化工毕业设计产6万吨丙烯腈合成工段的初步设计说明
丙烯腈合成工艺设计毕业设计
有关“丙烯腈合成工艺设计”的毕业设计
有关“丙烯腈合成工艺设计”的毕业设计如下：
1.前期准备：了解丙烯腈的性质、应用以及国内外市场情况，收集相关文献资料，明确设
计任务和要求。
2.工艺路线选择：根据丙烯腈的生产原理和方法，选择适合的生产工艺路线。
比如，你可
以选择以丙烯为原料，通过氨氧化法生产丙烯腈的工艺路线。
3.工艺流程设计：在选定工艺路线的基础上，设计详细的工艺流程。
包括原料的预处理、
反应条件控制、产品的后处理等各个环节。
同时，需要确定主要设备和操作参数。
4.设备选型与设计：根据工艺流程的需求，选型和设计相关的设备，如反应器、分离器、
换热器等。
设备的选型和设计需要满足生产工艺的要求，同时要考虑设备的可靠性、经济性等因素。
5.控制系统设计：设计自动控制系统，实现对生产过程的自动监测和控制。
包括温度、压
力、流量等关键参数的自动控制和调节，确保生产过程的稳定和产品质量。
6.安全与环保设计：考虑生产过程中的安全和环保问题。
比如，针对可能的危险因素制定
相应的安全防范措施，确保生产过程的安全；同时，要考虑废气的处理、废水的处理等环保问题，确保生产过程符合环保要求。
7.经济性分析：对整个生产过程进行经济性分析，包括原料成本、设备投资、运行费用等
方面的计算和分析。
通过经济性分析，评估生产过程的经济效益和可行性。
8.编写毕业设计报告：在完成上述各项任务后，编写详细的毕业设计报告。
报告应包括引
言、工艺设计、设备选型与设计、控制系统设计、安全与环保设计、经济性分析、结论等部分。
丙烯腈合成工段的工艺设计
丙烯腈合成工段的工艺设计丙烯腈（Acrylonitrile）是一种重要的有机化合物，它是丙烯酸系列产品的关键原料。
丙烯腈主要通过丙烯、氨和空气在催化剂的作用下合成得到。
以下是丙烯腈合成工段的工艺设计：1.反应器设计：丙烯腈合成反应是一种气-液-固三相反应，反应器类型一般选用鼓泡塔式反应器。
反应器材质一般选用不锈钢材质，如316L 等，以耐受腐蚀性强的介质。
反应器设计应考虑传质、传热和搅拌等因素，以确保反应的均匀性和高效性。
2.催化剂装填：催化剂是丙烯腈合成反应的关键因素，目前常用的催化剂有贵金属催化剂和非贵金属催化剂。
催化剂的装填方式应根据催化剂的特性进行选择，以保证催化剂与液相充分接触，提高催化效率。
3.工艺流程设计：丙烯腈合成的工艺流程一般包括原料准备、反应、分离、精制等步骤。
原料准备包括丙烯、氨和空气的压缩、冷却和混合；反应包括在催化剂存在下，丙烯、氨和空气的氧化还原反应；分离包括将反应产物中的气体和液体分离出来；精制包括将液体产物进一步分离提纯为高纯度的丙烯腈。
4.控制系统设计：为了确保工艺的稳定性和安全性，需要设计一套完善的控制系统。
控制系统应包括温度、压力、流量等参数的监测和控制，以及报警、安全阀等安全装置的设置。
5.环保设计：丙烯腈合成过程中会产生废气、废水和废渣等废弃物，需要进行环保设计，包括废气处理系统、废水处理系统和废渣处理系统等。
废气处理系统可采用吸附法、吸收法、燃烧法等方法进行处理；废水处理系统可采用生化处理、膜分离等方法进行处理；废渣处理系统可采用固化处理、焚烧处理等方法进行处理。
总之，丙烯腈合成工段的工艺设计需要综合考虑反应器、催化剂、工艺流程、控制系统和环保等因素，以确保工艺的稳定性和高效性，同时满足环保要求。
丙烯腈车间工艺设计课程设计
丙烯腈车间工艺设计课程设计目录第一部分分生产方法 (3)第二部分设计技术参数 (4)第三部分物料衡算和热量衡算 (4)3.1 丙烯腈工艺流程示意图 (4)3.2 小时生产能力 (5)3.3 反应器的物料衡算和热量街算 (5)3.4 空气饱和塔物料衡算和热量衡算 (8)3.5 氨中和塔物料衡算和热量衡算 (10)3.6 换热器物料衡算和热量衡算 (15)3.7 水吸收塔物料衡算和热量衡算 (17)3.8 空气水饱和塔釜液槽 (21)3.9 丙烯蒸发器热量衡算 (23)3.10 丙烯过热器热量衡算 (23)3.11 氨蒸发器热量衡算 (24)3.12 氨气过热器 (24)3.13 混合器 (24)3.14 空气加热器的热量衡算 (25)第四部分主要设备的工艺计算 (26)4.1 空气饱和塔 (26)4.2 水吸收塔 (28)4.3 丙烯蒸发器 (30)4.4 循环冷却器 (32)4.5 氨蒸发器 (34)4.6 氨气过热器 (35)4.7 丙烯过热器 (35)4.8 空气加热器 (36)4.9 循环液泵 (37)4.10 空气压缩机 (38)4.11中和液贮槽 (38)第五部分附录 (39)5.1附表 (39)5.2 参考文献 (41)第六部分课程设计心得 (42)丙烯腈车间工艺设计摘要：设计丙烯腈的生产工艺流程，通过对原料，产品的要求和物性参数的确定及对主要尺寸的计算，工艺设计和附属设备结果选型设计，完成对丙烯腈的工艺设计任务。
第一部分生产方法丙烯腈，别名，氰基乙烯；为无色易燃液体，剧毒、有刺激味，微溶于水，易溶于一般有机溶剂；遇火种、高温、氧化剂有燃烧爆炸的危险，其蒸汽与空气混合物能成为爆炸性混合物，爆炸极限为3.1%-17% （体积百分比）；沸点为77.3℃ ，闪点 -5℃ ，自燃点为481℃ 。
丙烯腈是石油化学工业的重要产品，用来生产聚丙烯纤维(即合成纤维腈纶)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)、苯乙烯塑料和丙烯酰胺(丙烯腈水解产物)。
丙烯腈废水处理工段的初步设计
齐齐哈尔大学毕业设计（论文）题目年产8万吨丙烯腈废水处理工段的初步设计学院化学与化学工程学院专业班级化工084班学生姓名指导教师成绩2012年 5月23日摘要本设计完成了年产8万吨丙烯腈废水处理工段的初步设计。
首先，说明书简单介绍了产品丙烯腈的意义与作用以及在国内外的发展现状。
近年来随着丙烯腈在国内外需求量的攀升，极大的推动了丙烯腈的生产，但是，在丙烯腈生产过程中的污染问题也在日益凸显，尤其是在丙烯腈的合成和精制车间,将会产生大量含有氢氰酸、低聚物以及氰化物的高浓度有毒物质的废水，根据废水中有毒物质的沸点不同，在工艺选择上，通过查阅相关资料和文献，确定了用四效蒸发—生物降解法对有毒物质进行浓缩和降解。
根据以往生产资料作为车间设计的经验数据，对工艺进行了大量的计算，包括物料衡算、热量衡算；并对主要的设备进行了Aspen模拟和计算选型。
最后用AutoCAD绘制了带控制点的工艺流程图、主要设备图、以及用手绘制车间平立面布置图。
关键词：丙烯腈；废水；有毒物质；Aspen；工艺路线AbstractIn the design, the preliminary design of the eighty thousand tons/year acrylonitrile wastewater treatment section was completed. First of all, the significance and functions of acrylonitrile and the development of the situation at home and abroad were introduced. In recent years, acrylonitrile rise in the domestic and foreign, Promote the production of acrylonitrile. At the same time, Pollution problems are also becoming increasingly prominent in the production ofacrylonitrile process. Especially in the synthesis and purification workshop of acrylonitrile. In the process will produce a large number of toxic substances wastewater such as hydrogen cyanide and acetonitrile. According to the difference of boiling point of toxic substances in the waste water. In the technology choice, Through the access relevant information and literature. Toxic substances concentrate and degradate with four-effect evaporation-the biodegradation, Based on the previous information, the plant design was designed by empirical data, he content of the process, Including material balance and heat balance. And the major equipment was simulated by Aspen and calculated selection. Last draw the main equipment figure with Auto CAD and flow chart with control point plan and the process of the workshop layout was drawn by hand.Key words: Acrylonitrile; Wastewater; Toxic substances; Aspen; Process route目录摘要 (I)Abstract (II)第1章总论 (1)1.1概述 (1)1.1.1 产品的意义与作用 (1)1.1.2 国内外的现状及发展前景 (1)1.1.3 产品的性质和特点 (2)1.1.4 生产方法的概述 (2)1.1.5 处理工艺概述 (3)1.2设计依据 (4)1.3厂址选择 (5)1.3.1 厂址选择的重要性 (5)1.3.2 厂址选择的基本要求 (5)1.3.3 本次厂址选择 (6)1.4设计规模与生产制度 (7)1.4.1 设计规模 (7)1.4.2 生产制度 (7)1.5原料及产品规格 (8)1.5.1 主要原料规格及技术指标 (8)1.5.2 产品规格 (8)1.6经济核算表 (8)第2章工艺设计与计算 (10)2.1工艺原理 (10)2.2工艺路线的选择 (10)2.3工艺流程简述 (11)2.3.1 工艺流程示意图 (12)2.3.2 工艺流程简述 (12)2.4工艺参数 (12)2.5物料衡算 (13)2.5.1 物料衡算的意义与作用 (13)2.5.2 物料衡算的方法与步骤 (13)2.5.3 物料衡算 (14)2.5.3 物料衡算表 (22)2.6热量衡算 (22)2.6.1 热量衡算的意义 (22)2.6.2 热量衡算及所需媒介的量 (23)2.6.3 蒸发器的传热面积 (24)2.6.4 热量衡算表 (25)2.7Aspen 模拟 (26)第3章设备选型 (31)3.1选型的原则 (31)3.1.1 技术性评价原则 (31)3.1.2 经济性评价原则 (31)3.2关键设备 (32)3.2.1 加热室 (32)3.2.2 分离室直径与高度的确定 (34)3.2.3 蒸发器接管设计 (35)3.3其它设备的选型 (40)第4章设备一览表 (46)第5章车间设备布置设计 (48)5.1车间布置设计的原则 (48)5.1.1 车间设备布置的原则 (48)5.1.2 车间设备平面布置原则 (49)5.1.3 车间设备立面布置原则 (49)5.2车间设备布置 (49)第6章自动控制 (51)6.1主要的控制原理 (51)6.2自控水平与控制点 (51)第7章安全和环境保护 (53)7.1三废产生情况 (53)7.2三废处理原则 (53)第8章公用工程 (55)8.1供水 (55)8.2供电 (55)8.3供暖 (56)8.4通风 (56)结束语 (57)参考文献 (58)致谢 (60)第1章总论1.1 概述1.1.1 产品的意义与作用丙烯腈( AN) 为无色有毒液体，并且还是重要的有机化工原料，广泛应用于合成化学、合成纤维和合成橡胶等许多工业领域[1]。
丙烯腈合成工段工艺设计
《化工工艺学》课程设计任务书一、设计时间2010年06月06日－2010年06月18日二、设计题目年产6000吨丙烯腈合成工段工艺设计三、设计条件（1）年生产天数300天（2）原料用丙烯，氨，空气为原料。
原料组成：液态丙烯原料含丙烯85%（mol），丙烷15%(mol)；液态氨含氨100%。
（3）生产方法和工艺参数采用丙烷氨氧化法：丙烷在催化剂的作用下与氨和氧气（或空气）反应合成丙烯腈，反应方程式：主反应：C3H8 + NH3 +2O2 →CH2=CHCN(AN) + 4H2O（60%）H6(PEN) + H2OC3H8 + 0.5O2 →C3C3H6 + NH3 +1.5 O2 → CH2=CHCN(AcN) + 3H2O副反应：①生成乙腈：C3H6 + 1.5NH3 + 1.5O2 → 1.5CH3CN + 3H2O （10.5%）②生成氢氰酸：C3H6 + 3NH3 + 3O2 → 3HCN + 6H2O （8%）③生成COx：C3H8+ 4O2 → 2CO+CO2 +4 H2O 13%④生成氮气：2 NH3 + 1.5 O2→N2+ 3 H2O典型的反应条件为：温度: 850华氏度；压力: 约1atm；接触时间: 2-6s；C3H8:NH3:O2:N2＝1.0:1.5:3.15:11.85 (摩尔比)实验室中已经得到的转化率为20-80%。
当丙烷转化率达91%时，该催化剂对丙烯腈选择性可达最大65.5%。
四、设计任务课程设计主要任务包括：一．1.生产能力 6000吨/年2.产品要求 C3H3N≥99.5wt%二、工艺计算。
（1）物料衡算并绘制物料流程图；（2）对工段各设备的热量衡算；（3）主要设备选型说明；（4）填写设备一览表。
三，消耗与排出一览表（1），工段原料消耗表。
（2）,工段能量消耗表。
（3），工段排出除物综合表。
四，带控制点的工艺流程图，绘制物料流程图和主要设备图。
五，厂址的选择方法，车间的布置。
年8万吨丙烯腈回收工段的初步设计
齐齐哈尔大学毕业设计（论文）题目年8万吨丙烯腈回收工段的初步设计学院化学与化学工程学院摘要本文是主要研究年产8万吨丙烯腈回收工段的初步设计。
文中首先论述回收工段的目的、国内外发展现状、市场前景以及生产方法。
根据查找资料，确定生产装置采用以水为溶剂的萃取精馏塔工艺流程，主要目的是将丙烯腈与乙腈分离。
本文重点阐述了丙烯腈回收工段。
包括工艺原理和工艺流程的论述。
根据工艺参数进行物料衡算、热量衡算和设备计算，并依据计算的数据进行设备选型。
并且对该工段的工艺控制、“三废处理”做了说明。
最后根据工艺条件利用Auto CAD绘制带控制点的工艺流程图，并且完成了20 000字的设计说明书。
关键词：丙烯腈；乙腈；溶剂水；回收AbstractThis article is mainly an annual output of 80,000 tons of acrylonitrile recovery section the preliminary design. Firstly, this paper discusses the purpose of the recovery section, development in the world, the market prospects and production methods. To find the information of the production installations in the extractive distillation column with water as solvent process, the main purpose is the separation of acrylonitrile and acetonitrile. This article focuses on the acrylonitrile recovery section including process principles and processes discussing. Process parameters of material balance, heat balance and computing equipment, and equipment selection are based on the calculated data. Process controling, "three wastes" are described. Finally, according to the process conditions the use of Auto CAD drawing with a process flow diagram of the control points, completed the design specification of 20 000 words.Key words: Acrylonitrile; Acetonitrile; Solvent water; Recover目录摘要 (I)Abstract (II)第1章总论 (1)1.1 概述 (1)1.1.1生产的意义与作用 (1)1.1.2国内外发展现状和发展前景 (2)1.1.3主要产品的性质特点与生产方法 (3)1.2 设计依据 (4)1.3 厂址选择 (4)1.4 设计规模及生产制度 (5)1.4.1设计规模 (5)1.4.2生产规模 (5)1.5 原料与产品规格 (6)第2章工艺设计与计算 (8)2.1 工艺原理 (8)2.2 工艺路线的 (8)2.3 工艺流程简述 (9)2.4 工艺参数 (10)2.5 物料衡算 (10)2.5.1回收塔物料衡算 (10)2.5.2乙腈塔进行物料衡算 (12)2.5.3回收塔分成器物料衡算 (13)2.6 热量衡算 (14)2.6.1回收塔的热量计算 (14)2.6.2乙腈塔的热量计算 (20)2.6.3回收塔分层器的热量计算 (23)2.7 Aspen过程模拟 (24)2.7.1全流程Aspen模拟 (24)2.7.2回收塔Aspen模拟 (25)2.7.3乙腈塔Aspen模拟 (26)2.7.4分层器塔Aspen模拟 (27)第3章设备选择 (28)3.1 选择原则 (28)3.2 关键设备的选型 (29)3.2.1回收塔塔径、塔高和孔径的计算 (29)3.2.2最少理论板数计算 (30)3.2.3塔高和塔厚计算 (31)3.2.4换热器的选择 (31)第4章设备一览表 (33)第5章车间设备布置与设计 (34)5.1 车间布置设计原则 (34)5.2 车间设备平面布置 (35)5.3 车间设备立面布置 (35)第6章自动控制 (38)6.1 自动控制原理 (38)6.2 重要控制点 (38)第7章安全和环境保护 (40)7.1 环境保护 (40)7.2 三废产生的情况 (40)7.3 三废处理情况 (40)第8章公用工程 (41)8.1 供水及排水系统 (41)8.2 供电系统 (41)8.3 采光及照明系统 (42)8.4 采暖与通风系统 (42)结束语 (43)参考文献 (44)致谢 (45)第1章总论1.1 概述1.1.1生产的意义与作用丙烯腈是一种无色的有辛辣气味液体，属大众基本有机化工产品，是三大合成材料——合成纤维、合成橡胶、塑料的基本且重要的原料，在有机合成工业和人民经济生活中用途广泛[1]。
年产6万吨丙烯分离工段设计
大家好，此论文为本人原创，应该是目前比较准确的设计了，修正了之前版本的许多B U G，免费传到网上就是方便后人做毕业设计，本文只有操作弹性算错了，实在不想改了，我也希望大家再做完自己的毕业设计之后也可以无偿的传到网上，只为了我们的弟弟妹妹们！欢迎大家转载！沈阳化工大学最大的C F q q群118202862欢迎你的加入！沈阳化工大学本科毕业论文题目：6万吨/年丙烯分离工段设计院系：化学工程学院专业：化学工程与工艺班级：学生姓名：指导教师：论文提交日期：2011年6月24日论文答辩日期：2011年6月28日沈阳化工大学毕业设计（论文）答辩成绩评定沈阳化工大学化学工程学院毕业设计（论文）答辩委员会于2011年6月日审查了化学工程与工艺专业学生潘晓升的设计（论文）设计题目：6万吨丙稀分离工段工艺设计设计专题：6万吨丙稀精馏塔的工艺设计设计说明书共90页，设计图纸2张指导教师：范天博评阅人：毕业设计（论文）答辩委员会意见：成绩：学院答辩委员会主任委员签字年月毕业设计（论文）任务书化学工程学院院（系）化学工程与工艺专业2007—08班学生：潘晓升内容摘要丙烯是石油化工的基本原料之一，在原油加工中具有重要作用。
由裂解气净化与分离工段的丙烯精馏塔分离出的丙烯除了用于生产聚丙烯外，还大量地作为生产丙烯腈，丁醇，辛醇，环氧丙烷，异丙醇等产品的主要原料。
为了更好的提高生产能力，本着投资少，能耗低，效益高的想法，本文对年产6万吨丙烯精馏塔进行了设计。
本设计首先采用简捷法初步算出了理论塔板数，利用恩特伍德公式确定最小回流比，然后以简捷法的计算结果作为初值，应用Aspen Plus软件对丙烯精馏塔操作进行了稳态模拟，并以经济指标为目标函数，对操作条件进行了优化，得出了塔顶丙烯收率为99.6%的最佳塔板数、回流比以及进料位置（murphree板效率为60%）。
接着进行全塔模拟，依然以塔顶丙烯收率为99.6%为标准，确定了各塔（乙烯塔、乙烷塔、丙烯塔、丙烷塔、甲烷塔）的塔板数、回流比及进料位置（murphree板效率为60%）等设计参数。
丙烯腈装置工艺操作原理
合成丙烯腈的过程需要将丙烯、水和空气混合，然后通过高温和催化剂的作用进行反应。这个过程会产 生副产品，如氢氰酸和二氧化碳，需要经过处理才能排放出去。合成过程中需要控制温度、压力和催化 剂的种类和浓度，以保证丙烯腈的产量和质量。
4.丙烯腈分离工艺：选择合适的分离方法以保证纯度和质量
2. 丙烯腈生产装置的工艺流程简介 丙烯腈生产装置主要由原料预处理、反应、产物分离和精制等工序组成。
首先，丙烯和氨经过换热器加热至反应温度，然后在催化剂的存在下进行反应，生成丙烯腈和水。 反应后的产物经过冷凝、分离和精馏等过程，得到高纯度的丙烯腈产品。 在丙烯腈生产过程中，需要注意控制反应温度、压力和催化剂浓度等工艺参数，以确保反应顺利进 行。同时，还需要对产物进行精制，以去除其中的杂质和副产物，保证丙烯腈产品的质量和纯度。
丙烯腈生产装置 的操作与控制技巧
1.丙烯腈生产过程简述 丙烯腈的生产主要分为两步：第一步是丙烯的氨氧化，第二步是氨氧化物的裂解。在第一步中，丙烯与氨在氧气中反应生成丙 烯腈粗品，再进行精制得到最终产品。 （1）丙烯和氨的配比：合适的氨含量可以优化反应过程，提高丙烯腈收率。通常，丙烯与氨的摩尔比为1:1.2至1:1.5。 2.氧气压力和流速对丙烯腈收率的影响 （2）氧气压力和流速：氧气压力和流速会影响反应温度和丙烯腈收率。 氧气压力不宜过高，以避免过度氧化生成副产物。流速应保持稳定，以保证反应充分进行。 （3）丙烯腈粗品分离：丙烯腈粗品分离不充分会导致产品纯度降低，甚至生成副产物。分离应充分，以确保丙烯腈收率。 3.温度控制：避免丙烯腈分解，压力控制：保持反应体系稳定 （1）温度控制：通过控制氧气流速和温度传感器的温度来进行温度控制。温度过高会导致丙烯腈分解，过低会导致丙烯腈收 率降低。 （2）压力控制：通过控制氧气压力和流速来维持反应体系的稳定。压力过高会导致丙烯腈收率降低，过低会导致反应不完全。
万吨年丙烯腈生产概念设计
2.0 3.1 101.3
备注 2004年5月扩建到8万t.a-1.
2006年8月扩能至9.2万t.a-1 2005年扩能完成 2005年2月底投产
丙烯腈生产工艺的选择
丙烯腈的合成路线主要有丙烯氨氧化法和丙 烷氨氧化法两种，其中丙烯氨氧化法相对 比较成熟，而采用丙烷为替代原料，可降 低原材料的费用，而且丙烷价格便宜易得， 由丙烷氨氧化法直接生产丙烯腈的关键在 于开发使丙烷活化的催化剂
反应工段模拟结果
6
7
8
372.27
558.62
1175.26 4418.93
66
66
165
1
1
1
9
33.54 428.68 4418.93 305.76 38.60 221.87 20.83 10.16 121.96 60.98 1249.26
410 1
氨中和塔模拟结果
String ID 9
11
14
86.8 101.5 188.4
生产成本（美分.kg-1）
原材料 副产收益 公用工程 可变成本 装置现金成本 生产成本① 产品成本②
66.2 -27.7 6.6 45.1 53.9 66.0 101.5
63.0 -13.4 6.3 55.9 65.3 84.3 117.0
56.6 -11.7 5.9 50.8 60.2 78.9 111.5
16
17 String 9
11
14
16
17
ID
Mole flow
(kmol/h)
Mole flow
(kmol/h)
C3H8 33.54 0.0 0.13 3.11 30.30 NH4+ 0.0 400.0 701.0 0.0 0.0
年产6万吨丙烯腈合成工段的初步设计
年产6万吨丙烯腈合成工段的初步设计届毕业论文年产6万吨丙烯腈合成工段的初步设计系、部：材料与化学工程学院学生姓名：指导教师：职称专业：化学工程与工艺班级：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ABSTRACTAcrylonitrile 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, propylene evaporator, ammonia evaporator process calculation, worked out some of the equipment of the heat transfer area, completed 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 (5)1.2.5 工艺流程 (7)1.2.6 典型设备－流化床反应器 (9)2 总体方案工艺设计 (10)2.1 设计任务 (10)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 (12)3.1.1 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 (17)3.1.3 空气饱和塔物料衡算和热量衡算 (18)3.1.4 氨中和塔物料衡算和热量衡算 (21)3.1.5 换热器物料衡算和热量衡算 (25)3.1.6 水吸收塔物料衡算和热量衡算 (26)3.1.7 空气水饱和塔釜液槽 (28)3.1.8 丙烯蒸发器热量衡算 (29)3.1.9 丙烯过滤器热量衡算 (29)3.1.10 氨蒸发器热量衡算 (30)3.1.11 气氨过热器 (30)3.1.12 混合器 (30)3.1.13 空气加热器的热量衡算 (31)3.2 主要设备的工艺计算 (32)3.2.1 流化床合成反应器 (32)3.2.2 空气饱和塔 (33)3.2.3 丙烯蒸发器 (37)4 车间布置设计 (39)4.1 厂房建筑 (39)4.2 生产操作 (39)4.3 设备装修 (39)4.4 安全要求 (40)4.5 车间布置说明 (40)5 环境保护和安全措施要求 (41)5.1 丙烯腈生产中的三废处理 (41)5.2 生产安全及防护措施 (41)6 结论 (43)参考文献 (44)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。
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
丙烯腈合成工段的工艺设计教学提纲
丙烯睛合成工段的工艺设计丙烯腈合成工段的工艺设计毕业设计是培养学生运用理论知识进行实际设计能力的重要实践教学环节，是理论与实际结合的重要连接点。
在教师指导下毕业设计可以培养我们独立思考，运用所学到的基本理论并结合生产实际的知识，综合的分析和解决工程实际问题的能力。
本次毕业设计所设计的内容为年产6万吨丙烯腈合成工段的工艺设计，通过认真细听老师课堂上讲解和任务布置，我们了解到了为完成设计需要查找资料的方向，并进行了细心的查阅，掌握了基本的理论知识。
对于刚进行设计的人来说，学会收集、理解、熟悉和使用各种资料，正是设计课程需要培养的重要方面，化工设计非常强调标准规范。
但是并不是限制设计的创造和发展，因此遇到与设计要求有矛盾时，经过必要的手续可以放弃标准而服从设计要求。
通过设计应知道如何查取数据知道如何查找资料对丙烯腈合成工段的工艺设计有了一个全新的认识，知道如何选取相关数据参数，建立一个工程概念，知道工程和理论的区别。
对于物料衡算和热量衡算、主要设备的工艺计算（反应器）等都有一个全新的认识和了解，知道如何使用手册和资料，认识工程。
一、产品的性状、用途、国内外市场情况1.1丙烯腈简介丙烯腈是一种重要的有机合成单体，在丙烯产品系列中居第二，仅次于聚丙烯，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1.2 丙烯腈物化性质1.2.1丙烯腈物理性质无色或淡黄色液体，有特殊气味，分子量：53.06 沸点：77.3 C 冰点：—83.5 C 生成热：184.2 kJ/mol（25 C）燃烧热：1761.5 kJ/mol 聚合热：72.4 kJ/mol 蒸汽压：11.0KPa（20 C）闪点：0C 自燃点：481C爆炸极限：在空气中3.0%〜17% （体积）油水分配系数：辛醇/水分配系数的对数值为-0.92 毒性：剧毒，毒作用似氢氰酸溶解性：溶于丙酮、苯、四氯化碳、乙醚、乙醇等有机溶剂，微溶于水1.2.2丙烯腈化学性质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。
丙烯腈合成过程物料衡算
1、封皮（课程设计题目、院系、班级、姓名、学号、 学号、指导教师、时间 ）；
2、设计任务书 3、目录； 4、设计背景及设计方案简介（包括给定工艺条件介
绍和各项设计内容条目介绍）； 5、物料衡算及能量衡算；
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6
• 6、设备的计算及选型； • 7、设计结果汇总表； • 8、工艺流程图及设备工艺条件图； • 9、设计结果分析与讨论； • 10、参考资料。
主要来源，与其他工业企业的关系，建厂期限，设计单位，设计进度及设
计阶段的规定等内容均从略。
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• 时间安排（第六周~第十周） • 第六周：动员和任务布置，阅读指导书 ； • 第七周：收集数据，了解设计背景。丙烯腈生
产方法及反应原理
• 第八周：丙烯腈合成过程物料衡算、热量衡算； • 第九周：丙烯腈合成反应器简单设计； • 第十周：编写设计计算说明书，准备答辩。
化工设计课程设计 题目：丙烯腈合成工段的工艺设计
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1
总体内容
一、课程设计的目的 二、课程设计任务和时间安排 三、课程设计报告主体内容
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2
一、课程设计的目的
1、培养查阅资料、选用公式、搜集数据能力； 2、树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济
上的合理性，并注意到操作时的劳动条件和环境 保护的正确设计思想；
• 按年工作日300天
• 丙烯腈损失率3.1％
• 设计裕量6％计算
• (4)原料组成 ： 液态丙烯原料含丙烯85％（mol)，丙烷15％(mol)；液态氨 原料含氨100％。
• (5)工段产品为丙烯腈水溶液，含丙烯腈约1.8％(wt)
• 由于本例为假定的设计，所以有关设计任务书中的其他项目如设计依据， 厂址选择，主要技术经济指标，原料的供应，燃料的种类，水、电、汽的
丙烯腈——化工设计方程式
丙烯腈——化工设计方程式丙烯腈（C3H3N），又称丙烯氰、丙烯脂，是一种无色液体，具有强烈的刺激性气味。
它是一种极其重要的有机化学品，广泛应用于合成合成橡胶、树脂、纺织品以及涂料等领域。
以下将介绍丙烯腈的化工设计方程式。
1.丙烯腈的制备方法丙烯腈的主要制备方法有两种途径：丙烯氰酸酯的加氰法和丙烯腈的氨水法。
下面将针对这两种方法进行详细说明。
1.1丙烯氰酸酯的加氰法丙烯氰酸酯的加氰法是通过将丙烯酸酯与氰化钠或氰化钾进行加热反应制得。
其化学方程式如下：CH2=CHCOOR+NaCN→CH2=CHCN+RCOONa其中，R表示碳链或芳香基团。
1.2丙烯腈的氨水法丙烯腈的氨水法是通过将丙烯与氰化钠进行催化加氢反应，生成丙烯腈。
其化学方程式如下：CH2=CH2+NH3+NaCN→CH2=CHCN+NaOH2.丙烯腈的应用丙烯腈是一种广泛应用于合成合成橡胶、树脂、纺织品以及涂料等领域的有机化学品。
以下是其中几个典型应用的化学方程式。
2.1丙烯腈合成乳液聚合物丙烯腈在水中进行乳液聚合反应，可以合成丙烯腈乳液聚合物，用于制备合成橡胶、丙烯酸树脂等。
乳液聚合的化学方程式如下：CH2=CHCN+H2O→-CH2CH(CN)-乳化剂和引发剂可以用于促进聚合反应的进行。
2.2丙烯腈合成聚合物纺织品将丙烯腈与其他共聚单体如丙烯酸酯等一起进行共聚反应，可以制备合成纤维、聚丙烯腈纺织品。
共聚反应的化学方程式如下：CH2=CHCN+CH2=CHCOOR'→-CH2CH(CN)-CH2CH(COOR')-其中，R’表示其他碳链。
2.3丙烯腈用于溶剂丙烯腈可以用作溶剂，尤其是在制备合成树脂、染料和涂料过程中。
它可以作为一种有机溶剂，促进反应的进行。
总结丙烯腈是一种重要的有机化学品，具有广泛的应用领域。
通过丙烯氰酸酯的加氰法或丙烯腈的氨水法可以制备丙烯腈。
丙烯腈可以用于合成乳液聚合物、聚合物纺织品以及涂料中的有机溶剂等。
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毕业设计论文年产6万吨丙烯腈合成工段的初步设计系、部：材料与化学工程学院学生：指导教师：职称专业：化学工程与工艺班级：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ABSTRACTAcrylonitrile 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, propylene evaporator, ammonia evaporator process calculation, worked out some of the equipment of the heat transfer area, completed 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 (10)2.1 设计任务 (10)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 (12)3.1.1 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 (22)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 (34)4.1 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 (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。
由于含有－CN，因此其有剧毒，空气中最高允许浓度为45ppm。
它是重要的基本有机原料之一，它与丁二烯共聚生成丁腈橡胶，是三大合成材料的重要单体。
丙烯腈其用途十分广泛。
世界上大多数国家50％以上的丙烯腈用于生产腈纶纤维。
我国用于生产腈纶的丙烯腈占80％以上。
此外，丙烯腈还用于生产ABS、AS、丙烯酰胺、丁腈橡胶及丁腈胶乳、己二腈/己二胺、丙烯腈阻隔性树脂、聚丙烯腈碳纤维等。
生产丙烯腈的方法主要有环氧乙烷法、乙炔法及丙烯氨氧化法。
前两种方法因为原料昂贵，需要剧毒的HCN为原料，生产成本高，从而限制了丙烯腈生产的发展。
而丙烯氨氧化法具有原料价廉易得，可一步合成、投资少、生产成本低等优点得到广泛应用。
此次设计采用的是丙烷氨氧化法：即丙烷在催化剂的作用下与氨和氧气（或空气）反应合成丙烯腈。
1.1 丙烯系产品的生产丙烯的主要来源有两个，一是由炼油厂裂化装置的炼厂气回收；二是在石油烃裂解制乙烯时联产所得。
丙烯大部分一直来自炼油厂，近年来，由于裂解装置建设较快，丙烯产量相应提高较快。
和世界市场一样，近年来我国丙烯的发展速度也逐渐超过了乙烯。
2000年，我国乙烯需求量478.89万吨，而丙烯的需求量却达到498.85万吨，首次超过乙烯，之后丙烯的需求量一种保持在乙烯之上。
与乙烯相似，由于丙烯分子中含有双键和α-活泼氢，所以具有很高的化学反应活性。
在工业生产中，利用丙烯的加成反应、氧化反应、羧基化、烷基化及其聚合反应等，可得一系列有价值的衍生物。
丙烯是重要的有机化工原料，用于生产聚丙烯、异丙苯、羰基醇、丙烯腈、环氧丙烷、丙烯酸、异丙醇等。
聚丙烯是我国丙烯最大的消费衍生物。
2003年，我国聚丙烯的产量为445.5万吨，消耗丙烯约444.0万吨，约占全国丙烯总消费量的72.1%，；2004年我国聚丙烯产量为474.9万吨，消耗丙烯约480.0万吨，比2003年增长约8.1%；丙烯腈是我国丙烯的第二大衍生物，2003年，我国丙烯腈的产量约为56.0万吨，消费丙烯约62.7万吨，约占全国丙烯总消费量的10.2%；2004年产量约为58.0万吨，消费丙烯约为65.0万吨，比2003年增长约3.7%；环氧丙烷是我国丙烯的第三大消费衍生物，2003年，全国环氧丙烷的产量约为39.8万吨，消耗丙烯约35.8万吨，约占全国丙烯总消费量的5.8%；2004年产量约为42.0万吨，消耗丙烯约37.8万吨，比2003年增长约13.1%；丁醇和辛醇也是丙烯的主要衍生物之一，2003年我国丁辛醇的产量合计约为45.35万吨,共消耗丙烯约40.7万吨,约占全国丙烯总消费量的6.6%；2004年产量合计为44.91万吨，共消耗丙烯约40.3万吨，比2003年减少约1.0%；2003年用于生产其它化工产品如苯酚、丙酮和丙烯酸等方面的丙烯消费量约为10.9万吨，约占全国丙烯总消费量的1.8%；2004年消费量约为11.5万吨。
目前我国丙烯主要衍生物的自给率还很低，需大量进口来维持国的供需平衡，这给我国的丙烯生产提供了广阔的发展空间。
然而，这些发展空间并非国公司所能独享，而将给国外石化公司带来共同的发展机遇。
实际上，目前我国周边主要的丙烯生产国和地区都处于丙烯及其衍生物的净出口地位，大量向我国出口。
中东地区新增丙烯生产能力的很大一部分也瞄准我国市场，因此未来国市场面临激烈的竞争。
1.2 丙烯氨氧化生产丙烯腈1.2.1 丙烯腈的性质和用途丙烯腈在常温下是无色透明液体，味甜，微臭，沸点77.5℃，凝固点-83.3℃，闪点0℃，自燃点481℃。
可溶于有机溶剂如丙酮、苯、四氯化碳、乙醚和乙醇中，与水部分互溶，20℃时在水中的溶解度为7.3％(w)，水在丙烯腈中的溶解度为3.1％(w)。
其蒸气与空气形成爆炸混合物，爆炸极限为3.05～17.5％(v)。
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℃，共沸物中丙烯腈的含量为88％(w)，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。
丙烯腈剧毒，其毒性大约为氢氰酸毒性的十分之一，能灼伤皮肤，低浓度时刺激粘膜，长时间吸入其蒸气能引起恶心，呕吐、头晕、疲倦等，因此在生产、贮存和运输中，应采取严格的安全防护措施，工作场所丙烯腈允许浓度为0.002mg/L。
丙烯腈分子中有双键()和氰基()两种不饱和键，化学性质很活泼，能发生聚合、加成、水解、醇解等反应。
聚合反应发生在丙烯腈的C=C双键上，纯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剂，如对苯二酚甲基醚(阻聚剂MEHQ)、对苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等。
除自聚外，丙烯腈还能与苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、氯乙烯、丙烯酰胺等中的一种或几种发生共聚反应，由此可制得各种合成纤维、合成橡胶、塑料、涂料和粘合剂等。
丙烯腈是三大合成的重要单体，目前主要用它生产聚丙烯腈纤维(商品名叫“腈纶”)。
其次用于生产ABS树脂(丙烯腈—丁二烯—苯乙烯的共聚物)，和合成橡胶(丙烯腈—丁二烯共聚物)。
丙烯腈水解所得的丙烯酸是合成丙烯酸树脂的单体。
丙烯腈电解加氢，偶联制得的己二腈，是生产尼龙—66的原料。
1.2.2 丙烯腈的生产方法1960年以前，丙烯腈的生产方法有三种。
(1)环氧乙烷法以环氧乙烷与氢氰酸为原料，经两步反应合成丙烯腈。
H2CO CH2+ HCN Na2CO3OH CNCH2-CH2Mg2CO3CH2=CH-CN +H2O(2)乙醛法+ HCN Na2OHCH3-CH-CNOHCH2=CH-CNH3PO4+ H2OCH3CHO (3)乙炔法CH CH+ HCN CuCl2-NH4Cl-HClCH2=CH-CN1952年以后世界各国相继建立了乙炔与氢氰酸合成丙烯腈的工厂。
本方法比上两法技术先进、工艺过程简单，但丙烯腈分离提纯较为困难，需大量电能生产电石。
虽然这一方法曾被世界各国普遍采用，但生产发展受到地区资源的限制。
由于以上生产方法原料贵，需用剧毒的HCN为原料引进—CN基，生产成本高。
限制了丙烯腈生产的发展。
1959年开发成功了丙烯氨氧化—步合成丙烯睛的新方法，该法具有原料价廉易得、工艺流程简单、设备投资少、产品质量高、生产成本低等许多优点，使其1960年就在工业生产上应用，很快取代了乙炔法，迅速推动了丙烯腈生产的发展，成为世界各国生产丙烯腈的主要方法。
1.2.3 反应原理(1)主、副反应主反应：CH=CH-CH3 + NH3 +3/2O2→ CH2=CH-CN + 3H2O丙烯、氨、氧在一定条件下发生反应，除生成丙烯腈外，尚有多种副产物生成。
副反应：CH2=CHCH3 + 3NH3 + 3O2→ 3HCN + 6H2O氢氰酸的生成量约占丙烯腈质量的1/6。