1万吨腈纶聚合釜设计说明书

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1万吨腈纶聚合釜设计说明书

安徽理工大学课程设计说明书题目：年产1万吨腈纶聚合釜设计说明书院系：材料科学与工程学院专业班级：高分子材料与工程09级1班学号：2009300340学生姓名：陈志冲指导老师：于秀华王艳丽高俊珊2012年12月28日安徽理工大学课程设计（论文）成绩评定表安徽理工大学课程设计（论文）任务书材料科学与工程学院高分子材料教研室年产1万吨腈纶聚合反应釜的设计摘要丙烯腈（C3H3N)是聚合聚丙腈的单体，在实验室中，我们通常是用来作为一种纤维来研究。

这种纤维即腈纶，是由聚丙烯腈纺制的纤维或丙烯腈含量占85%以上的共聚物纺制而成。

由于腈纶有的性质和适应性，成为当今世界轻纺工业的重要原料，而受到消费者和企业家的青睐。

目前国内工业化的腈纶通过共聚第二单体如丙烯酸甲酯（MA）或醋酸乙烯酯(VAc)水相沉淀聚合聚丙烯腈。

聚丙烯腈纤维的研发具有很重要的意义，包括对新成纤工艺研究和聚丙烯腈纤维的新品种，如阻燃性聚丙烯腈纤维，高收缩性聚丙烯腈纤维等高性能的产品。

如果能够合成出来的话，这必将是化工行业的新血液和动力，推动我们经济的发展。

关键字：纤维，丙烯腈，第二单体，水相沉淀聚合目录摘要 01绪论 (1)1.1腈纶的发展概况 (1)1.2腈纶的现状研究........................................................... 2腈纶的合成工艺. (1)2.1腈纶的聚合方法 (1)2.1.1 自由基共聚合 (2)2.1.2水相沉淀聚合 (2)3 聚丙烯腈物料的选择 (2)3.1 单体的选择 (2)3.2 引发剂体系的选择 (2)3.3 其他原料选择 (3)3.4 原料进料处理及配比选择 (3)3.4.1 进料处理 (3)3.4.2 原料的配比用量 (4)3.5聚合工艺的影响因素 (4)3.5.1聚合温度 (5)3.5,2聚合时间 (5)3.5.3聚合转化率 (5)3.5.4损失率的分配 (5)3.5.5反应操作周期的分配 (5)3.5.6工作压力的选择 (5)3.5.7聚合釜材料选择 (5)4 反应釜设计计算 (6)4.1聚合釜物料衡算 (6)4.1.1计算条件 (6)4.1.2物料计算 (6)4.2聚合釜的计算 (7)4.2.1聚合釜体积计算 (7)4.2.2物料进出口管径 (9)4.2.3传热装置的设计 (9)4.2.4搅拌装置设计 (10)4.2.5物料挡板设计 (11)4.2.6入孔及支座设计 (12)4.2.7法兰的选用 (12)4.2.8设计结果 (12)总结 (14)参考文献 (15)1 绪论1.1腈纶的发展概况聚丙烯腈(PAN)纤维是由以丙烯脯(AN)为主要链结构单元的聚合物纺制的纤维。

聚合釜讲解

2.搅拌装置的设计搅拌装置的设计
六平叶片涡轮式搅拌器：轮径D/T=1/3，D=600mm 叶轮距器底高度Hj=D，Hj=600mm 叶片宽度W=1/5D，W=120mm 叶片长度L=1/4D，L=150mm 液深H/T=1.49/1.8=0.828 无挡板叶轮转速
N=
u 6 .5 = = 3.5 r s = 210 r min πD 3.14 × 0.6
4.传热面积的校核传热面积的校核
叶轮雷诺数
D 2 Nρ 0.6 2 × 3.5 × 860 Re = = = 21.7 µ 50
搅拌器功率
Ps = N p ρN 3 D 5 = 5 × 860 × 3.53 × 0.65 = 1.43 × 10 4 W = 14.3kW
P = 电机 Ps + Pm 14.3 + 0.1 × 14.3 = = 18.5kW η 0.85
电机功率
3.1热量衡算热量衡算
过程的热效应Q3的计算过程的热效应的计算
1000 × 30493.6 × (0.646 − 0.45) Q3 = Qr + Q p = × 75.2 = 4.32 × 10 6 kJ 104
计算离开设备物料带走的热量Q4 计算离开设备物料带走的热量
Q4 = ∑ Gi C pi (t − to ) = 34510.8 × 2.05 × (160 − 140) = 1.42 × 106 kJ
1.聚合方法：少量溶剂的溶液聚合法 2.聚合温度：160℃ 3.聚合设备：间歇釜 4.搅拌装置：涡轮式搅拌器 5.传热设备：夹套
设计流程
釜体物料衡算 ↓ 体积流量VD ↓ 反应釜尺寸
搅拌装置功率准数Np ↓ 搅拌器功率 ↓ 电机功率

反应釜设计说明书

反应釜设计说明书已知：反应釜装料量体积 9434.0060L反应温度 25-80℃反应压力1MPa一、反应釜体积的确定装料体积 V。

=9434.0060L反应釜容积 V装料系数η取值范围 0.7-0.9根据公式 V=ηV。

取反应釜容积 V=12000L二、反应釜高经比的确定高经比确定因素1.高经比越大，夹套传热面积增大，导热率上升2.高经比越小，搅拌器功率相对增大（搅拌器功率与桨叶半径的5次方成正比）3.若反应为发酵反应，则反应速率与空气接触面积正相关考虑本反应为非发酵反应第三条不予考虑综合1，2条并参照标准反应釜选用表，取H=3650mm，D=2200mm三、搅拌功率的确定搅拌功率P=NpρN3d51.其中Np为雷诺系数，根据反应器类型查雷诺曲线图可得Np=5.032. N为反应釜转速，转速可取60-100r/min，即1-1.67r/s3.d为桨叶半径，根据经验，桨叶半径与釜内径之比在0.2至0.5之间，以0.33居多。

考虑制作方便，取桨叶半径为800mm。

4. ρ本反应为分步反应，可看出各阶段反应液密度大致为1000g/L 4. 带入以上数据，可得反应釜搅拌功率为1.6-2.6kW四、电动机额定功率的确定公式PN=(P ′+Ps)/ η式中 PN 为电动机额定功率P ′为搅拌功率，1.6-2.6kWPs 为轴封装置的摩擦损失功率，本装置取0.5kW （最低0.386 kW ） η为传动装置的机械效率，本装置取0.9 根据以上数据可得电动机额定功率为3.4 4kW五、釜壁厚的确定 1. 圆筒壳壁壁厚确定最小壁厚计算公式P PD t i-=φδδ][2式中：t ][δ——钢材在设计温度下的许用应力。

设计时，计算圆筒壁厚使用。

本次计算取用材料抗拉强度下限值为110MPa ，即δb ＝110MPa 。

φ——焊缝系数，设计制造时为1。

Di ——设备圆筒内径，该设备2200mm 。

δ——圆筒最小壁厚。

聚合釜技术要求-大庆石化-中国石油

中国石油大庆石化公司腈纶装置聚合釜询价技术文件大庆石化公司腈纶厂2015年 7月 31日会签表一、工况条件1、最高工作压力：0.1MPa。

2、工作温度：60℃夹套:冷冻盐水为-9℃，加热蒸汽为最高170℃。

3、釜内介质：丙烯腈、醋酸乙烯酯、SMAS（甲基丙烯磺酸钠）、βME、氧化剂（氯酸钠、硫酸铜）、还原剂（硝酸钠、硫亚酸氢钠、氢氧化钠）。

4、夹套介质：水蒸气、冷冻盐水5、需现场进行测绘。

二、执行标准1、本设备按JB/T4734-2002 《铝制焊接容器》（原设计JIS B8243）设计、制造、检验验收；2、材料化学检验按GB/T3190--2008《变形铝及铝合金化学成分》(原设计JIS H4000 1982)执行；3、材料性能验收按GB/T3880-2006《工业用铝板、带材》执行；4、焊丝成分和性能验收按GB/T10858-2008《铝及铝合金焊丝》执行；焊接接头及型式按《铝制焊接容器设计技术规定》CD130A7-85附录C5、化学成分检验按GB/T20975 《铝及铝合金化学成分分析方法》执行；6、焊接工艺评定按JB4708《容器焊接工艺评定》执行；7、X射线探伤及超声波检测按JB4730《压力容器无损检测》执行；三、设备基本参数及技术要求1、聚合釜规格内径：1500mm；长（高）：4728mm；筒体壁厚38mm；外带冷却夹套（夹套内带导流板）。

容积：7.5m3 结构形式：单层（带夹套）。

2、技术要求1、设计压力：釜（顶部）0.35MPa•G 夹套0.11（0.35） MPa2、设计温度：釜-10～121℃夹套-10～121℃。

3、工作条件： PH 1.9～2.8。

4、筒体内操作温度：60℃。

5、夹套操作温度：-9℃（开车时，用0.8MPa•G饱和蒸汽加热，饱和蒸汽温度为170℃左右）。

6、腐蚀余度：＜2mm/年。

（对应搅拌桨叶部位有电化学和磨蚀）7、夹套材质：LF2。

8、紧固件：与物料接触的316L 其余304。

腈纶工厂设计标准

腈纶工厂设计标准腈纶工厂作为一种重要的化纤生产工厂，对于其设计标准的合理性与符合性具有至关重要的意义。

合理的工厂设计能够提高生产效率，保障生产安全，降低环境污染。

因此，本文将对腈纶工厂设计标准进行详细的论述。

一、工厂总体布局设计腈纶工厂的总体布局应该根据生产工艺、设备安装和生产流程来合理规划。

通常情况下，腈纶工厂的总体布局包括原料区、生产区、辅助区和综合区四个主要区域。

原料区应与原料仓库相连，方便原料的存储和运输；生产区设备应有序布置，便于操作流程和设备维护；辅助区应包括实验室、储气罐、水处理设施等；综合区则包括办公室、员工休息区等。

二、安全设施要求腈纶工厂设计中应充分考虑安全设施的设置和应急预案的制定。

对于生产过程中可能出现的危险源，例如火灾、泄漏等，应采取相应的安全措施，如设置防火墙、安装火灾报警系统、配备灭火设备等。

此外，应制定完善的应急预案，明确各种紧急情况的处理措施以确保生产安全。

三、设备选型与安装腈纶工厂的生产设备选型及安装应符合相关标准和规范。

设备选型需要考虑生产工艺要求、设备的性能指标、能耗控制等因素。

在设备安装方面，应符合相关的机械与电气安装工程标准，确保设备的正常运行和维护。

四、通风与环境保护腈纶工厂的通风设计需保证室内的空气质量和温度控制。

通风系统应根据生产车间的大小、气流流向以及化学品使用等因素进行布置，并采用可调节的风量控制系统以满足不同工艺和生产状态下的需求。

此外，对于废气和废水的处理也需要符合环保标准，采取相应的净化和处理措施，减少对环境的污染。

五、防静电措施腈纶工厂的设计中还需考虑静电的防护措施，防止静电对生产过程和操作人员的安全造成影响。

针对静电积聚和释放过程中可能出现的火灾、爆炸等危险情况，应采取合适的静电防护设施，如地线、静电接地装置等，确保安全操作。

六、消防安全腈纶工厂的设计中应设置消防设施，包括消防水源、喷淋系统、灭火器材等，以应对突发火灾事件。

此外，应设立合理的消防通道和疏散出口，确保人员在紧急情况下能够迅速疏散。

年产一万吨聚苯乙烯聚合工段工艺设计-

年产⼀万吨聚苯⼄烯聚合⼯段⼯艺设计-毕业设计题⽬：年产1万吨聚苯⼄烯聚合车间⼯艺设计学院：专业：姓名：学号：指导⽼师：完成时间：河南城建学院本科毕业设计设计说明设计说明本次设计主要是针对年产1万吨聚苯⼄烯聚合车间⼯艺的设计。

设计的内容主要包括绪论、聚苯⼄烯的聚合机理、聚合⼯艺介绍、物料衡算、反应釜的设计、热量衡算、⾃动控制等⼏部分。

本设计采⽤的是热引发本体聚合的⽣产⼯艺，在确定⼯艺流程的基础上对以下⼏部分进⾏了设计计算：物料衡算、反应釜的设计、热量衡算等。

本次设计年理论产值是⼀万吨经计算投料每⼩时需投⼊苯⼄烯1288.8kg，甲苯175.69kg，每⼩时⽣成的聚苯⼄烯计算后可知，年产量为1.08万吨。

符合设计的要求。

釜体容积14.33m3，釜体⾼度 3.18m。

共需反应热为24000000KJ。

关键词：热引发本体聚合聚苯⼄烯苯⼄烯预聚釜聚合釜Design DescriptionThis design is mainly aimed at the annual output of 10000 tons of polymerization polystyrene workshop process design. Design content mainly includes the introduction, polystyrene introduced the polymerization mechanism, polymerization process, material balance, the design of the reaction kettle, heat balance, automatic control and so on several parts. This design USES a thermal bulk polymerization production process, the technological process is determined on the basis of calculation in design of the following sections: the design of the material balance and the reaction kettle, heat balance, etc. The design theory of value is ten thousand tons of calculating charge per hour need for styrene 1288.8 kg, 175.69 kg, toluene per hour generated polystyrene after calculation, the annual output of 10800 tons. In line with the requirements of design. The kettle body volume of 14.33 m3, body height of 3.18 m. The total heat of reaction of 24000000 kJ..Keywords：Heat cause Bulk polymerization polystyrene styreneThe performed kettle Polymerization kettle⽬录设计说明 ........................................................................................................................... I DESIGN DESCRIPTION............................................................................................... I 前⾔ (1)第1章绪论 (1)1.1聚苯⼄烯简介 (1)1.2聚苯⼄烯的性能与应⽤ (1)1.2.1聚苯⼄烯的特性及⽤途 (1)1.2.2聚苯⼄烯的共混改性及⽤途 (1)1.2.3苯⼄烯系列共聚物 (3)1.3聚苯⼄烯的使⽤及⽣产近况 (5)1.4聚苯⼄烯的发展现状 (5)1.4.1聚苯⼄烯产量及消费量 (5)1.4.2聚苯⼄烯的消费结构及预测 (6)1.4.3聚苯⼄烯的主要⽣产⼚商 (6)1.4.4新产品开发 (7)1.4.5 ⽣产和发展的思考 (7)第2章聚苯⼄烯的聚合机理 (9)2.1聚合过程 (9)2.1.1 链引发 (9)2.1.2 链增长 (9)2.1.3 链终⽌ (9)2.1.4 链转移 (10)2.2聚合⼯艺 (10)2.2.1 预聚合 (10)2.2.2 聚合 (11)2.2.3 分离及聚合物后处理 (11)2.3聚合⼯艺流程图 (11)2.4聚合体系各组分及作⽤ (12)2.4.1单体苯⼄烯 (12)2.4.2 引发剂 (13)2.4.3 添加剂 (13)第3章聚合⼯艺介绍 (14)3.1聚合条件 (14)3.2聚合设备 (14)3.3预聚合釜的作⽤ (14)3.4主要⽣产⼯艺 (15)3.4.1 Dow化学公司 (16)3.4.2 FINA公司 (17)3.4.3 猎⼈化学公司/鲁姆斯#克利斯特公司 (19) 3.4.4 三井东压公司 (20)第4章物料衡算 (22)第5章反应釜的设计 (26)5.1反应周期的确定 (26)5.2反应釜的体积计算 (26)5.3反应釜的设计计算 (27)5.4搅拌装置的设计 (28)5.4.1搅拌器的尺⼨计算 (29)5.4.2搅拌器的转速和功率计算 (29)5.5电机的功率和减速机的选择 (31)5.5.1电机的功率 (31)5.5.2减速机的选择 (31)5.6泵的设计 (31)5.6.1管内流速的计算 (32)5.6.2直管阻⼒和局部阻⼒损失的计算 (32) 5.6.3确定泵轴功率 (32)5.6.4泵的选型 (33)5.6.5⼯艺管⼝的设计 (33)第6章热量衡算 (36)6.1热量衡算的内容及作⽤ (36)6.1.1为后续⼯艺设计提供依据 (36)6.1.2热量消耗的计算及能源的综合利⽤ (36)6.1.3为其他专业设计提供依据 (36)6.2传热设备的热量衡算 (36)6.3载热体的消耗量 (38)6.4总传热系数K的确定 (38)6.5夹套传热装置的设计 (38)6.7夹套⼏何尺⼨的计算 (41)6.7.1 夹套直径Dj的计算 (41)6.7.2 夹套⾼度Hj的计算 (42)第7章⾃动控制 (43)7.1控制⽅式 (43)7.2主要控制⽅案 (43)7.2.1 泵的控制 (43)7.2.2 反应器的⾃动控制 (43)第8章设计结果 (44)参考⽂献 (45)附录 (47)附表⼀、设计⼀览表 (47)附表⼆、主要符号说明 (47)致谢 (50)前⾔聚苯⼄烯（Polystyrene，缩写PS）是指由苯⼄烯单体经⾃由基加聚反应合成的聚合物[1]。

年产一万吨丙烯腈合成工段工艺设计

年产一万吨丙烯腈合成工段工艺设计目录一、概论及设计任务 (2)二、生产方案 (2)2.1 工艺技术方案及原理 (2)2.2 设备方案 (3)2.3 工程方案 (3)三、物料衡算和热量衡算 (3)3.1 生产工艺及物料流程 (3)3.2 小时生产能力 (5)3.3 物料衡算和热量衡算 (5)3.3.1 反应器的物料衡算和热量衡算 (5)3.3.2 废热锅炉的热量衡算 (7)3.3.3 空气饱和塔物料衡算和热量衡算 (8)3.3.4 氨中和塔物料衡算和热量衡算 (10)3.3.5 换热器物料衡算和热量衡算 (13)3.3.6 水吸收塔物料衡算和热量衡算 (15)3.3.7 空气水饱和塔釜液槽 (18)3.3.8 丙烯蒸发器热量衡算 (19)3.3.9 丙烯过热器热量衡算 (19)3.3.10 氨蒸发器热量衡算 (20)3.3.11 气氨过热器 (20)3.3.12 混合器 (20)3.3.13 空气加热器的热量衡算 (21)3.3.14 吸收水第一冷却器 (21)3.3.15 吸收水第二冷却器 (22)3.3.16 吸收水第三冷却器 (22)四、主要设备的工艺计算 (22)4.1 空气饱和塔 (22)4.2 水吸收塔 (24)4.3 合成反应器 (26)4.4 废热锅炉 (27)4.5 丙烯蒸发器 (29)4.6 循环冷却器 (30)4.7 吸收水第一冷却器 (31)4.8 吸收水第二冷却器 (32)4.9 吸收水第三冷却器 (33)4.10 氨蒸发器 (34)4.11 气氨过热器 (35)4.12 丙烯过热器 (35)4.13 空气加热器 (35)4.14 循环液泵 (36)4.15 空气压缩机 (36)4.16 中和液贮槽 (37)五、工艺设备一览表 (37)六、原料消耗综合表 (39)七、能量消耗综合表 (40)八、排出物综合表 (41)九、主要管道流速表 (41)十、环境保护和安全措施 (44)10.1丙烯腈生产中的废水和废气及废渣的处理 (44)10.2生产安全及防护措施 (45)1、概论及设计任务概论丙烯腈是重要的有机化工产品，在丙烯系列产品中居第二位，仅次于聚丙烯。

年产1万吨聚氯乙烯工艺设计说明书

摘要本文综述了PVC的生产方法，确定了电石乙炔法为本设计的工艺路线，悬浮聚合法为生产聚氯乙烯的聚合方法。

通过物料衡算、热量衡算和设备计算等确定了年产1万吨PVC 树脂的主要设备的设计参数，评述了本生产工艺的安全与环保，及技术经济。

根据设计结果，绘制了工艺流程图，车间平面布置图，和聚合釜装置图等。

通过本次设计，了解了化工工艺生产的各个环节和实施步骤，掌握了化工设计的基本程序和方法。

关键词：聚氯乙烯；生产工艺；悬浮聚合法；经济技术AbstractThis article provided an overview of polyvinyl chloride polymer production method and identified calcium carbide acetylene method for the design of the route, method for the production of polyvinyl chloride polymer polymerization by suspension polymerization method. Through calculation of material balance, energy accounting and equipment to determine an annual output of 10,000 tons of main design parameters of the equipment of polyvinyl chloride polymer resin. Meanwhile, it reviews the production safety and environmental protection and technical economy. According to design results, process flow diagram s, workshop floor plans, and polymerization reactor unit figures were drawn.As a result of this practice, we have a better understanding of chemical processes in the various segments of the production and implementation of steps to master the basic design of chemical processes and methods.Keywords: Polyvinyl chloride polymer; Process design; Suspension polymerization; Technical economy目录摘要 (I)Abstract (II)第一章文献综述 (1)1.1 聚氯乙烯的性质 (1)1.2 聚氯乙烯的主要用途 (2)1.3 聚氯乙烯工业的重要性 (3)1.4 国内外聚氯乙烯发展概况 (4)1.4.1 国外聚氯乙烯发展动态及趋势 (4)1.4.2 国内聚氯乙烯发展动态及趋势 (5)第二章设计方案论述 (6)2.1 VCM生产路线的选择 (6)2.1.1 电石法生产路线 (6)2.1.2 乙烯法生产路线 (7)2.1.3 两种生产路线的评价 (8)2.2 聚合方法选择 (9)2.2.1 本体聚合 (9)2.2.2 溶液聚合 (10)2.2.3 乳液聚合 (10)2.2.4 悬浮聚合 (10)2.2.5 四种聚合方法比较 (11)2.3 聚合机理 (11)2.3.1 自由基聚合机理 (11)2.3.2 链反应动力学原理 (12)2.3.3 成粒机理 (13)2.4 影响聚合产品质量的因素 (13)2.4.1 聚合工艺 (13)2.4.2 配方体系 (14)2.4.3 聚合反应的辅助时间 (15)2.5 防粘釜技术 (15)2.5.1 粘釜的形成原因 (15)2.5.2 聚合釜的防粘技术 (16)2.6 方案总述 (16)第三章工艺计算 (18)3.1 物料衡算 (18)3.1.1 原料用量计算 (18)3.1.2 各工段物料衡算 (20)3.2 热量衡算 (32)3.2.1 石墨冷却器 (32)3.2.2 转化器 (35)3.2.3 全凝器 (37)3.2.4 尾气冷凝器 (39)3.2.5 聚合阶段 (40)第四章设备的工艺计算与选型 (42)4.1 低沸塔设备计算 (42)4.1.1 塔板数的计算 (42)4.1.2 低沸塔的塔体工艺尺寸计算 (43)4.1.3 塔板主要工艺尺寸的计算 (44)4.1.4 筛板的流体力学验算 (46)4.1.5 塔板负荷性能图 (48)4.1.6 低沸塔再沸器选型 (51)4.2 高沸塔设备计算 (53)4.2.1 塔板数的计算 (53)4.2.2 高沸塔的塔体工艺尺寸计算 (54)4.2.3 塔板主要工艺尺寸的计算 (55)4.2.4 筛板的流体力学验算 (57)4.2.5 塔板负荷性能图 (59)4.2.6 高沸塔再沸器选型 (63)4.2.7 成品冷却器的选型 (64)4.3 聚合釜设计容积的计算 (65)4.3.1 聚合釜材质的选定 (65)4.3.2 聚合釜容积的确定 (65)4.3.3 聚合釜外形设计尺寸的设计 (66)4.3.4 内构件及搅拌轴封的设计 (68)4.4 设备工艺条件汇总 (72)第五章安全与环保 (73)5.1 工艺过程安全评述 (73)5.2 三废处理情况 (74)5.2.1 电石渣的处理 (74)5.2.2 电石渣上清液的处理 (74)5.2.3 热水的综合利用 (75)5.2.4 尾气的回收利用 (75)5.2.5 转化水洗塔水的回收利用 (75)第六章技术经济 (76)6.1 技术经济分析概述 (76)6.2 主要技术经济指标 (76)6.3 投资估算 (77)6.3.1 总投资费用估算 (77)6.3.2 成本估算 (77)6.3.3 收入、税收和利润 (80)6.3.4 经济评价 (81)总结 (82)参考文献 (83)致谢 (84)第一章文献综述1.1 聚氯乙烯的性质聚氯乙烯（polyvinylchloride，简称PVC）是氯乙烯单体（简称VCM）聚合而成的高分子化合物，它的结构式是：式中n表示平均聚合度。

腈纶生产线设计

腈纶生产线设计摘要：本文主要以硫氰酸钠溶液一步法湿法纺丝（短纤）为例，介绍了腈纶生产的一般原理和方法。

关键词：腈纶生产湿法纺丝生产设备一、腈纶简介腈纶，是聚丙烯腈纤维（Polyacry-lonitrile or acrylic）在我国的商品名，可以纯纺，也可与羊毛或其他纤维混纺。

除此之外，腈纶及改性腈纶还以其独特的优势作为高科技产品在工程领域得到应用。

腈纶的制造原理和方法基本上可概括为四个过程：高分子物的合成、纺丝熔体或纺丝溶液的制备、纤维的纺制、纤维的后加工。

下面我们主要介绍腈纶的溶液纺丝中的湿法。

二、腈纶的生产工艺（一）主要原料生产腈纶的主要原料有：第一单体丙烯腈（AN）、第二单体丙烯酸甲酯（MA）、第三单体衣康酸（MSA）、溶剂硫氰酸钠、引发剂偶氮二异丁腈（AIBN）、浅色剂二氧化硫脲（TUD）、分子量调节剂异丙醇（IPA）。

（二）聚合工艺流程概述整个聚合工艺过程主要分三部分：反应混合液的配制、聚合和脱单体、原液处理。

为了获得组成和性能稳定的纺丝溶液，在聚合之前必须对化工原料进行正确计量和均匀混合。

生产上利用溶剂硫氰酸钠匀温三种反应单体后，经计量，这三种单体及溶剂就可连续进入混合液调配槽。

分子量调节剂异丙醇须在混合液调配槽的出口处连续加入，和混合液一起进入试剂混合槽。

混含液由泵经进料温度控制器将料液温度调节好后，从聚合釜底部进料进行聚合；聚合反应完成后，聚合液从聚合釜上部出料，经过脱单体塔脱除未反应的单体；脱除单体后的聚合液进入原液混合贮槽进行混合均匀。

最后在脱泡塔内进行脱泡、通过原液冷却器调温、压滤机过滤，滤出原液中混入的机械杂质和胶块；过滤后的清净而无气泡的原液就可送去纺丝。

（三）纺丝工艺流程经处理合格的聚丙烯腈纺丝原液，由计量泵定量地供给烛形过滤器再次过滤，经喷丝头压入凝固浴槽中凝固成形；凝固浴为9～14%硫氰酸钠水溶液，浴温10℃左右；在凝固浴槽中，纤维的运行方向与硫氰酸钠溶液流动的方向一致（顺流）。

聚合釜的设计说明书

一物料衡算1 物料衡算的任务通过物料衡算确定聚合釜的个数、体积、每釜投料量及各工序进出物料量。

为设备计算、选型和热量衡算提供依据。

3 衡算的依据1 设计生产规模年产AS树脂7000吨2 设计生产时间 8000小时/年3 生产周期 8小时4 单体（苯乙烯和丙烯腈）转化率转化率为96%4 收集的数据1苯乙烯密度 0.9060g/cm3（25℃）2 丙烯腈密度0.8060g/cm3(25℃)3水的密度 0.9982g/cm3（25℃）4参考配方5 衡算基准以一釜物料为衡算对象，以釜中生成的树脂为衡算基准。

单位为kg/釜。

6总收率及损失分配根据生产统计数字，树脂总收率取为94%，树脂总损失为6%。

各工序损失分配如下（以釜内生成的树脂为准）：聚合部分 2%洗涤部分 1%离心部分 1%干燥部分 1%包装部分 1%7 聚合釜投料量聚合过程中物料体积变化不大，因此以25℃时的物料体积为依据来计算釜内物料体积。

初步选取24m3聚合釜，聚合釜装料系数取为0.8。

则聚合釜有效体积为19.2m3 聚合釜投料量根据参考配方按比例计算。

计算过程略。

8 聚合部分物料衡算由于产品中引发剂，稳定剂及链转移剂的量很少，所以在产品中将其忽略不计，并假设所有助剂都被洗涤水带走。

苯乙烯量： 6.92×906.0=6269.52 Kg丙烯腈 3.30×806.6=2659.80 Kg软水量： 8.92×998.2=8904 Kg 生成AS树脂量：（6269.2＋2659.80）×96%=8572 Kg损失AS树脂量： 8572.15×2%=171.4 Kg未反应单体（苯乙烯及丙烯腈）量：（6269.52＋2659.80）－8572=357.32 Kg进入下一工序的AS树脂量： 8572－171.4=8401 Kg9 洗涤部分拟选用2个16m3 洗涤釜。

每釜用2000Kg水洗涤，洗涤后湿物料中含水20%。

年产1万吨丙烯腈合成工段的设计

年产1万吨丙烯腈合成工段的设计年产1万吨丙烯腈合成工段的设计学校：学院：化学工程学院学生姓名：专业：化学工程与工艺完成时间：摘要丙烯腈是石油化学工业的重要产品是合成聚丙烯腈纤维丁腈橡胶和合成塑料的重要单体。

本文采用的是原料来源丰富、操作简单的丙烯氨氧化法生产丙烯腈。

通过对从原料的处理到丙烯腈的合成工段的主要单元进行物料和热量衡算对空气加热器、丙烯蒸发器、氨蒸发器的工艺计算算出了部分设备的换热面积完成了对丙烯腈合成工段的初步设计。

关键词丙烯腈；丙烯氨氧化法；生产；设计ABSTRACT Acrylonitrile is an important product for the petrochemical industry, synthetic acrylic fiber, acrylonitrile-butadiene rubber and synthetic plastics important monomers. This article is a rich source of raw materials, production of ammonia oxidation of propylene nitride. From raw materials handling to the synthesis of acrylonitrile unit＇s main unit for material and energy balance, air heaters, propyleneevaporator, ammonia evaporator process calculation, worked out some of the equipment of the heat transfer area, pleted the preliminary design of the raw material process. Key words acrylonitrile; propylene ammonia oxidation；production；design 目录 1 丙烯腈的概论 1 1.1 丙烯系产品的生产 1 1.2 丙烯氨氧化生产丙烯腈 2 1.2.1 丙烯腈的性质和用途 2 1.2.2 丙烯腈的生产方法 3 1.2.3 反应原理 3 1.2.4 操作条件 4 1.2.5 工艺流程 6 1.2.6 典型设备－流化床反应器8 2 总体方案工艺设计 9 2.1 设计任务 9 2.2 流程确定10 3 工艺设计计算 12 3.1 物料衡算与热量衡算 123.1.1 反应器的物料衡算和热量衡算 12 3.1.2 废热锅炉的物料衡算和热量衡算 15 3.1.3 空气饱和塔物料衡算和热量衡算 16 3.1.4 氨中和塔物料衡算和热量衡算 18 3.1.5 换热器物料衡算和热量衡算 21 3.1.6 水吸收塔物料衡算和热量衡算 22 3.1.7 空气水饱和塔釜液槽 24 3.1.8 丙烯蒸发器热量衡算 25 3.1.9 丙烯过滤器热量衡算 25 3.1.10 氨蒸发器热量衡算 26 3.1.11 气氨过热器 26 3.1.12 混合器 26 3.1.13 空气加热器的热量衡算 27 3.2 主要设备的工艺计算 28 3.2.1 流化床合成反应器 28 3.2.2 空气饱和塔 29 3.2.3 丙烯蒸发器 32 4 车间布置设计 344.1 厂房建筑 34 4.2 生产操作 34 4.3 设备装修 34 4.4 安全要求 35 4.5 车间布置说明 35 5 环境保护和安全措施要求 36 5.1 丙烯腈生产中的三废处理 36 5.2 生产安全及防护措施 36 6 结论 38 参考文献 39 致谢 40 附录41 1 丙烯腈的概论丙烯腈是一种无色、易燃易爆有刺激性臭味的液体能自聚在常温、常压下呈黄色。

腈纶聚合釜搅拌系统设计改进

１改造原液压泵安装支架，配液压泵电动机，）选安装
新液压泵。
２改造原油管胀接接头为螺纹活接头，保接头连）确
接可靠。
其价格只有同类型进口离心机的１４右，／左使用国产离
心机可大大节约硫铵生产的成本。
３针对油脏，）清理油箱，原管道液压系统在出口安装
４．减速机５．聚合釜体６．搅拌装置
大，搅拌电流达到１６Ａ，２减速机轴承发热超标，７达４℃
左右。上述问题致使该搅拌装置无法正常投用，如不及时解决，将导致整个腈纶生产线将无法如期开车。
作为首选方案。（）３通过调整输出轴支承点距离的方法（Ｊ、值，ｄｎ、法）该方法是英国科学家Ｎ哈恩贝等在前些年通过试．
二、存在的问题
在装置建成的开工调试阶段，现该釜搅拌装置输发出转速超出了工艺要求，在重新设计更换齿轮，调整了减
备，也是聚合装置的主要设备之一，釜技术特点是生产该能力大，单体转化率高，连续化自动化程度高，生产容易控制。该装置目前共有聚合釜４，台单釜产能５天，５／它Ｌ是一种纯铝质立式带搅拌装置的反应釜，纯铝结构，材质
图１。）
Байду номын сангаас
中石化安庆石化分公司腈纶部是专业生产腈纶纤维产品的装置，中聚合装置是腈纶纤维生产的重要组成其部分，它是将丙烯腈、酸乙烯、醋甲基丙烯磺酸钠加以共聚生产聚丙烯腈，然后交给下游装置制成纺丝原液，生产

物料衡算

4反应釜设计计算本课程设计的任务是年产1万吨腈纶聚合釜设计，采用二步法间歇水相沉淀聚合，以丙烯腈、醋酸乙烯酯、甲基丙烯磺酸钠为单体进行共聚。

课程设计的主要内容是聚合釜的设计，所以在下面的物料衡算中主要计算与聚合釜有关的物料，其他的不作说明。

根据上文中原料的选择与配比可以有如下条件：(1)聚合温度45℃，聚合时间1h ，反应操作周期t τ＝2h ，单釜聚合转化率82%，总转化率为97%，聚合pH 值为2.0±0.2。

(2)聚合反应配方，三种单体的进料比 AN:VAc:MAS = 90:9:1 ,总单体浓度为33%，表4-1列出了其他原料与总单体的进料比值。

4-1其他原料加入量原料名称用量(相对总单体量) 原料名称用量(相对总单体量) NaClO 3 0.5%NaNO 3 0.9% CuSO 4·5H 2O 0.001%β－ME 0.43% NaHSO 3 2.0%4.1聚合釜物料衡算4.1.1计算条件因为是间歇操作过程，所以基准为“批”，计算基准为kg ·B 1-。

本课程设计的聚合釜的年产量是1万吨，年工作时数为7200小时，而丙烯腈三元共聚的反应操作周期t τ=2h ，这样一年就要生产的批次N ( N= 7200／2=3600)。

丙烯腈聚合过程以及后处理中损失的丙烯腈3%，而丙烯腈单釜的转化率只有82%(未聚合的单体经过脱单体塔后经过在处理又循环使用，回到聚合釜中)。

4.1.2物料计算丙烯腈聚合过程以及后处理中损失量为3%，而聚合釜单釜的转化率只有82%由此可以算出每批投入的总单体量(三种单体)。

每批投入的总单体量:13kg 1049.3360082.097.010*******m -B ⋅⨯=⨯⨯⨯=总单体第二单体醋酸乙烯酯V Ac 、第三单体甲基丙烯磺酸钠MAS 的投料量可以根据其与丙腈的进料比确定，AN:VAc:MAS ＝90:9:1。

每批V Ac 投料量VAc m ＝m 体总单×9% ＝314.31kg·B 1-每批MAS 投料量MAS m ＝m 体总单×1% ＝34.92kg·B 1-每批投入总单体量m A N ＝m 体总单×90%＝ 3143.1kg·B 1-其他原料的投料量可以根据NaClO 3、NaHSO 3、CuSO 4·5H 2O 、NaNO 3、β－ME 与总单体的比值确定。

腈纶废水处理工程设计

腈纶废水处理工程设计腈纶废水处理工程设计一、基础资料某大型油田化工总厂因丙烯腈工程的扩建和3万吨腈纶工程的新建将产生350m3/h含氰污水。

污水水量和水质情况：表9－2 腈纶废水水质序号项目丙烯腈装置腈纶装置聚合溶剂回收纺丝1 流量(m3/h) 125 70 55 1002 pH值 6.81 4-5 6-12 6-83 BOD5( mg/l) 480 1033 180 114 CODcr( mg/l) 1500 3030 240 555 总碳(TOC)( mg/l) 683 180 706 总悬浮物(TSS)( mg/l) 120 343 36 117 总氮(TN)( mg/l) 0 250 120 208 氨氮(NH3-N)( mg/l) 150 0 0 09 硫氰酸钠(NaSCN)( mg/l) 40 360 4010 丙烯腈(ACN)( mg/l) 356 0 011 低聚物(bSPN)( mg/l) 200 36 2012 氰化物(Cyanide)( mg/l) 5 3 0.6 0.113 硫化物(SulpHate)( mg/l) 1365 90 11814 氯化物(Chloride)( mg/l) 899 30 1415 温度(℃)常温35-40 35-40 35-40二、设计原则和工艺流程确定1 污水处理工艺的确定(1)处理要求表9－3 腈纶废水主要污染物去除效果分析污染物种类进水*（ mg/L）出水（ mg/L）去除量（ mg/L）去除率（％）CODcr1323 100 1223 92.4BOD5449 50 399 88.9NH3－N**138 25 113 81.9氰化物 2.6 0.5 2.1 80.8硫化物76 1.0 75 98.7所以在处理工艺的选择上有较高的要求。

(2)工艺选择及其依据根据含氰污水的水质特性及其具有较高的浓度冲击和毒性冲击的特点。

通过对其他同类型污水处理工程的类比分析，对该污水处理工程的工艺简述如下。

万吨丙烯腈生产概念设计

CH2＝CHCN＋Na2SO3＋H2O→NaO3S－CH2—CHCN＋NaOH
第二部分项目设计背景
1、丙烯腈应用广泛
在合成纤维、树脂、胶粘剂等领域有着广泛的应用。主要用于生产腈纶纤维，世界上其所占比例约为55%。我国用于生产腈纶的丙烯腈占80%以上。
其次是用于ABS/AS塑料。丙烯腈还可用来生产医药、高分子絮凝剂、纤维改性剂、纸张增强剂等。
(3)利用萃取塔或乙腈解析塔塔釜排除的循环水热量； (4）降低反应器出口的氨含量，避免较难处理的硫铵废水问题； (5)未反应氨回收再循环使用工艺，用磷酸氢二氨代替了稀硫酸，资源利用
率高；
反应器的改进
反应： C3H8+NH3+2O2 → C3H3N+4H2O C3H8+0.5O2 →C3H6+H2O C3H6+2O2+2NH3 →C2H3N+HCN+4H2O C3H3N+2O2 →HCN+CO+CO2+H2O C3H8+4O2 →2CO+CO2+4H2O
——分析丙烷氨氧化法的经济可行性。
第四部分设计内容
1、反应过程 2、分离过程 3、精制过程
丙烯腈的生产原理
丙烯腈生产方法
丙烯氨氧化法
丙烷氨氧化法
C3H6+NH3+1.5O2 → C3H3N+3H2O
C3H8+NH3+2O2 → 3C3H3N+4H2O
原料价格
丙烷：0.083美元/磅丙烯：0.2756美元/磅氨：0.085美元/磅氧气：工业级（99.99%）0.072美元/磅氦：工业级（99.95%）219.00美元/磅氮气：（99.95%）0.248美元/磅丙烯的价格是丙烷的3-6倍。该项目要求根据甲

年产1万吨顺丁橡胶生产工艺设计

目录1.工艺设计基础1.1 设计任务1.2 原辅材料性质及技术规格1.3 产品的性质及技术规格1.4 危险性物料的主要物性1.5 原辅材料的消耗定额2.工艺说明2.1生产方法、工艺技术路线及工艺特点2.1.1 生产方法2.1.2 工艺技术路线的确定2.2生产流程简述3.工艺计算与主要设备选型3.1 物料衡算3.1.1 计算的基准数据3.1.2 计算基准3.1.3 各单元物料衡算3.2热量衡算3.2.1 计算的基准数据3.2.2 物料衡算3.3 聚合釜的计算及选型4 聚合工段的操作控制5.附图：带控制点的工艺流程图（PID）1.工艺设计基础1.1 设计任务该车间设计生产规模为年产10000t顺丁橡胶。

主要原料：单体——丁二烯；溶剂——溶剂油；引发剂——环烷酸镍、三异丁基铝、三氟化硼乙醚络合物；终止剂——乙醇；防老剂——2.6-二叔丁基对甲苯酚（简称2.6.4）。

其生产原理采用溶液聚合的方法，使丁二烯、溶剂、引发剂等在连续釜式反应器中进行配位聚合，制得粘稠胶液，再通过水蒸汽凝聚、洗胶、干燥、压块等过程获得最终产品——顺丁橡胶。

1.2 原辅材料性质及技术规格生产顺丁橡胶的主要原料：单体：丁二烯；溶剂：溶剂油；引发剂：环烷酸镍、三异丁基铝、三氟化硼·乙醚络合物；终止剂：乙醇；防老剂：2.6-二叔丁基-4-甲基苯酚(简称2.6.4)。

其化学名称、分子式、结构式、物理化学性质、来源( 原料路线确定)、用途等可以查阅《有机化工原料手册》《有机化工原料中间体便览》《有机化学》及有关资料等获得。

设计时采用的各种原料质量指标如下：⑴丁二烯纯度：≥99％；丁烯：<1％；水值：<；醛酮总量：；二聚物：<；乙腈：检不出。

⑵溶剂油(C6油)组分： 2.1%、57.8%、40.1%；馏程：60～90℃；碘值：<；水值：<。

⑶烷酸镍镍含量：>7～8％；水份：<0.1％；不皂化物：无⑷异丁基铝外观浅黄透明；无悬浮物；活性铝含量：≥50％。

腈纶聚合釜内的流体状态分析及优化

腈纶聚合釜内的流体状态分析及优化李加河【摘要】The power source of the polymerizer’s agitation equipment is the motor located above, which is connected to the output shaft through speed reducer, and drives the impeller that is fixed to the shaft to rotate. By observation of material flow status in the polymerizer, analysis was made to the factors influencing polymerization reaction conversion rate. By controlling the agitation rotation, feeding direction in the polymerizer was changed and process optimization was realized.%聚合釜的搅拌装置的动力源是置于上方的电动机，其通过减速机和输出轴相连，带动固定在轴上的叶轮进行旋转。

通过观察聚合釜内的物料流动状态，对影响聚合反应转化率的因素进行了分析，通过控制搅拌转速、改变聚合釜内进料方向实现了工艺优化。

【期刊名称】《炼油与化工》【年(卷),期】2016(027)006【总页数】2页(P28-29)【关键词】聚合釜;剪切力;湍流;转速【作者】李加河【作者单位】大庆石化公司腈纶厂，黑龙江大庆163714【正文语种】中文【中图分类】TQ340.5某石化公司腈纶生产采取的工艺是腈纶二步法技术，来源于美国的CYTEC公司，同国内的生产方法相比较为先进。

其生产过程中的主要单体是丙烯腈和醋酸乙烯酯，其对原料丙烯腈的纯度要求较高，各种杂质的总含量应低于0.005%，原料的粒子结构和平均分子量构成等指标，对后续的产品和工艺有着关键的影响；聚合的第二单体在改进前采用过丙烯酸甲酯，也可以采用甲基丙烯酸甲酯。

聚合釜设计参考示例

1概述（现状、应用: ……；工艺配方：……；性能指标：……；主要原料及主要特性参数：……） 2生产工艺流程【工艺路线的选择……；工艺流程图(详见工艺流程图)；工艺流程叙述……(生产操作过程、各控制参数、操作时间等) 】 3生产控制及三废处理各岗位生产控制（3.1.1各岗位控制条件；3.1.2……）三废处理（3.2.1废水及废液；3.2.2废渣；3.2.3废气） 4设备选型原则4.1主要设备的选型原则（反应釜的选型原则、搅拌器的选型原则）4.2辅助设备选型原则（泵的选型原则、各辅助设备（具体选型见后面章节）） 5物料衡算物料衡算的任务衡算依据及收集的数据衡算基准：（日产量，每釜日产能力及釜个数）反应釜每批投料量其它物料（水、汽等等） 6釜设计6.1设计任务选择釜及夹套材料，确定聚合釜和夹套的几何尺寸，并对聚合釜及夹套进行强度计算。

6.2设计依据 ……6.3釜几何尺寸的确定选定罐体高/径比i= （1.1～1.3）由估算公式：3iV4D π≅计算结果，例如：初步选取公称直径为Dg2600的筒体，封头选取Dg2600的标准椭圆封头。

查表得封头的尺寸如下：曲边高度h 1=650mm ，直边高度h 2=50mm 内表面积F h =7.6545m 2 ，容积V h =2.5131m 3 查表得Dg2000的筒体的有关数据如下：一米高容积V 1=5.309m 3 ；一米高内表面积F 1=8.17m 2 则筒体高度计算为：H=（V －V 封）/V 1=（20-2.5131）÷5.309=3.29 m 按材料规格求整为： H=3.2 m 长径比 H/D=3200÷2600=1.23，釜的实际体积为：V 实际 = HV 1+V 封 = 3.2×5.309+2.5131 =19.50m 3 釜的实际装料系数为： η实际=V 物/V 实际=15.98÷19.50=0.82由此可见，聚合釜的尺寸合理。