生产成本。
丙烯腈生产概念设计方案
三、技 术 分 析---分离系统结构设计
反应气
反应产物 冷 凝 塔
CO2、CO、原料气 HCN
冷
精
凝
馏
塔
塔
氨、水
丙烯腈
精 馏 塔
乙腈
四、流程模拟与优化---工艺流程图
Aspen plus 模拟流程图
四、流程模拟与优化--冷凝塔F-101操作条件确定
冷凝塔F-101温度对分离效果的影响
四、流程模拟与优化--冷凝塔F-101操作条件确定
五、 经济分析--反应过程对比经济分析
收率为60% 时丙烷法与丙烯法反应器参数对比
项目
丙烷氨氧化法 (A)
反应器热负荷 MMkcal/hr
-53.664016
反应出料物流体积流量 106027.352 Cum/hr
丙烯氨氧化法 A/B (B)
-45.26637
1.19
98368.434
1.08
产物丙烯腈流量 (纯度99.5%)
2 25 1 1 440 0 0 0 0 0 0 0 0 440 7493.5 0.6927 17.031
5 70 1 1 440 0 0 0 0 0 0 0 0 440 7493.5 0.6002 31.999
7 410 1.2
1 55.5808 98.0035
325.6 8.5536 50.2656 1597.38 90.3936 25.7664 53.2224 2304.8 58895 0.5407 25.553
三、技 术 分 析---反应过程分析
丙烷 氧气 氨
C3H8 + NH3 +1.5 O2 → CH2 =CHCN + 3 H2O C3H8 + 1.5NH3 + 2O2 → 1.5CH3CN + 4H2O C3H8 + 3NH3 + 3.5O2 → 3HCN + 7H2O C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O C3H8 + 3.5O2 → 3CO + 4H2O
年产10万吨丙烯腈概念设计-PPT课件
第3部分 系统设计优化
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• 对于整个丙烷氨氧化法制丙烯腈系统而言，由于 生产工艺已经较为成熟，且各个设备都是在必需 够用的基础上进行选择的，并且在分步模拟中已 经自觉地采取了优化措施，使用的操作参数对整 个系统的节能、降低生产成本都有很大裨益，因 此，很难在设计好的流程中再进行优化设计 • 在设计模拟过程中，丙烯腈精制塔是控制产品质 量的关键单元操作，由于采用的操作参数与最初 通过Winn-Underwood-Gilliland方法（间接计 算法）计算的操作参数有较大出入，现简单介绍 在设计过程中的优化思路
3
• 溶于水、乙醚、乙醇、丙酮、苯和四氯化 碳，与水形成共沸物，易挥发，有腐蚀性 • 易燃，遇火种、高温、氧化剂有燃烧爆炸 的危险，其蒸气与空气形成爆炸性混合物， 毒性极强 • 丙烯腈是一种重要的有机化工原料，在合 成树脂、合成纤维、合成橡胶等高分子材 料中占有显著的地位并有着广阔的前景 • 丙烯腈也是重要的有机合成原料，丙烯腈 聚合物与丙烯腈衍生物也广泛应用于国民 经济的多个领域。产品主要用于制作家用 电器和家用电子设备的零部件
11
中国丙烯腈消费结构及预测（万吨/年）
12
中国大陆丙烯腈消费结构(2019年)
13
中国丙烯腈拟建或改造情况—2019年（万吨/年）
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第2部分 丙烷氨氧化生产丙烯 腈的原理和工艺流程设计
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2.1 丙烯腈生产装置、工艺特点
• 丙烯腈装置具有高温、高压、剧毒、易燃易爆、 强腐蚀等特点，属于典型的石油化工装置。装置 工艺复杂、自动化程度高，属于典型的现代化生 产装置。生产的产品具有较高的质量，指标高于 国家优级品，其中产品中过氧化物、醛类指标明 显低于其他丙烯腈产品。设备种类齐全，拥有： 流化床反应器；新型急冷塔、填料式吸收塔、精 馏塔等塔器；离心式透平空气压缩机、离心式透 平制冷机；离心泵、屏蔽泵、真空泵、计量泵等 各种机泵；以及各类储罐、过、收益核算
丙烯腈生产概念设计方案
丙烯腈生产概念设计方案丙烯腈（Acrylonitrile）是一种重要的有机化学品，广泛应用于纺织、合成橡胶、塑料、染料和油墨等工业领域。
本文将提出丙烯腈生产的概念设计方案，包括原料选择、反应工艺、生产设备和环境保护等方面。
一、原料选择丙烯腈的原料主要是丙烯（propylene）和氨气（ammonia）。
丙烯是丙烯腈的主要原料，可以通过石油裂解或乙烷氧化得到。
氨气则可以通过空分设备从空气中提取，或者从氨制取装置中获取。
原料的选择应考虑到成本、供应可靠性和环境友好性等因素。
二、反应工艺丙烯腈的合成主要是通过丙烯与氨气在催化剂的作用下进行氧化反应，生成丙烯腈。
常用的催化剂有钙钛矿催化剂、五氧化二钌、氯化铑等。
反应工艺主要包括气相法和液相法两种。
在气相法中，反应温度约在400-500℃，压力约为1-3MPa；在液相法中，反应温度约为40-80℃，压力约为0.2-0.5MPa。
反应工艺的选择应综合考虑催化剂的活性、选择性，能耗、产品质量等因素。
三、生产设备丙烯腈生产的关键设备包括反应器、分离塔和脱氢设备等。
反应器应选择耐高温、高压的材料，配备搅拌装置以保证反应物的充分混合。
分离塔用于分离产物中的杂质，应具备较高的分离效率和节能性能。
脱氢设备用于去除反应产生的无用气体，应考虑技术可行性、设备稳定性和安全性等因素。
四、环境保护在丙烯腈生产过程中，应注意对环境的保护。
首先，应合理选择催化剂，以提高反应的选择性，减少副产物的生成。
其次，应采取适当的废气处理措施，包括催化氧化、吸附、吸收等技术，以降低有害气体的排放。
此外，还应注重废水处理和固体废弃物处理，以减少对环境的污染。
五、安全生产丙烯腈属于可燃、有毒物质，其生产应严格遵守安全生产规范。
包括设备的安全设计、操作人员的安全培训、紧急救援措施的建立等。
同时，还应加强储存和运输的安全管理，确保产品在储存和运输过程中的安全性。
六、能源消耗丙烯腈的生产过程中会消耗大量的能源，主要包括电力和蒸汽。
年产10万吨丙烯腈合成段工艺设计毕业设计
年产10万吨丙烯腈合成段工艺设计摘要：本毕业设计以年产量为10万吨的丙烯腈合成段为对象，针对丙烯腈的制备工艺进行了设计。
通过评估各种工艺方案的经济性和可行性，选择了最佳的工艺方案，并对其进行了详细的工艺设计和计算。
最后，通过可行性分析和经济效益评估，证明该工艺方案具备良好的可持续性和经济性。
关键词：丙烯腈；合成段；工艺设计；经济性；可行性1.引言丙烯腈是一种重要的有机合成原料，广泛应用于纺织、染料、制药等领域。
随着产业的发展，对丙烯腈的需求不断增加，因此，设计一套高效、经济的丙烯腈合成段工艺对于提高产能和降低生产成本至关重要。
2.工艺选择在众多的丙烯腈合成工艺中，一般采用丙烯腈蒸汽氢化法。
该方法以丙烯和氰化氢为原料，通过催化剂的作用，在一定的温度和压力下，发生气相反应生成丙烯腈。
该工艺具有反应速度快、选择性高以及产能大的优点，因此被广泛应用于丙烯腈工业化生产。
3.工艺设计本设计中，选用了催化剂为铜铁催化剂，在催化剂的作用下，丙烯和氰化氢发生反应生成丙烯腈。
反应器采用固定床反应器，并且在反应器进出口处设置了合理的温度和压力控制装置，以维持反应器内的温度和压力稳定。
此外，还设计了循环冷却系统，以控制反应器的温度。
4.工艺计算根据选定的工艺方案，进行了工艺计算。
首先，确定了每个反应器的操作条件，包括反应温度和压力。
然后，计算了每个反应器的反应物质的摩尔流量和转化率。
最后，计算了丙烯腈的产量和纯度。
5.可行性分析和经济效益评估通过对工艺方案的可行性分析和经济效益评估，证明了该工艺方案具备良好的可持续性和经济性。
在该工艺方案下，年产10万吨的丙烯腈可以高效、稳定地生产出来，同时满足质量要求和环保要求。
在经济效益方面，该工艺方案可以降低生产成本，提高利润空间。
6.结论本毕业设计以年产10万吨丙烯腈合成段为对象，通过对丙烯腈的制备工艺进行了设计。
通过对各种工艺方案的评估，选择了最佳的工艺方案，进行了详细的工艺设计和计算。
年产10万吨丙烯腈概念设计
丙烯腈精制塔优化设计输出结果图（3）
31
丙烯腈精制塔优化设计灵敏度分析图
32
第4部分 系统经济评价
33
4.1 收益核算
原料成本表
产品销售收益表
34
4.2 设备投资核算
主 要 设 备 投 资 表Leabharlann 354.3 综合投资、收益核算
• 厂房、地皮计划投资9000万，70年回收此项投资， 合128.57万元/年
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中国丙烯腈消费结构及预测（万吨/年）
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中国大陆丙烯腈消费结构(2007年)
12
中国丙烯腈拟建或改造情况—2015年（万吨/年）
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第2部分 丙烷氨氧化生产丙烯 腈的原理和工艺流程设计
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2.1 丙烯腈生产装置、工艺特点
• 丙烯腈装置具有高温、高压、剧毒、易燃易爆、 强腐蚀等特点，属于典型的石油化工装置。装置 工艺复杂、自动化程度高，属于典型的现代化生 产装置。生产的产品具有较高的质量，指标高于 国家优级品，其中产品中过氧化物、醛类指标明 显低于其他丙烯腈产品。设备种类齐全，拥有： 流化床反应器；新型急冷塔、填料式吸收塔、精 馏塔等塔器；离心式透平空气压缩机、离心式透 平制冷机；离心泵、屏蔽泵、真空泵、计量泵等 各种机泵；以及各类储罐、过滤器；开工炉、焚 烧炉等工业炉。
• 由分层器出来的油相组分进入脱氰塔，精馏，塔底出来的 纯度接近成品要求的丙烯腈产品，塔顶为粗的HCN副产品
• 从脱氰塔塔底出来的丙烯腈纯度还没达到产品要求，因此， 进一步对丙烯腈溶液进行精馏，直至达到产品要求
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第3部分 系统设计优化
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• 对于整个丙烷氨氧化法制丙烯腈系统而言，由于 生产工艺已经较为成熟，且各个设备都是在必需 够用的基础上进行选择的，并且在分步模拟中已 经自觉地采取了优化措施，使用的操作参数对整 个系统的节能、降低生产成本都有很大裨益，因 此，很难在设计好的流程中再进行优化设计
丙烯腈工艺流程简述
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除去氨的气体主要
是丙烯腈、HCN和
乙腈，还有N2、CO、
CO2等以及少量的
丙烯醛、丙酮、丙
烯酸等副产物，进
入水吸收塔用4℃水吸收，得到粗丙烯腈水溶液。 塔顶低温下，不凝气放空，粗丙烯腈水溶液进入 萃取精馏塔（即回收塔）。丙烯腈和水的共沸物 从塔顶馏出，乙腈由侧线采出，乙腈再到乙腈塔 精馏得到副产物。而AN-H2O共沸物冷却后分为水 相和油相两层，经分离器收集的油相含AN和HCN、 少量丙烯醛，进入脱氰化氢塔内，水相返回萃取 塔做溶剂。
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脱氰化氢塔从塔顶
分离采出，得到高纯 度的HCN，塔釜为 粗AN，釜料进入AN 精沸物， AN从侧线采出，成 为合格产品进入成品 贮槽。
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谢 谢！
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压缩机压缩至0.1MPa左右， 从流化床反应底部的下分布板
进入流化床反应器，丙烯和
氨分别进行汽化后，再过热
按一定比例混合，从流化床反应底部的上分 布板进入，混合气与空气按一定比例投入。 流化床内先已安装好固定相的催化剂并燃烧 丙烯将床内预热到440℃左右。
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丙烯、氨和空气在催化剂料层中，进行
丙烯腈工艺流程简述
07应化1班 200707302123
刘念
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丙烯腈简介
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2
丙烯腈的工艺流程示意简图
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3
丙烯腈的工艺流程简述
丙烯氨氧化法生产丙烯腈的工艺流程主要分 为三个主要阶段：反应工段、水洗工段以及 分离精制工段。
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经过滤后的洁净空气由透平
年产10万吨丙烯分离工段工艺设计
本科毕业论文（设计）年产10万吨丙烯分离工段工艺设计姓名：指导教师：院系：化学化工学院专业：化学工程与工艺提交日期：2012年5月5日目录中文摘要 (1)外文摘要 (2)引言 (3)1.绪论 (3)1.1概述 (3)1.1.1简介 (3)1.1.2丙烯的性质 (3)1.1.3丙烯的用途 (3)1.2丙烯生产工艺选择及分离流程确定 (3)1.2.1生产工艺选择 (3)1.2.2分离流程确定 (4)1.3设计任务书 (5)2.工艺流程 (5)2.1工艺流程图 (5)2.2工艺流程简述 (6)3.物料衡算 (6)3.1设计依据 (6)3.2裂解气及各组分产量 (6)3.3各裂解产物的相对分子量 (7)3.4脱丙烷塔物料衡算 (7)3.5脱甲烷塔物料衡算 (10)3.6脱乙烷塔物料衡算 (12)3.7乙烯精馏塔物料衡算 (15)3.8丙烯精馏塔物料衡算 (16)4.热量衡算 (18)4.1乙烯精馏装置热量衡算 (18)4.2丙烯精馏装置热量衡算 (23)4.3脱甲烷精馏装置热量衡算 (26)4.4脱乙烷精馏装置热量衡算 (30)4.5脱丙烷精馏装置热量衡算 (33)5.设备选型 (37)5.1丙烯精馏塔 (37)5.1.1丙烯精馏塔操作压力及温度的确定 (37)5.1.2丙烯精馏塔密度、表面张力的计算 (39)5.1.3塔板数的确定 (42)5.1.4精馏塔主要尺寸计算 (44)5.1.5塔板流体力学验算 (50)5.1.6主要设备设计与选型 (53)5.1.7塔高的计算 (55)5.1.8浮阀塔设计一览表 (56)5.2换热器 (57)5.2.1试算和初选换热器规格 (57)5.2.2核算总传热系数 (58)6.生产安全及三废处理 (62)6.1生产安全 (62)6.2废气处理 (62)6.3废渣处理 (62)6.4废水处理 (62)结束语 (63)参考文献 (64)致谢 (65)附录 (66)年产10万吨丙烯分离工段工艺设计刘洋指导老师：崔秀云（黄山学院化学化工学院，黄山，安徽245041）摘要：本设计为年产10万吨丙烯分离工段工艺设计。
丙烯腈工艺设计
丙烯腈工艺设计介绍丙烯腈是一种重要的有机化工原料，广泛应用于合成纤维、橡胶、塑料等领域。
丙烯腈工艺设计是指在生产丙烯腈的过程中，通过合理的工艺设计和优化，提高生产效率、降低成本、改善产品质量。
本文将从丙烯腈的制备原理、工艺流程设计、关键技术和优化方向等方面进行探讨。
制备原理丙烯腈的制备主要通过丙烯气相氰化反应（ACN）进行。
该反应的化学方程式如下：CH2=CHCN + HCl → CH2=CHCNHClCH2=CHCNHCl + NaCN → CH2=CHCN + NaCl丙烯腈制备的关键是氰化反应的催化剂选择、反应温度和压力的控制以及反应物的纯度。
工艺流程设计丙烯腈的工艺流程设计主要包括原料准备、氰化反应、分离纯化和产品收集等步骤。
原料准备原料准备包括丙烯、氯化氢、氰化钠等物质的准备工作。
其中，丙烯的纯度对反应的选择性和产率有重要影响，因此需要通过蒸馏等方法提高丙烯的纯度。
氰化反应氰化反应是丙烯腈制备的关键步骤。
反应器中加入丙烯、氯化氢和氰化钠，控制反应温度和压力，选择合适的催化剂，进行氰化反应。
反应后产生的丙烯腈通过冷凝和分离纯化步骤得到纯度较高的丙烯腈产品。
分离纯化分离纯化是将反应后的混合物中的杂质分离，提高丙烯腈的纯度。
常用的分离纯化方法包括蒸馏、结晶、萃取等。
产品收集经过分离纯化后，得到纯度较高的丙烯腈产品。
产品通过冷凝和收集装置进行收集和储存。
关键技术丙烯腈工艺设计中的关键技术包括催化剂选择、反应温度和压力控制、反应物纯度提高、分离纯化和产品收集等方面。
催化剂选择催化剂的选择对丙烯腈的选择性和产率有重要影响。
常用的催化剂有金属氰化物、碱金属氧化物等。
选择合适的催化剂可以提高丙烯腈的产率和纯度。
反应温度和压力控制反应温度和压力对反应速率和选择性有重要影响。
合理的反应温度和压力控制可以提高丙烯腈的产率和纯度。
反应物纯度提高丙烯和氯化氢的纯度对反应的选择性和产率有重要影响。
通过蒸馏等方法提高反应物的纯度可以提高丙烯腈的产率和纯度。
年产10w吨丙烯生产工艺设计+++
年产10w吨丙烯生产工艺设计姓名所在系部化学工程专业班级有机化工指导老师2015 年3月前言本设计的内容为10万吨/年乙苯脱氢制苯乙烯装置，包括工艺设计，设备设计及平面布置图。
本设计的依据是采用低活性、高选择性催化剂，参照鲁姆斯(Lummus)公司生产苯乙烯的技术，以乙苯脱氢法生产苯乙烯。
苯乙烯单体生产工艺技术：深度减压，绝热乙苯脱氢工艺乙苯脱氢反应在绝热式固定床反应器中进行，其特点是：转化率高，可达55%，选择性好，可达90%。
特殊的脱氢反应器系统：在低压（深度真空下）下操作以达到最高的乙苯单程转化率和最高的苯乙烯选择性。
该系统是由蒸汽过热器、过热蒸汽输送管线和反应产物换热器组成，设计为热联合机械联合装置。
整个脱氢系统的压力降小，以维持压缩机入口尽可能高压，同时维持脱氢反应器尽可能低压，从而提高苯乙烯的选择性，同时不损失压缩能和投资费用。
所需要的催化剂用量和反应器体积较小，且催化剂不宜磨损，能在高温高压下操作，内部结构简单，选价便宜。
在苯乙烯蒸馏中采用一种专用的不含硫的苯乙烯阻聚剂。
它经济有效且能使苯乙烯焦油作为燃料清洁地燃烧。
工业设计的优化和设备的良好设计可使操作无故障，从而可减少生产波动.本设计装置主要由脱氢反应和精馏两个工序系统所组成。
原料来自乙苯生产装置或原料采购部门，循环水、冷冻水、电和蒸汽来由公用工程系统提供，生产出的苯乙烯产品到成品库。
此设计过程中，为了计算方便，忽略了一些计算过程，故有一定的误差，另由于计算时间比较仓促，有些问题不能够直接解决。
设计中有不少错误之处，请指导老师予以批评指正，多提出宝贵意见。
苯乙烯设计任务书一、设计题目：年产10万吨苯乙烯的生产工艺设计二、设计原始条件：1、原料组成（质量%）组别乙苯甲苯苯∑1、2、3 99% 0.8% 0.2% 100%4、5、6 98% 1.2% 0.8% 100% 2、操作条件：年工作日：300天，每天24小时，乙苯总转化率为55%乙苯损失量为纯乙苯投料量为4.66%配料比：原料烃/水蒸汽=1/2.6（质量比）温度T：第一反应器进口温度630℃，出口温度580℃第二反应器进口温度630℃，出口温度600℃压力P：床层平均操作压力1.5 * 105 Pa（绝）3、选择性：C8H10→C8H8+H2（1）C8H10→C6H6+C2H4（2）C8H10+H2→C7H8+CH4（3）1、2、3 （1）90% （2）3% （3）7%4、5、6 （1）92% （2）3% （3）5%4、催化剂条件：（1）采用11#氧化铁催化剂，d=3mm，h=13mm（2）允许通入乙苯空速为：（0.5~0.9）Nm3乙苯/(m3Cat．h)（3）=1050kg/m3=1500kg/m35、参考数据：（1）反应器直径D=2 m（2）取热损失为反应热为4%（3）k=exp(11.281-2545/RT)（4）K=exp(15.344-14656.5734/T)（5）Cat的有效系数η1=0.7 η2=0.667（6）填料情况：取瓷环为25×25的拉西环，所填高度为250mm，锥形高度为250mm，锥角取900（7）压力：第一反应器进口压力为1.8 * 105Pa，出口压力为1.2 * 105Pa，平均压力为1.5 * 105 Pa，压降ΔP=0.6 * 105 Pa。
年产10万吨丙烯酸工艺设计
年产10万吨丙烯酸工艺设计1引言1.1 概述丙烯酸是一种重要的有机化工原料，主要用于生产丙烯酸酯类，还可用于生产高吸水性树脂、助洗涤剂和水处理剂等，广泛应用于涂料、化纤、纺织、皮革、塑料、粘合剂、石油开采等各个领域[1]。
20世纪20年代末，化学家Otto Rohm从2-氯乙醇制羟基丙腈转而生产丙烯酸，完成了对丙烯酸工业化生产工艺的研究[2]。
1939年，德国化学家Reppe发明了以乙炔、一氧化碳和水为原料，用羰基镍为催化剂合成出丙烯酸。
1969年，美国联碳公司从英国BP公司引进丙烯直接氧化经丙烯醛生产丙烯酸技术，并建立工业化生产装置。
经过多年不断改进，尤其是对丙烯氧化催化剂的改进，该法已成为制造丙烯酸的主导生产方法[3]。
1.2 丙烯酸生产工艺技术丙烯酸在20世纪30年代实现工业化生产，其生产方法经历了氰乙醇法、雷普(Reppe)法、烯酮法、丙烯腈水解法和丙烯氧化法[4,5]。
1.2.1 氰乙醇法氰乙醇法是最早工业化生产丙烯酸及其酯的方法。
德国和美国分别在1927年和1931年用此方法建成了工业化装置。
由于反应过程会生成各种聚合物，因此丙烯酸收率较低，仅为60~70%，且氰化物剧毒，严重污染环境，故采用此法的生产装置早在50年代就已关闭。
1.2.2 Reppe法20世纪30年代，德国的Walter Reppe博士发现利用自己发明的Reppe反应可以直接从乙炔生产丙烯酸和丙烯酸酯类。
在60年代以前，用Reppe法或改良Reppe法生产丙烯酸及其酯的工艺曾占统治地位，随着石油化工技术的开发和环境保护要求的加强，到1976年改良Reppe法的装置已全部停产。
1.2.3 烯酮法以乙酸或丙酮为原料，磷酸三乙酯为催化剂，在700℃时裂解生成乙烯酮，然后与无水甲醛在AlCl3或BF3催化剂存在下，在25℃进行气相反应生成β-丙内酯，再与热的磷酸接触异构化生成丙烯酸。
乙烯酮法产品纯度高，收率也高，副产物和未反应的物料能循环使用，适用于连续生产，但原料乙酸或丙酮价格高且β-丙内酯为致癌物质。
年产10万吨聚丙烯的工艺初步设计缩写稿
年产10万吨聚丙烯的工艺初步设计摘要：本设计使用气相法生产聚丙烯，从初步设计的角度对年产10万吨聚丙烯化工厂进行了全面设计，综合考虑了聚丙烯的市场前景，人力资源，物料资源，生产工艺等对工厂就进行了初步的规划。
主要完成了工段工艺计算，设备选型，并绘制了全厂平面布置图，聚丙烯工艺流程示意图，合成工段带控制点工艺流程图，合成工段物料流程图，合成车间的立面图和平面图。
设计结果达到了设计课题的要求，完成了聚丙烯的生产工厂的初步设计，进行了可行性论证，完成了物料，热量，设备的相关计算。
关键词：聚丙烯，设备计算，工厂设计，工艺流程图The chemical plant design for an annualt of 100,000 tons of polypropylene This design uses gas production of polypropylene,from the perspective of the preliminary design with an annual output of 100,000 tons of polypropylene a comprehensive chemical plant design,considered the polypropylene market prospects,human resources,materian resources,production technology such an the factory on a preliminary planning.Section completed a major technology,equipment selection,and the mapping of the entire plant layout plans,polypropylene process diagram,with control points of section process map,Section synthetic materials folw chart,and the elevation of the workshop the floor plan.The result of the design subject to the requirements,the completion ofa polypropylene production plant in the preliminary design for the feasibility study,completed the materials,energy,equipment and other relevant termsKEY WORDS:Polypropylene,equipment,plant design,process flow map1.1聚丙烯加工以及用途①加工：聚丙烯的成型加工性好，成型的方法很多，如注塑，吹塑，真空热成型，涂覆，旋转成型，熔接，机加工，电镀和发泡等，并可在金属表面喷涂。
年产10万吨丙烯精制塔的工艺设计2范文
年产10万吨丙烯精制塔的工艺设计一、说明书(1) 丙烯生产概况简述。
（略）(2) 设计方案的确定与论证。
（略）(3) 本设计的工艺流程图（看附件），及流程说明（略）。
(4)工艺设计计算结果汇总，附属设备一览表，工艺管线接管尺寸汇总表，设计结果评价。
（略）（5）工艺计算。
（6）设备计算及选型。
（略）（7）参考文献。
二、丙烯精制塔的工艺计算（1）物料衡算1. 关键组分按多组分精馏确定关键组分；挥发度高的丙烯作为轻关键组分在塔顶分出；挥发度低的丙烷作为重关键组分在塔底分出。
原始数据见表一表一原始数据操作压力 p=1.74MPa （表压）。
年生产能力t 丙烯2. 计算每小时塔顶产量，每年的操作时间按8000h 计算。
由题目给定／8000=12500kg ／h3.计算塔釜组成设计比丙烷重的全部在塔底，比丙烷轻的全部在塔顶。
以100kg ／h 进料为基准，进行物料衡算见表二。
表二 物料衡算F=D+W%2.15100125.0004.025.7125.0=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧+=+-WD W D W 或 ⎩⎨⎧+=+=D W W D 100125.0996.075.92解得： W=8.116k g ／h D=100－8.1161＝91.8839 k g ／h丙烷 x 83H WC =34.82125.0004.025.7004.005.7=+--WD D﹪丁烷x 104H WC =46.2125.0004.025.72.0=+-WD ﹪式中 F −原料液流量，k g ／h;D —塔顶产品（馏出液）流量，k g ／hW —塔底产品（釜残液）流量，k g ／h x W—釜液中各组分的质量分数。
4. 将质量分数换算成摩尔分数按下式计算： x A =CC B B M x M x M x M x W W A WAAWA ++式中 x A ——液相中A 组分的摩尔质量；A M 、MB 、MC ——A 、B 、C 组分的摩尔质量，kg/mol; x WA x WB x WC ——液相中A 、B 、C 组分的质量分数。
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《化工过程分析和合成设计》课程设计报告 《Analysis, synthesis, and Design of Chemical Processes》Design Report年产10万吨丙烯腈生产流程概念设计林英光 喻冬秀指导教师：钱 宇 教授陆恩锡 教授专业名称：化学工程年 级：2004 博士单位名称：化工学院完成日期: 2005年3月目 录一、丙烯腈概述.......... ..................................... ........................................ (2)1.1 丙烯腈性质 (2)1.2 国内外生产现状 (3)1.3 丙烯腈生产方法 (4)1.4 项目设计背景 (4)1.5 设计目标 (4)1.6 设计任务 (4)二、合成丙烯腈技术分析 (4)2.1 反应过程分析 (4)2.2 分离过程分析....................... ....................... .. (7)三、流程叙述 (8)3.1 原料规格 (8)3.2 工艺流程 (8)四、流程模拟与优化........ . (8)4.1 工艺流程模拟 (9)4.2 冷凝塔F-101操作条件确定 (9)4.3 冷凝塔F-102操作条件确定 (10)4.4 精馏塔T-101操作条件确定 (11)4.5 精馏塔T-102操作条件确定........... .. (13)4.6 全流程模拟结果与物料衡算 (15)4.7 全流程模拟计算输出报告 (16)五、丙烷与丙烯氨氧化法对比经济分析 (16)5.1 反应过程对比经济分析 (16)5.2 投资成本对比经济分析 (17)六、总结 (18)七、建议 (18)八、参考文献 (18)九、附录:流程模拟计算输出报告 (19)一、 丙烯腈概述1.1丙烯腈的性质1.1.1 丙烯腈的物理性质丙烯腈是一种非常重要的有机化工原料，在合成纤维、树脂、橡胶急胶粘剂等领域有着广泛的应用。
丙烯腈，英文名Acrylonifrile（简称为ACN），化学分子式：CH2=CH-CN；分子量：53.1。
丙烯腈在常温下是无色或淡黄色液体，剧毒，有特殊气味；可溶于丙酮、苯、四氯化碳、乙醚和乙醇等有机溶剂；与水互溶，溶解度见表1-1。
丙烯腈在室内允许浓度为0.002MG/L，在空气中的爆炸极限为3.05%~17.5%（体积），因此，在生产、贮存和运输中，必须有严格的安全防护措施。
丙烯腈和水、苯、四氯化碳、甲醇、异丙醇等会形成二元共沸混合物，和水的共沸点为71℃，共沸点中丙烯腈的含量为88%（质量），在有苯乙烯存在下，还能形成丙烯腈—苯乙烯—水三元共沸混合物。
丙烯腈的主要物理性质见表1-2。
表1-1 丙烯腈与水的相互溶解度温度水在丙烯腈中的丙烯腈在水中的温度水在丙烯腈中的丙烯腈在水中的/℃溶解度（质量）/% 溶解度（质量）/% /℃溶解度（质量）/% 溶解度（质量）/%0 2.10 7.15 50 6.15 8.4110 2.55 7.17 60 7.65 9.1020 3.08 7.30 70 9.21 9.9030 3.82 7.51 80 10.95 11.1040 4.85 7.90表1-2 丙烯腈的主要物理性质性质指标性质指标性质指标沸点(101.3KPa) 78.5℃燃点/℃ 481 蒸汽压/KPa熔点/℃—82.0 比热容/J.kg-1. K-120.92±0.03 8.7℃时 6.67相对密度(d426) 0.0806 蒸发潜热(0~77℃) 32.6kJ/mol 45.5℃时33.33粘度(25℃) 0.34 生成热(25℃) 151kJ/mol 77.3℃时 101.32折射率(n D25) 1.3888 燃烧热 1761kJ/mol 临界温度246℃闪点/℃0 聚合热(25℃) 72 kJ/mol 临界压力 3.42MPa1.1.2 丙烯腈的化学性质及应用丙烯腈由于分子结构带有C=C双键及-CN键，所以化学性质非常活泼，可以发生加成、聚合、腈基及氢乙基化等反应。
聚合反应和加成反应都发生在丙烯腈的C=C双键上，纯丙烯腈在光的作用下能自行聚合，所以在丙烯腈成品及丙烯腈生产过程中，通常要加少量阻聚剂，如对苯酚甲基醚（阻聚剂MEHQ）、对苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等。
除发生自聚外，丙烯腈还能与苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、丙烯酰胺等发生共聚反应，由此可制得合成纤维、塑料、涂料和胶粘剂等。
丙烯腈经电解加氢偶联反应可以制得已二腈。
氰基反应包括水合反应、水解反应、醇解反应等，丙烯腈和水在铜催化剂存在下，可以水合制取丙烯酰胺。
氰乙基化反应是丙烯腈与醇、硫醇、胺、氨、酰胺、醛、酮等反应；丙烯腈和醇反应可制取烷氧基丙胺，烷氧基丙胺是液体染料的分散剂、抗静电剂、纤维处理剂、表面活性剂、医药等的原料。
丙烯腈与氨反应可制得1，3丙二胺，该产物可用作纺织溶剂、聚氨酯溶剂和催化剂。
丙烯腈主要用来生产ABS树脂，丙烯酰胺、丙烯酸纤维、己二睛和苯乙烯-己二睛树脂等，目前国内供不应求，每年需大量进口来满足市场需求，2000年进口量超过150kt。
1.2国内外生产现状1.2.1 国外情况近年来随着丙烯腈下游产品腈纶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯/苯乙烯（ABS/AS）、丙烯酰胺、丁腈橡胶和丁腈胶乳、己二腈和己二胺等方面的发展，特别是下游精细化工新品的不断开发与应用，世界的丙烯腈需求量也不断增加。
1995－2000年，世界丙烯腈年均增长率约为4%。
生产能力从4750kt/a增至5800kt/a，产量由4330kt/a增至5050kt/a[1]。
表1-3 2000年世界丙烯腈生产能力 kt/a国家与地区生产能力占世界产能比例国家与地区生产能力占世界产能比例美国 1892 32.4% 中国大陆 408 7.0%日本 768 13.1% 中国台湾 380 6.5%德国 440 7.5% 韩国 370 6.3%意大利 280 3.3% 印度30 0.5%西班牙115 2.0% 巴西90 1.5%英国 280 4.8% 墨西哥 165 2.8%俄罗斯 240 4.1% 南非75 1.3%罗马尼亚80 1.4% 土尔其90 1.5%保加利亚45 0.7% 合计 5843表1-3反映出全球丙烯腈的生产与消费主要集中在美国、西欧、日本等工业发达国家与地区，他们生产能力约占全球生产能力的66.2%。
全球主要生产商：美国BP、Sterling、Monsanto、Solutia、American Cyanamid公司，和日本旭化成、三菱化成、三井化学、日东化学、昭和电工、住友化学公司，德国Erdoelchenie、BASF、PCK公司，意大利EniChem公司，荷兰的DSM公司，西班牙Repsol公司。
2000年全球丙烯腈消费结构为腈纶占54.5%，ABS/AS占25%，丁腈橡胶与胶乳占5%，其他占15.5%。
预计2000～2005年全球还将建设5～6套丙烯腈装置，将新增生产能力约1100kt/a。
1.2.2 国内生产情况 自20世纪80年代以来,我国丙烯腈工业发展较快，从国外引进8套装置，全部采用美国BP公司技术，目前总生产能力约为410kt/a。
目前,我国主要生产厂家及生产能力见表1-4。
表1-4 我国丙烯腈主要生产厂商与生产能力 kt/a生产厂商 生产能力 备注上海石化股份有限公司50 实际可达70大庆石化总厂60大庆油田聚合厂60齐鲁石化公司丙烯腈厂40兰州石化公司石化厂32抚顺石化公司腈纶厂50 计划扩展到70吉林石化公司化肥厂66 计划扩展到100安庆石化公司腈纶厂50合计 408近十年来我国丙烯腈飞速发展，1988年产量仅为80.5kt，2000年国内产量约为400kt，年均增长率约为14.3%。
尽管我国丙烯腈新装置不断建设，产量逐年增加，但是仍不能满足国内下游产品快速发展的需求。
目前，丙烯腈在国内市场呈现供不应求的状况，每年需大量进口来满足国内市场供应，且进口量呈逐年上升趋势，1997～2000年我国丙烯腈进口量分别为40，99，158，153kt。
1.3丙烯腈生产方法1.3.1丙烯氨氧化法 目前,全球95%以上的丙烯腈生产都采用美国BP公司(现为BP-AMOCO公司)开创并发展的丙烯氨氧化法技术（又称sohio法），该技术以丙烯和氨气为原料，通过氧化生产丙烯腈，副产乙腈和氢氰酸。
该法原料易得、工序简单、操作稳定、产品精制方便，经过近40年的发展，技术日趋成熟。
目前主要技术改进集中在催化剂、流化床反应器以及节能降耗等方面。
1.3.2 丙烷氨氧化法 以美国BP公司、日本三菱化成公司为代表的主要丙烯腈生产商开始了以丙烷为原料的生产丙烯腈的技术开发工作。
该技术主要合成工艺有两种:一是BP公司开发的丙烷直接氨氧化法，在特定的催化剂下，以纯氧为氧化剂，同时进行丙烷氧化脱氢和丙烯氨氧化法反应；二是BOC与三菱化成公司开发的独特循环工艺，主要是丙烷氧化脱氢后生成丙烯，然后再以常规氨氧化法生产丙烯腈，其主要特点是采用选择性烃的吸附分离体系的循环工艺，可将循环物流中的惰性气体和碳氧化物选择性除去，原料丙烷和丙烯100%回收，从而降低了生产成本。
尽管丙烷法较丙烯氨氧化法总投资高，但是由于丙烷价格（19.8美分/kg）比丙烯价格（39.6美分/kg）低一半，因此单从原料成本上看丙烷法比丙烯法更有前景，有关资料介绍丙烷法有望比丙烯氨氧化法降低30%的生产成本。
尽管目前尚处于研究阶段，开发高效的催化剂是关键，但是由于丙烷价格低廉、容易得到，不久的将来丙烷氨氧化法法可望工业化生产，前景乐观。
1.4 项目设计背景针对丙烯腈国内外供不应求的市场、石油涨价、丙烯紧缺的原料状况，本小组积极参与丙烯腈的技术开发，通过综述丙烷氨氧化法的最新技术信息，提出了本项目的设计方案。
1.5 设计目标1.5.1设计规模：100000吨丙烯腈/年，按照300天开工计算，即7200小时，丙烯腈产品流量13888.89Kg/hr,即261.56Kmol/h；1.5.2设计要求：丙烯腈产品纯度（质量）≥99.5%。
1.6 设计任务1.6.1 设计依据；参考国内外丙烯腈生产的最新技术，特别是催化剂设计的最新技术，对丙烷氨氧化法的工艺过程进行设计。
当前，合成丙烯腈（纯度≥99.5wt%）及其主要原料当前国内外价格：丙烯腈：81.57美元/kg；丙烯：39.6美分/kg；丙烷：19.8美分/kg；氨：19.1美分/kg。
1.6.2 设计任务；按年产100KT丙烯腈的生产规模，对丙烷氨氧化法生产丙烯腈的流程进行概念设计。
具体任务是：1）以丙烷、氨为原料，以空气中的氧为氧化剂，采用最新的高效催化剂，设计丙烷直接进行氨氧化制备丙烯腈的工艺流程；2）对分离系统结构加以调整和改进，精简结构，优化工艺，提高效率；3）用ASPEN-PLUS软件对流程进行全程模拟和优化主要操作单元工艺参数；4）与丙烯氨氧化法进行比较，分析丙烷氨氧化法的经济可行性。