年产3.5万吨丙烯腈合成工段工艺设计
丙烯腈合成工段工艺设计
毕业设计（论文）任务书
设计（论文）题目：年产万吨丙烯腈工艺设计
学生：
1．设计（论文）的主要任务及目标
对年产万吨丙烯腈工艺设计，主要包括生产的工艺流程设计，工艺计算，设备的设计与选型，环境保护，工业卫生与劳动安全。
绘制生产工艺流程图和主要设备结构图。
产品纯度：99%
生产天数：330天／年
方程式为：通过查阅文献自己确定
反应原料：通过查阅文献自己确定
物料配比为：通过查阅文献自己确定
2. 设计（论文）的基本要求和内容
主要内容
（1）说明部分：文献评述及装置概况；工艺参数，经济指标及产品规格。
（2）计算部分：工艺计算（物料衡算、能量衡算、主要设备计算）
（3）绘图部分：带控制点工艺流程图、主要设备工艺条件图
基本要求
（1）熟练查阅与课题有关资料
（2）能在老师的指导下，综合运用所学知识和自学知识确立设计方案；（3）能按时完成设计任务；
（4）能独立撰写设计说明书，要求语言流畅、逻辑性强、观点正确。
；
（5）能独立绘制设计图纸。
3．主要参考文献
（1）杨祖荣，化工原理，化学工业出版社；
（2）徐秀娟，化工制图，北京理工大学出版社；
（3）时钧、汪家鼎、余国琮、陈敏恒，化学工程手册（上、下），化学工业出版社。
（4）中国石化集团上海工程有限公司，化学工艺手册（上、下），化学工业出版社。
4．进度安排。
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论文
天津大学（高等教育自学考试）本科生毕业设计（论文）任务书天津渤海职业技术学院办学点化学工程专业石油设计（论文）题目：1.2万吨/年丙烯腈合成工段的工艺设计完成期限：指导教师办学点负责人批准日期学生接受任务日期附天津大学高等教育自学考试本科生毕业设计（论文）开题报告目录第一章文献综述 (1)1.1丙烯腈简述 (1)1.2 市场调研 (1)1.2.1 国际现状 (1)1.2.2 国内现状 (2)1.3 丙烯腈的合成方法和工艺条件 (2)1.3.1 丙烷氨氧化法 (2)1.3.2 丙烯氨氧法 (3)1.3.3 方案的选择 (3)1.3.4 反应过程分析 (3)第二章总体工艺方案设计 (6)2.1 设计任务 (6)2.2 流程确定 (6)第三章工艺设计计算 (8)3.1 物料衡算与热量衡算 (8)3.1.1反应器的物料衡算与热量衡算 (8)3.2废热锅炉的物料衡算与热量衡算 (11)3.3氨中和塔物料衡算和热量横算 (12)3.4氨中和塔换热器物料衡算和热量衡算 (18)3.5水吸收塔物料衡算和热量衡算 (19)3.6丙烯蒸发器热量衡算 (22)3.7丙烯过热器热量衡算 (22)3.8氨蒸发器热量衡算 (23)3.9气氨过热器 (23)3.10混合器 (23)3.11空气加热器的热量衡算 (24)3.12吸收水第一冷却器 (24)3.13吸收水第二冷却器 (25)3.14吸收水第三冷却器 (25)第四章主要设备的工艺计算 (26)4.1水吸收塔 (26)4.2合成反应器 (28)4.3废热锅炉 (29)4.4丙烯蒸发器 (31)4.5 吸收水第一冷却器 (32)4.6吸收水第三冷却器 (34)4.7氨蒸发器 (35)4.8 气氨过热器 (36)4.9 丙烯过热器 (36)4.10空气加热器 (37)4.11循环液泵 (38)4.12空气压缩机 (38)第五章安全与环保 (40)5.2生产安全及防护措施 (40)第六章结论与展望 (44)参考文献 (45)附录 (46)致谢 (47)摘要本文介绍了丙烯腈生产基本情况及年产12000吨合成工艺系统流程，介绍了丙烯腈的生产情况，合成基本原理，发展前景及工艺流程的概述和工艺合成的基本方法，并且对设备进行物料，热量衡算和工艺计算。
丙烯腈工艺流程设计
丙烯腈工艺流程设计英文回答：Acrylonitrile is an important chemical compound used in the production of various products such as synthetic fibers, resins, and rubber. The process of designing a production flow for acrylonitrile involves several key steps.Firstly, the raw materials required for the productionof acrylonitrile are propylene, ammonia, and oxygen. These raw materials are typically obtained from petrochemical sources.To begin the process, propylene is first reacted with ammonia in the presence of a catalyst to produce a compound called propylene amine. This reaction is known as the ammoxidation process and is typically carried out in afixed-bed catalytic reactor. The catalyst used in this process is usually a mixed metal oxide catalyst, such as bismuth molybdate.The propylene amine produced in the ammoxidation process is then further reacted with oxygen in a process called oxidation. This reaction takes place in a separate reactor known as the oxidation reactor. The reaction is exothermic and requires careful temperature control to prevent overheating and ensure high conversion rates.The product of the oxidation reaction is a mixture of acrylonitrile, carbon dioxide, and water. The mixture is then subjected to a series of separation processes to isolate and purify the acrylonitrile. These processes typically include distillation, absorption, and scrubbing.Once the acrylonitrile is separated and purified, it can be further processed into various end products. For example, acrylonitrile can be polymerized to produce polyacrylonitrile, which is used in the production of synthetic fibers such as acrylic and modacrylic. It can also be used as a monomer in the production of various resins and rubber products.中文回答：丙烯腈是一种重要的化学化合物，用于合成纤维、树脂和橡胶等各种产品的生产。
丙烯腈合成工段工艺流程
丙烯腈合成工段工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!丙烯腈是一种重要的有机化工原料，广泛应用于合成纤维、合成橡胶、塑料等领域。
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)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)。
35万吨丙烯项目建议书
天茂实业集团股份有限公司年产3.5万吨丙烯技改工程项目建议书天茂实业集团股份有限公司技术部二零一三年七月目录1 总论 (2)2 市场分析 (7)3产品方案及生产规模 (12)4 工艺技术 (13)5原料、产品规格及质量指标 (17)6 建厂条件和选址 (19)7 总图运输及土建 (21)8节能、节水 (25)9消防 (27)10环境保护 (30)11劳动安全与工业卫生 (32)12 投资估算及资金筹措 (34)13财务评价及结论 (36)第一章总论1.1 项目名称、建设单位名称、企业性质及法人项目名称：年产3.5万吨丙烯技改工程建设单位：天茂实业集团股份有限公司企业性质：民营1.2 建设单位基本情况天茂实业集团股份有限公司（原湖北百科药业股份有限公司，于2006年7月更名），横跨化工和医药两个产业，由新能源、合成树脂、化学原料药及医药中间体、医药制剂四个板块组成，1996年公司在深交所上市（代码：000627）。
现有总资产20.3亿元，职工1600多人，其中各类技术人员549人。
公司先后被认定为国家级高新技术企业，湖北省第一家博士后医药产业基地。
公司主要生产销售医药原料药和医药制剂以及甲醇、二甲醚、聚丙烯等化工产品。
2012公司实现销售收入77937万元。
公司目前拥有年产50万吨二甲醚、3万吨聚丙烯生产装置，医药方面拥有各类符合cGMP等国际规范的吨级规模原料药生产装置十多套，公斤级特色原料药生产装置八套。
公司的解热镇痛药在国际上已有重要影响，除目前已处于亚洲第一、世界前二的产品布洛芬外，其它解热镇痛类药包括国家二类新药奥沙普秦、四类新药右旋布洛芬、三类新药赖氨洛芬等均为国内首家开发上市，它们和布洛芬一起已批量销往国外多家著名制药公司。
公司的特色原料药盐酸格拉司琼、磷酸氟达拉滨、米力农、氟马西尼等均通过了美国FDA认证，托拉塞米原料药通过了欧洲COS认证，另还有多个原料药产品也已完成了美国DMF或欧洲EDMF的研究及编制工作，正在实施欧美药政注册。
年产3000吨丙烯腈工艺设计专业课程设计说明书
年产3000吨丙烯腈⼯艺设计专业课程设计说明书题⽬：年产3000吨丙烯腈⼯艺设计设计题⽬：年产3000吨丙烯腈⼯艺设计⼀、主要内容及基本要求1、设计条件利⽤丙烯85%，丙烷15%（摩尔分率），液氨100%为原料，CAT-6为催化剂，使⽤氨氧化法⽣产聚合级丙烯腈（质量分数≥99.5%）。
年操作320天，设计裕量5%。
2、设计内容（1）⼯艺流程简介；（2）整个⼯艺过程设备的物料衡算及能量衡算；（3）脱氢氰酸精馏塔设计计算；（4）经济分析；（5）安全⽣产及“三废”处理。
3、基本要求（1）完成整个⼯艺设计计算，编写说明书；（2）完成脱氢氰酸精馏塔的设计计算，编写说明书；（3）绘制⼯艺流程流程图；（4）绘制脱氢氰酸塔设备装配图。
⼆、进度安排三、应收集的资料及主要参考⽂献1.《化学⼯艺学》，化学⼯业出版社，刘晓勤编，20102.《化⼯过程及设备设计》，中南⼯业⼤学出版社，涂伟萍，陈佩珍编3.《化⼯⼯程制图》，化学⼯业出版社，19944.《化⼯设备选择与⼯艺设计》，中南⼯业⼤学出版社，刘道德编，19925.《化⼯原理》，天津⼤学出版社，姚⽟英6.《化⼯单元过程及设备课程设计》，化学⼯业出版社，匡国柱，史君才编7.《化⼯单元过程课程设计》，王明辉，北京：化学⼯业出版社，20028.《化学⼯程⼿册》，时钧，汪家⿍等，.北京：化学⼯业出版社，19869. 《化⼯单元操作及设备课程设计：板式精馏塔的设计》，王雅琼，科学出版社⽬录1 概述 (1)1.1 环氧⼄烷法 (1)1.2 ⼄炔法 (1)1.3 ⼄醛法 (2)2 丙烯氨氧化法⽣产丙烯腈 (2)2.1 主副反应极其热⼒学 (2)2.2 催化剂 (3)2.3 ⼯艺参数 (4)2.3.1 原料纯度与配⽐ (4)2.3.2 反应温度 (4)2.3.3 反应压⼒ (4)2.3.4 接触时间 (5)3⼯艺设计 (5)3.1 设计条件 (5)3.2 ⼯艺流程 (5)3.2.1 反应部分 (5)3.2.2 回收部分 (7)3.2.3 精制部分 (7)4 物料衡算与能量衡算 (9)4.1 物料衡算 (9)4.1.1 ⼩时⽣产能⼒ (9)4.1.2 反应器物料衡算 (9)4.1.3 氨中和塔物料衡算 (10)4.1.4 ⽔吸收塔物料衡算 (12)4.1.5 萃取精馏塔物料衡算 (13)4.1.6 脱氢氰酸塔物料衡算 (14)4.1.7 丙烯腈精制塔物料衡算 (15)4.2 能量衡算 (15)4.2.1反应器能量衡算 (16)4.2.2 氨中和塔能量衡算 (17)4.2.3⽔吸收塔能量衡算 (18)4.2.4 萃取精馏塔能量衡算 (18)4.2.5 脱氢氰酸塔能量衡算 (19)4.2.6 丙烯腈精制塔能量衡算 (19)5 主要设备⼯艺计算—脱氢氰酸精馏塔设计 (20) 5.1 设计条件 (20)5.2 塔板数及回流⽐计算 (20)5.3 塔⾼ (23)5.4 塔板⼯艺设计 (24)5.4.1 塔径 (24)5.4.2 塔内件设计 (25)6 经济分析 (27)6.1 ⽣产与消费 (27)6.1.1 国外概况 (27)6.1.2 国内概况 (28)6.2 市场分析 (28)7 安全⽣产与“三废”处理 (29)参考⽂献 (31)设计评述 (31)1 概述丙烯腈，别名腈基⼄烯，结构式：；⽆⾊易燃液体，剧毒，有刺激味，微溶于⽔，易溶于有机溶剂；遇⽕种、⾼温、氧化剂有燃烧爆炸的危险，其蒸⽓与空⽓混合能形成爆炸性混合物，爆炸极限为3.1% ~ 17%（体积分数）；沸点为77.3℃，熔点-82.0℃，⾃燃点481℃，相对密度0.8006。
年产45万吨丙烯腈合成工段工艺设计
丙烯腈是一种重要的化工原料，广泛应用于合成纤维、橡胶、塑料等行业。
下面将对年产4.5万吨丙烯腈合成工段工艺设计进行详细说明。
丙烯腈的合成主要有两种方法，一种是直接氧化合成法，另一种是丙烯氰化合成法。
在本工艺设计中我们采用丙烯氰化合成法进行丙烯腈的合成。
丙烯氰化合成法主要包括以下几个步骤：丙烯氰化、丙烯腈提取、脱水、脱氢、精馏等。
1.丙烯氰化丙烯通过氰化剂和催化剂反应生成丙烯腈。
反应条件为高温高压，反应温度为200-300℃，反应压力为1.5-2.5MPa。
催化剂主要采用金属氧化物催化剂，如钒、钼、钴等。
2.丙烯腈提取丙烯腈通过吸收剂进行提取，常用的吸收剂为甲醇和丁二醇。
在提取过程中，通过洗涤和分离等操作将丙烯腈和吸收剂进行分离，从而得到纯度较高的丙烯腈。
3.脱水提取得到的丙烯腈中含有少量的水分，需要进行脱水处理。
常用的脱水方法有蒸馏和分子筛脱水，脱水温度一般为50-70℃，脱水后得到较干净的丙烯腈。
4.脱氢脱水后的丙烯腈通过加热进行脱氢反应，将丙烯腈转化为丙烯。
脱氢反应的条件为高温高压，一般反应温度为400-500℃，反应压力为0.1-0.3MPa。
脱氢反应需要使用催化剂，常用的催化剂有镍和钼催化剂。
5.精馏脱氢反应后得到的丙烯通过精馏得到纯度较高的丙烯产品。
精馏操作主要包括原初分馏和精馏塔设计。
原初分馏主要是将气态丙烯从液态副产物中分离出来，精馏塔设计主要是通过多级分馏将丙烯的纯度提高到达要求。
以上是年产4.5万吨丙烯腈合成工段工艺设计的基本步骤，具体实施时还需要考虑一些细节问题，如反应温度、压力的选择、催化剂的选择和催化剂的再生等。
在实施过程中还需要进行工艺试验和工艺优化，以确保工艺的稳定性和高效性。
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3.5万吨丙烯腈合成工段工艺设计课程设计
年产3.5万吨丙烯腈合成工段工艺设计《课程设计》成绩评定栏化工工艺设计课程设计任务书目录年产3.5万吨丙烯腈合成工段工艺设计 (1)第一部分概述 (1)1.1 丙烯腈的性质 (1)1.1.1 丙烯腈的物理性质 (1)1.1.2 丙烯腈的化学性质及应用 (2)1.2丙烯腈的生产技术的发展 (3)1.2.1国外的发展情况 (3)1.2.2国内发展概况 (4)1.3丙烯腈生产工艺研究进展 (5)1.4丙烯氨氧化的原理 (6)1.4.1化学反应 (6)1.4.2 催化剂 (7)第二部分生产方案选择 (8)第三部分工艺流程设计 (8)3.1 丙烯腈工艺流程示意图 (8)3.2小时生产能力 (9)第四部分物料衡算和热量衡算 (10)4.1反应器的物料衡算和热量衡算 (10)4.1.1计算依据 (10)4.1.2 物料衡算 (10)4.1.3 热量衡算 (12)4.2空气饱和塔的物料衡算和热量衡算 (14)4.2.1计算依据 (14)4.2.2物料衡算 (14)4.2.3热量衡算 (15)4.3氨中和塔物料衡算和热量衡算 (16)4.3.1计算依据 (16)4.3.2物料衡算 (17)4.3.3热量衡算 (18)4.4换热器物料衡算和热量衡算 (21)4.4.1计算依据 (21)4.4.2物料衡算 (21)4.4.3热量衡算 (22)4.5水吸收塔物料衡算和热量衡算 (23)4.5.1计算依据 (23)4.5.2物料衡算 (23)4.5.3 热量衡算 (26)4.6空气水饱和塔釜液槽 (27)4.6.1计算依据 (27)4.6.2物料衡算 (28)4.6.3热量衡算 (28)4.7丙烯蒸发器热量衡算 (29)4.7.1计算依据 (29)4.7.2有关数据 (29)4.7.3热衡算求丙烯蒸发器的热负荷和冷冻盐水用量 (29)4.8丙烯过热器热量衡算 (30)4.8.1计算依据 (30)4.8.2热量衡算求丙烯过热器热负荷和加热蒸汽量 (30)4.9氨蒸发器热量衡算 (30)4.9.1计算依据 (30)4.9.2有关数据 (30)4.9.3热衡算求氨蒸发器的热负荷和加热蒸汽用量 (31)4.10氨气过热器 (31)4.10.1计算依据 (31)4.10.2热衡算求气氨过热器的热负荷和加热蒸汽用量 (31)4.11混合器 (31)4.11.1计算依据 (31)4.11.2热衡算求进口温空气的温度t (32)4.12空气加热器的热量衡算 (32)4.12.1计算依据 (32)4.12.2热衡算求空气加热器的热负荷和加热蒸汽量 (33)第五部分主要设备的工艺计算 (33)5.1合成反应器 (33)5.1.1计算依据 (33)5.1.2浓相段直径 (33)5.1.3浓相段高度 (34)5.1.4扩大段（此处即稀相段）直径 (34)5.1.5扩大段高度 (35)5.1.6浓相段冷却装置的换热面积 (35)5.1.7稀相段冷却装置的换热面积 (36)5.2空气饱和塔 (36)5.2.1计算依据 (36)5.2.2塔径的确定 (37)5.2.3填料高度 (39)5.3水吸收塔 (39)5.3.1计算依据 (39)5.3.2塔径的确定 (40)5.3.3填料高度 (41)5.4丙烯蒸发器 (43)5.4.1计算依据 (43)5.4.2丙烯蒸发器换热面积 (43)5.5循环冷却器 (45)5.5.1计算依据 (45)5.5.2计算换热面积 (45)5.6氨蒸发器 (48)5.6.1计算依据 (48)5.6.2计算换热面积 (48)5.7氨气过热器 (49)5.7.1计算依据 (49)5.7.2计算换热面积 (49)5.8丙烯过热器 (50)5.8.1计算依据 (50)5.8.2计算换热面积 (50)5.9空气加热器 (51)5.9.1计算依据 (51)5.9.2计算换热面积 (51)5.10循环液泵 (53)5.11空气压缩机 (53)5.12中和液贮槽 (53)第五部分课程设计心得 (55)第六部分附录 (56)6.1参考文献 (56)6.3 附图 (57)年产3.5万吨丙烯腈合成工段工艺设计摘要：本设计为年产3.5万吨丙烯腈的合成段工艺设计，在设计中采用了丙烯氨氧化制丙烯腈法，此法能有效降低生产成本。
年产3.5万吨丙烯技改工程可行性研究报告
年产3.5万吨丙烯技改工程可行性研究报告目录第一章：总论第二章：市场分析第三章：产品方案第四章：工艺技术第五章：原辅料及动力供应第六章：建厂条件和选址第七章：总图运输及土建第八章：公用工程和辅助设施方案第九章：节能、节水第十章：环境保护第十一章：消防第十二章：安全卫生第十三章：工厂组织和劳动定员第十四章：投资估算及资金筹措第十五章：财务评价第十六章：研究结论及建议第一章总论1.1 项目名称、建设单位名称、企业性质及法人项目名称：年产3.5万吨丙烯技改工程建设单位：天茂实业集团股份有限公司企业性质：民营1.2 建设单位基本情况天茂实业集团股份有限公司（原湖北百科药业股份有限公司，于2006年7月更名），横跨化工和医药两个产业，由新能源、合成树脂、化学原料药及医药中间体、医药制剂四个板块组成，1996年公司在深交所上市（代码：000627）。
现有总资产20.3亿元，职工1600多人，其中各类技术人员549人。
公司先后被认定为国家级高新技术企业，湖北省第一家博士后医药产业基地。
公司主要生产销售医药原料药和医药制剂以及甲醇、二甲醚、聚丙烯等化工产品。
2012公司实现销售收入77937万元。
公司目前拥有年产50万吨二甲醚、3万吨聚丙烯生产装置，医药方面拥有各类符合cGMP等国际规范的吨级规模原料药生产装置十多套，公斤级特色原料药生产装置八套。
公司的解热镇痛药在国际上已有重要影响，除目前已处于亚洲第一、世界前二的产品布洛芬外，其它解热镇痛类药包括国家二类新药奥沙普秦、四类新药右旋布洛芬、三类新药赖氨洛芬等均为国内首家开发上市，它们和布洛芬一起已批量销往国外多家著名制药公司。
公司的特色原料药盐酸格拉司琼、磷酸氟达拉滨、米力农、氟马西尼等均通过了美国FDA认证，托拉塞米原料药通过了欧洲COS认证，另还有多个原料药产品也已完成了美国DMF或欧洲EDMF的研究及编制工作，正在实施欧美药政注册。
公司至今已有7个原料药取得欧洲COS证书或通过美国FDA 认证。
年产35万吨丙烯腈合成工段工艺设计
丙烯腈是一种重要的有机化工原料，在合成纤维、橡胶及塑料等领域有广泛的应用。
本文将对年产3.5万吨丙烯腈合成工段的工艺设计进行详细介绍。
1.原料及工艺流程：主要原料为丙烯、氰化氢和氨水。
工艺流程包括预聚合、纳米银催化预处理、氰化反应、分离及净化等步骤。
2.预聚合：在预聚合反应釜内，将丙烯加入反应器中，加入适量的过硫酸铵作为引发剂，反应温度控制在40-60摄氏度，反应时间控制在2-4小时。
预聚合反应生成的产物经过后续分离，得到丙烯腈的预聚物。
3.纳米银催化预处理：将预聚物经过过滤、浓缩等处理步骤，得到的丙烯腈预处理物。
将预处理物与纳米银催化剂进行混合，反应温度控制在50-70摄氏度，反应时间控制在2-4小时。
纳米银催化预处理能够提高丙烯腈的氰化反应速率，减少副反应产物的生成。
4.氰化反应：将纳米银催化处理后的预处理物，加入氰化氢和氨水，反应温度控制在50-70摄氏度，反应时间控制在4-6小时。
氰化反应得到的产物经过后续分离，得到丙烯腈产品。
5.分离及净化：将氰化反应得到的产物进行提纯，去除杂质和副产物。
首先将反应混合物通过加热器进行升温至适宜的温度，然后进入精馏器进行精馏分离。
通过不同馏分的收集，得到纯度较高的丙烯腈产品。
6.环境保护：为了减少工艺过程中的环境污染，可以在各个环节设置相应的废气、废液处理设备，对废气进行洗涤、吸收和焚烧处理，对废液进行中和、沉降和过滤处理，以实现废物的资源化和无害化处理。
7.安全措施：在工艺设计中，需要考虑火灾、爆炸、中毒等安全问题，设置自动控制装置和安全监测系统，确保工艺操作的安全可靠。
8.节能措施：在工艺设计中，应充分考虑节能措施，如加热系统的优化设计、余热回收利用等，以提高能源利用效率，减少工艺过程的能源消耗。
以上是年产3.5万吨丙烯腈合成工段的工艺设计的详细介绍，通过合理的工艺流程设计、环境保护和安全措施的考虑，能够实现高效、安全和可持续的丙烯腈生产。
丙烯腈合成工段的工艺设计
丙烯腈合成工段的工艺设计
丙烯腈合成工段的工艺设计如下：
1. 原料准备：丙烯、氨气和氧气是丙烯腈合成的主要原料，应当确保这些原料的纯度和质量符合要求。
2. 反应器选择：丙烯腈的生产可以使用插管反应器或连续反应器，根据生产规模和要求来选择反应器。
3. 反应条件：丙烯腈的合成反应需要在高温高压下进行，最常用的反应条件是150-200℃，1.5-3.0 MPa的反应条件。
4. 催化剂选择：丙烯腈合成反应需要催化剂的参与，最常用的催化剂是氰化钠或氢氰酸，在选择催化剂时应当考虑到对环境和人身安全的影响。
5. 分离纯化：反应产物需要进行分离纯化，常用的分离技术包括蒸馏、冷凝和萃取等。
6. 装置设备：生产装置应包括反应器、分离设备、储罐、泵和管道等，确保安全性和生产效率。
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。
丙烯腈的生产工艺
丙烯腈的生产工艺
丙烯腈是一种无色液体，是合成纤维原料的重要物质。
以下是丙烯腈的生产工艺流程：
1. 原料准备：丙烯腈的原料主要是氨和丙烯。
氨可以通过硫氰酸钠和水反应产生，丙烯则是通过石化工业提炼石油或裂解碳氢化合物得到。
2. 反应器配置：将原料氨和丙烯分别输送到反应器中，并加入适量的溶剂和催化剂。
反应器通常采用不锈钢材料，并具有搅拌装置和加热装置以维持反应温度。
3. 缩聚反应：在反应器中，催化剂的作用下，丙烯与氨发生缩聚反应，生成丙烯腈。
该反应需要在适宜温度和压力下进行，通常反应温度为150-200℃，压力为1-10 MPa。
4. 分离提纯：反应结束后，将反应物通过冷凝器冷却，将氨和溶剂从丙烯腈中分离出来。
通常采用蒸汽蒸馏、水洗等工艺对丙烯腈进行提纯，以去除杂质。
5. 产品处理：提纯后的丙烯腈可以直接用作纤维原料，也可以经过后续处理得到其他化工产品。
例如，丙烯腈可以与乙烯和苯乙烯进行共聚反应，制得聚合物，用于制造合成纤维。
6. 废物处理：生产过程中产生的废气和废水应进行处理，以减少对环境的污染。
废气可以通过脱硫、脱氮等方法进行处理，废水则需要经过处理站进行处理和过滤。
总结：丙烯腈的生产工艺包括原料准备、反应器配置、缩聚反应、分离提纯、产品处理和废物处理等步骤。
这些工艺保证了高纯度的丙烯腈产物，并对环境进行了充分考虑。
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
年产万吨丙烯腈合成工段工艺设计《课程设计》成绩评定栏化工工艺设计课程设计任务书第一部分概述丙烯腈的性质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：。
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L，在空中的爆炸极限为~%（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4050607080表 1-2 丙烯腈的主要物理性质丙烯腈的化学性质及应用丙烯腈分子中含有双键及氰基（-CN ），其化学性质非常活泼，可以发生加成、聚合、水解、醇解、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，由此可制得合成纤维、塑料、涂料和粘合剂等。
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。
丙烯腈的生产状况世界丙烯腈生产与消费概况全世界丙烯腈的生产主要集中在美国、西欧和日本等国家和地区。
全世界1999年丙烯腈总生产能力为，万t(见表1-3) 。
美国、日、西欧丙烯腈生产能力合计为357万t，占世界总能力的％。
1999年世界丙烯腈需求量为480万t，产量470万t。
预计到2000年，世界丙烯腈总生产能力将达到585万t，产量及消费量将达到507万t。
其中用于腈纶的消费量为275万t，用于ABS、AS为126万t，其它106万t(见表1-4)。
今年台塑公司4月和年末各有10万t/a装置投产、美国Solutia公司8月25万t/a装置建成，还会增加45万t生产能力。
2000年是日本旭化成、三菱化学和韩国东西石油化学、泰光产业等公司的定期检修年，这会缓和对新增能力投产的冲击。
表1-3 1999年世界丙烯腈生产能力(万t/a)表1-4 世界丙烯腈消费结构(万t)国内生产概况我国内烯腈生产起步于1968年。
八十年代开始，我国丙烯腈工业发展很快，从国外引进技术目前正在运行的生产装置有9套 (包括中国台湾省) , 总生产能力为万t，加上采用国内技术的生产装置，总生产能力为万t。
正在计划建设的生产装置有上海石化公司25万t ／a，金陵石化公司万t／a。
另外，有不少装置也准备将其生产能力扩大。
到2000年，我国丙烯腈总生产能力可达80多万t，其中中国大陆丙烯腈生产能力可达42万～45万t/a，台湾省丙烯脂生产能力为38万t/a。
这样，我国2000年丙烯腈总生产能力将居世界第二位，而仅次于美国。
我国丙烯腈生产能力。
见表1-5。
我国丙烯腈发展方向 丙烯氨氧化的原理 化学反应在工业生产条件下,丙烯氨氧化反应是一个非均相催化氧化反应:O H CHCN CH O NH CH CH CH 222323323+=−−−→−++= mol kJ H /5.512-=∆与此同时,在催化剂表面还发生如下一系列主要的副反应。
（1）生成乙腈(ACN)：O H CN CH O NH CH CH CH 2323233232323+−−−→−++= mol kJ H /3.362-=∆（2）生成氢氰酸(HCN)。
O H HCN O NH CH CH CH 223236333+−−−→−++=mol kJ H /5.315-=∆（3）生成丙烯醛。
O H CHCHO CH O CH CH CH 22223+=−−−→−+=mol kJ H /1.353-=∆(4)生成二氧化碳。
O H CO O CH CH CH 222233329+−−−→−+= mol kJ H /641-=∆上述副反应中,生成乙腈和氢氰酸的反应是主要的。
CO2、CO 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。
除上述副反应外,还有生成微量丙酮、丙腈、丙烯酸和乙酸等副反应。
催化剂丙烯氨氧化所采用的催化剂主要有两类,即Mo系和Sb系催化剂。
（1）Mo系催化剂工业上最早使用的是P-Mo-Bi-O(C-A)催化剂,其代表组成为PBi9Mo12O52。
活性组分为MoO3和的作用是夺取丙烯中的氢,Mo的作用是往丙烯中引入氧或氨。
因而是一个双功能催化剂。
P是助催化剂,起提高催化剂选择性的作用。
这种催化剂要求的反应温度较高(460～490℃),丙烯腈收率60%左右。
由于在原料气中需配入大量水蒸气,约为丙烯量的3倍(mol),在反应温度下Mo和Bi因挥发损失严重,催化剂容易失活,而且不易再生,寿命较短,只在工业装置上使用了不足10年就被C-21、C-41等代替。
（2）Sb系催化剂Sb系催化剂在60年代中期用于工业生产,有Sb-U-O、Sb-Sn-O和Sb-Fe-O等。
初期使用的Sb-U-O催化剂活性很好,丙烯转化率和丙烯腈收率都较高,但由于具有放射性,废催化剂处理困难,使用几年后已不采用。
Sb-Fe-O催化剂由日本化学公司开发成功,即牌号为NB-733A和NB-733B催化剂。
据文献报道,催化剂中Fe/Sb比为1∶1(mol),X光衍射测试表明,催化剂的主体是FeSbO4,还有少量的Sb2O4。
工业运转结果表明,丙烯腈收率达75%左右,副产乙腈生成量甚少,价格也比较便宜,添加V、Mo、W等可改善该催化剂的耐还原性。
反应机理和动力学丙烯氨氧化生成丙烯腈的反应机理,目前主要有两种观点。
可简单地用下式表示。
第二部分 生产方案选择 第三部分 工艺流程设计 丙烯腈工艺流程示意图 小时生产能力按年工作日300天，丙烯腈损失率3%，设计裕量为6%，年产量为万吨计算，则每天每小时产量：h kg /36.53072430003.106.1100035000=⨯⨯⨯⨯第四部分 物料衡算和热量衡算 反应器的物料衡算和热量衡算 计算依据（1）丙烯腈产量 h ，即F=h（2）原料组成（摩尔分数） 丙烯（C 3H 6）85%，丙烷（C 3H 8）15% （3）进反应器的原料配比（摩尔分数）为C 3H 6:NH 3:O 2:H 2O=1::23:3 反应后各产物的单程收率为：（4）操作压力 进口： ，出口：（5）反应器进口气体温度110℃，反应温度470℃，出口气体温度360℃ 物料衡算（1）反应器进口原料气中各组分的流量 C 3H 6:7002.1kg/h =/h 166.72kmol =100.03/0.6 C 3H 8：h kg h kmol /53.1294/42.2915.085.072.166==⨯ NH 3：h kg h kmol /95.2975/06.17505.172.166==⨯ O 2：h kg h kmol /59.12270/46.3833.272.166==⨯ H 2O ：h kg h kmol /88.9002/16.500372.166==⨯ N 2：h kg h kmol /12.40391/54.144279.021.046.383==⨯ （2）反应器出口混合气中各组分的流量丙烯腈：h F=h 乙腈 ：h kg h kmol /77.717/51.1707.072.16623==⨯⨯丙烯醛：h kg h kmol /53.65/17.1007.072.166==⨯ CO 2：h kg h kmol /84.2640/02.6012.072.1663==⨯⨯ HCN ：h kg h kmol /78.877/51.32065.072.1663==⨯⨯ C 3H 8：h kg h kmol /53.1294/42.29=N 2：h kg h kmol /12.40391/54.1442=O 2：hkg h kmol /4.2950/20.9202.6023951.1717.151.3203.1002346.383==⨯⨯----⨯-C 3H 6：hkg h kmol /98.966/02.2302.603101.10051.173217.151.323172.166==⨯--⨯--⨯-NH 3：h kg h kmol /17.425/01.2503.10051.1751.3206.175==--- H 2O ：hkg h kmol /64.17306/48.96117.102.6051.17251.32203.100316.500==++⨯+⨯+⨯+（3）：反应器物料平衡表热量衡算查阅相关资料获得各物质各物质0～110℃、0～360℃、0～470℃的平均定压比热容（1）浓相段热衡算求浓相段换热装置的热负荷及产生蒸汽量 假设如下热力学途径：各物质25~t ℃平均比热容用0~t ℃的平均比热容代替，误差不大 因此:h kJ /23.7916940)11025()883.188.9002046.112.40391941.059.12270301.295.297505.253.1294841.11.7002(1-=-⨯⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=∆H hkJ /106752100)6411002.601.3531017.15.3151051.323.3621051.175.5121003.100(333332-=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯-=∆HhkJ /75.48814314)25470()213.184.2640172.253.651.278.877724.177.717029.236.5307092.264.17306109.112.40391046.14.2950939.217.425347.353.1294929.298.966(3=-⨯⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=∆H hkJ /48.6585472575.4881431410675210023.7916940321-=+--=∆H +∆H +∆H =∆H若热损失取 的5%，则需有浓相段换热装置取出的热量（即换热装置的热负荷）为：h kJ Q /21.6256198948.65854725)05.01(=⨯-=浓相段换热装置产生 的饱和蒸汽（饱和温度143℃） 143℃饱和蒸汽焓：2736/steam i kJ kg = 143℃饱和水焓：2601.2/H O i kJ kg=所以：kg/h 78.293052.601-273621.62561989产生的蒸汽量==（2）稀相段热衡算求稀相段换热装置的热负荷及产生蒸汽量 以0℃气体为衡算基准 进入稀相段的气体带入热为：hkJ /98.51556691)0470()213.184.2640172.253.651.278.877724.177.717029.236.5307092.264.17306109.112.40391046.14.2950939.217.425347.353.1294929.298.966(Q 1=-⨯⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=离开稀相段的气体带出热为：hkJ /11.37873108)0360()130.184.2640966.153.65933.178.877640.177.717874.136.5307008.264.17306088.112.40391004.14.2950636.217.425013.353.1294678.298.966(Q 2=-⨯⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=热损失取4%，则稀相段换热装置的热负荷为：hkJ Q Q /51.13136240)11.3787310898.51556691)(04.01())(04.0-1（Q 21=--=-=稀相段换热装置产生 的饱和蒸汽，产生的蒸汽量为：h kg G /38.61532.601273651.13136240=-=空气饱和塔的物料衡算和热量衡算 计算依据(1)入塔空气压力 ，出塔空气压力(2) 空压机入口空气温度30℃，相对温度80％，空压机出口气体温度170℃(3) 饱和塔气、液比为(体积比)，饱和度(4) 塔顶喷淋液为乙腈解吸塔釜液，温度105℃，组成如下:(5) 塔顶出口湿空气的成分和量按反应器入口气体的要求为: O 2：h ，即hN 2： kmol/h ，即 kg/h H 2O ：h ，即 kg/h 物料衡算 （1）进塔空气量h kg h /71.52661/kmol 182654.144246.383进塔干空气量==+=查得30℃，相对湿度80%时空气温含量为水气/kg 干空气．因此，进塔空气带入的水蒸气量为：h kg /56.115871.52661022.0=⨯（2）进塔热水量气、液比为，故进塔喷淋液量为：h m /75.1674.1521263.01013.027********.2218263=⨯⨯+⨯⨯ 塔顶喷淋液105℃的密度为 ，因此进塔水的质量流量为：h kg /05.16070395875.167=⨯（3）出塔湿空气量出塔气体中的 O 2、N 2、H 2O 的量与反应器入口气体相同，因而： O 2：h ，即hN 2： kmol/h ，即 kg/h H 2O ：h ，即 kg/h （4）出塔液量kg/h73.15285832.7844-05.160703所以，出塔液流量kg/h32.784456.1158-88.9002塔内水蒸发量====热量衡算（1）空气饱和塔出口气体温度空气饱和塔出口气体中，蒸汽的摩尔分数为：%5.21%10016.50054.144246.38316.500=⨯++根据分压定律，蒸汽的实际分压为：MPa 05225.0243.0215.0P O H 22=⨯==y P O H饱和度为，．所以饱和蒸汽分压应为：Pa MP 64500a 0645.081.005225.0== 查饱和蒸汽表得到对应的饱和温度为90℃，因此，须控制出塔气体温度为90℃．才能保证工艺要求的蒸汽量 （2）入塔热水温度入塔水来自精制工段乙腈解吸塔塔釜，105℃ （3）由热衡算求出塔热水温度t 热衡算基准：0℃气态空气，0℃液态水 ①170℃进塔空气带入的热量Q 1：170℃蒸汽焓值为kg ，干空气在0~l70℃的平均比热容1.004kJ/(kg K)p c =⋅h/kJ 11.122013353.277356.1158）0-170（004.1）12.4039159.12270（Q 所以，1=⨯+⨯⨯+=②出塔湿空气带出热量Q 290℃蒸汽焓2660kJ/kg ，空气比热容取K kg kJ C p ⋅=/004.1hJ Q /k 92.28706172266088.9002)090(004.1)12.4039159.12270(2=⨯+-⨯⨯+=③105℃入塔喷淋液带入热量Q 3h J Q /k 93.70600063）0-105(184.405.1607033=⨯⨯=④求出塔热水温度t出塔热水带出热量:h tkJ t Q /93.639560184.473.1528584=⨯= 热损失按5%者，则h J Q /k 95.4140069）93.7060006311.12201335（05.0损=+⨯=热平衡方程Q 1+Q 3=Q 2+Q 4+Q 损 即.11+.93=.92++ 解得t=℃故，出塔热水温度为℃ 氨中和塔物料衡算和热量衡算 计算依据（1）入塔气体流量和组成与反应器出口气体相同 （2）在中和塔内全部氨被硫酸吸收，生成硫酸铵 （3）新鲜硫酸吸收剂的含量为93％(wt) （4）塔底出口液体(即循环液)的组成如下 组分 水 AN ACN HCN 硫酸 硫酸铵 合计 %（wt ）100（5）进塔气温度l80℃，出塔气温度76℃，新鲜硫酸吸收剂温度30℃ （6）塔顶压力，塔底压力图2 氨中和塔局部流程1—氨中和塔； 2—循环冷却器物料衡算（1）排出的废液量及其组成进塔气中含有 h 的氨，在塔内被硫酸吸收生成硫酸铵 氨和硫酸反应的方程式：424423)(2SO NH SO H NH =+424)(SO NH 的生成量，即需要连续排出的424)(SO NH 的流量为：h kg /66.165017213217.425=⨯⨯塔底排出液中,(NH 4)2SO 4的含量为%（wt ），因此，排放的废液量为:94.5341309.0/66.1650= 排放的废液中．各组分的量: H 2O ：h kg /83.36606853.094.5341=⨯ AN ：h kg /60.10003.094.5341=⨯ CAN ：h kg /07.10002.094.5341=⨯ HCN ：h kg /85.000016.094.5341=⨯ H 2SO 4：h kg /71.26005.094.5341=⨯ (NH 4)2SO 4：h kg /66.1650309.094.5341=⨯（2）需补充的新鲜吸收剂（93%的H 2SO 4）的量为：h kg /45.134693.0/)1729817.425005.094.5341(=⨯⨯+⨯ （3）出塔气体中各组分的量 C 3H 6：h=h C 3H 8: h=hO 2：h=h N 2：h=h AN ：：：h=h HCN ：：h=h H 2O ：+×热量衡算 （1）出塔气体温度298.042.2902.2320.9254.144202.10050.1717.151.3260.0234.73634.7362=+++++++++=O H y塔顶气体中实际蒸汽分压为： P H2O =y H2O P=×=设饱和度为，则与出塔气体温度平衡的饱和蒸汽分压为：MPa P O H 0371.098.00364.02==ο 入塔喷淋液的硫酸铵含量为：O gH SO NH g 2424100/)(4553.689.30100=⨯已知硫酸铵上方的饱和蒸汽压如表根据入塔喷淋液的硫酸铵含量和P H2O 的值，内插得到出：塔气的温度为℃ （2）入塔喷淋液温度入塔喷淋液温度比气体出口温度低℃，故为70℃ （3）塔釜排出液温度 y H2O =入塔气水蒸汽分压：P H2O =y H2O P=×=在釜液(NH 4)2SO 4含量(O gH SO NH g 2424100/)(45)下溶液上方的饱和蒸汽分压等于时的釜液温度即为釜液的饱和温度，用内插法从表中得到，饱和温度为℃，设塔釜液温度比饱和温度低℃ 即81℃。