年产一万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。
年产9.5 万吨丙烯腈合成工段实用工艺设计
年产9.5 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第一部分概述 (7)第二部分生产方案选择 (7)第三部分生产流程设计 (8)第四部分物料衡算与热量衡算 (10)4.1小时生产能力 (10)4.2反应器的物料衡算和热量衡算 (10)4.2.1计算依据 (10)4.2.2物料衡算 (10)4.2.3热量衡算 (12)4.3空气饱和塔物料衡算和热量衡算 (13)4.3.1计算依据 (13)4.3.2物料衡算 (14)4.3.3热量衡算 (15)4.4氨中和塔物料衡算和热量衡算 (16)4.4.1计算依据 (16)4.4.2物料衡算 (17)4.4.3热量衡算 (18)4.5 换热器物料衡算和热量衡算 (21)4.5.1计算依据 (21)4.5.2物料衡算 (22)4.5.3热量衡算 (22)4.6 水吸收塔物料衡算和热量衡算 (23)4.6.1计算依据 (23)4.6.2物料衡算 (23)4.6.3热量衡算 (25)4.7 空气水饱和塔釜液槽 (27)4.7.1计算依据 (27)4.7.2物料衡算 (27)4.7.3热量衡算 (28)4.8 丙烯蒸发器热量衡算 (29)4.8.1计算依据 (29)4.8.2有关数据 (29)4.8.3热衡算求丙烯蒸发器的热负荷和冷冻盐水用量 (29)4.9 丙烯过热器热量衡算 (29)4.9.1计算依据 (29)4.9.2热衡算 (29)4.10 氨蒸发器热量衡算 (30)4.10.1计算依据 (30)4.10.2有关数据 (30)4.10.3热衡算求氨蒸发器的热负荷和加热蒸汽用量 (30)4.11 氨气过热器 (30)4.11.1计算依据 (30)4.11.2热量衡算 (30)4.12 混合器 (30)4.12.1计算依据 (30)4.12.2热衡算 (31)4.13 空气加热器的热量衡算 (31)4.13.1计算依据 (31)4.13.2热衡算 (32)第五部分主要设备工艺计算 (32)5.1反应器 (32)5.1.1计算依据 (32)5.1.2浓相段直径 (32)5.1.3浓相段高度 (33)5.1.4扩大段（此处即稀相段）直径 (33)5.1.5扩大段高度 (33)5.1.6浓相段冷却装置的换热面积 (33)5.1.7稀相段冷却装置的换热面积 (34)5.2 空气饱和塔 (34)5.2.1计算依据 (34)5.2.2塔径的确定 (34)5.2.3填料高度 (36)5.3 水吸收塔 (36)5.3.1计算依据 (36)5.3.2塔径的确定 (36)5.3.3填料高度 (37)5.4 丙烯蒸发器 (38)5.4.1计算依据 (38)5.4.2丙烯蒸发器换热面积 (38)5.5 循环冷却器 (40)5.5.1计算依据 (40)5.5.2计算换热面积 (40)5.6 氨蒸发器 (42)5.6.1计算依据 (42)5.6.2计算换热面积 (42)5.7 氨气过热器 (43)5.7.1计算依据 (43)5.7.2计算换热面积 (43)5.8 丙烯过热器 (43)5.8.1计算依据 (43)5.8.2计算换热面积 (43)5.9 空气加热器 (44)5.9.1计算依据 (44)5.9.2计算换热面积 (44)5.10 循环液泵 (45)5.11 空气压缩机 (45)5.12中和液贮槽 (46)第六部分设计心得 (46)参考文献 (47)第七部分附录 (47)年产9.5 万吨丙烯腈合成工段工艺设计摘要：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。
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)。
年产9.5 万吨丙烯腈合成工段工艺设计
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目录第一部分概述................................. 错误!未定义书签。
第二部分生产方案选择.......................... 错误!未定义书签。
第三部分生产流程设计.......................... 错误!未定义书签。
第四部分物料衡算与热量衡算.................... 错误!未定义书签。
小时生产能力.................................... 错误!未定义书签。
反应器的物料衡算和热量衡算...................... 错误!未定义书签。
计算依据 ........................................... 错误!未定义书签。
物料衡算 ........................................... 错误!未定义书签。
热量衡算 ........................................... 错误!未定义书签。
空气饱和塔物料衡算和热量衡算.................... 错误!未定义书签。
计算依据 ........................................... 错误!未定义书签。
物料衡算 ........................................... 错误!未定义书签。
热量衡算 ........................................... 错误!未定义书签。
氨中和塔物料衡算和热量衡算...................... 错误!未定义书签。
计算依据 ........................................... 错误!未定义书签。
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。
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1. 原料制备。
原丙烯脱硫，去除丙烯中的硫化物，防止催化剂中毒。
(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。
丙烯腈合成工段的工艺设计
丙烯腈合成工段的工艺设计前言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℃冰点：－83.5 ℃生成热：184.2 kJ/mol(25℃) 燃烧热：1761.5 kJ/mol 聚合热：72.4 kJ/mol 蒸汽压：11.0KPa(20℃) 闪点：0℃自燃点：481℃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 (19)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 (23)3.1.7 空气水饱和塔釜液槽 (25)3.1.8 丙烯蒸发器热量衡算 (26)3.1.9 丙烯过滤器热量衡算 (26)3.1.10 氨蒸发器热量衡算 (27)3.1.11 气氨过热器 (27)3.1.12 混合器 (27)3.1.13 空气加热器的热量衡算 (28)3.2 主要设备的工艺计算 (29)3.2.1 流化床合成反应器 (29)3.2.2 空气饱和塔 (30)3.2.3 丙烯蒸发器 (33)4 车间布置设计 (35)4.1 厂房建筑 (35)4.2 生产操作 (35)4.3 设备装修 (35)4.4 安全要求 (36)4.5 车间布置说明 (36)5 环境保护和安全措施要求 (37)5.1 丙烯腈生产中的三废处理 (37)5.2 生产安全及防护措施 (37)6 结论 (39)参考文献 (41)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。
毕业设计(论文)-年产一万吨丙烯腈合成工段工艺设计[管理资料]
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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)工艺技术方案及原理 (2)设备方案 (3)工程方案 (3)三、物料衡算和热量衡算 (3)生产工艺及物料流程 (3)小时生产能力 (5)物料衡算和热量衡算 (5)反应器的物料衡算和热量衡算 (5)废热锅炉的热量衡算 (7)空气饱和塔物料衡算和热量衡算 (8)氨中和塔物料衡算和热量衡算 (10)换热器物料衡算和热量衡算 (13)水吸收塔物料衡算和热量衡算 (15)空气水饱和塔釜液槽 (18)丙烯蒸发器热量衡算 (19)丙烯过热器热量衡算 (19)氨蒸发器热量衡算 (20)气氨过热器 (20)混合器 (20)空气加热器的热量衡算 (21)吸收水第一冷却器 (21)吸收水第二冷却器 (22)吸收水第三冷却器 (22)四、主要设备的工艺计算 (22)空气饱和塔 (22)水吸收塔 (24)合成反应器 (26)废热锅炉 (27)丙烯蒸发器 (29)循环冷却器 (30)吸收水第一冷却器 (31)吸收水第二冷却器 (32)吸收水第三冷却器 (33)氨蒸发器 (34)气氨过热器 (35)丙烯过热器 (35)空气加热器 (35)循环液泵 (36)空气压缩机 (36)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) (44) (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。
在常温常压下丙烯腈是无色液体，味甜，微臭，℃。
丙烯腈有毒，／L，在空气中爆炸极限(体积分数)％～％，与水、苯、四氯化碳、甲醇、异丙醇等可形成二元共沸物。
丙烯腈分子中含有C—C双键和氰基，化学性质活泼，能发生聚合、加成、氰基和氰乙基等反应，制备出各种合成纤维、合成橡胶、塑料、涂料等。
毕业论文-年产1.2万吨丙烯腈合成工段的工艺设计
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 ................................................. 错误!未定义书签。
附录 (45)致谢 (46)摘要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 (also known as vinyl cyanide) is an important chemical compound used in the production of various products such as synthetic fibers, plastics, and rubber. The process of designing a production process for acrylonitrile involves several key steps.1. Feedstock Selection: The first step in designing an acrylonitrile production process is to select the appropriate feedstock. Acrylonitrile can be produced from propylene, ammonia, and oxygen. Propylene is a byproduct of petroleum refining and is readily available. Ammonia is obtained from the Haber-Bosch process, which involves the reaction of nitrogen and hydrogen. Oxygen can be obtained from the air.2. Catalytic Oxidation: The next step is the catalytic oxidation of propylene. This step involves the reaction ofpropylene with oxygen in the presence of a catalyst, typically a metal oxide such as bismuth molybdate or phosphomolybdic acid. The reaction is exothermic and requires careful temperature control to prevent runaway reactions. The oxidation reaction produces acrolein, which is an intermediate compound.3. Ammoxidation: The acrolein produced in the previous step is then reacted with ammonia in a process called ammoxidation. This step involves the reaction of acrolein with ammonia in the presence of a catalyst, typically a metal oxide such as bismuth molybdate or phosphomolybdic acid. The ammoxidation reaction produces acrylonitrile.4. Separation and Purification: The final step in the acrylonitrile production process involves the separation and purification of the acrylonitrile from the reaction mixture. This step typically involves distillation and other separation techniques to remove impurities and obtain pure acrylonitrile.Overall, the design of an acrylonitrile productionprocess requires careful consideration of feedstock selection, reaction conditions, catalyst selection, and separation techniques. The process needs to be optimized to ensure high yield, purity, and efficiency.中文回答：丙烯腈是一种重要的化学物质，用于合成纤维、塑料和橡胶等各种产品。
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
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。
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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。
在常温常压下丙烯腈是无色液体，味甜，微臭，沸点77.3℃。
丙烯腈有毒，室内允许浓度为0.002mg／L，在空气中爆炸极限(体积分数)为3.05％～17.5％，与水、苯、四氯化碳、甲醇、异丙醇等可形成二元共沸物。
丙烯腈分子中含有C—C双键和氰基，化学性质活泼，能发生聚合、加成、氰基和氰乙基等反应，制备出各种合成纤维、合成橡胶、塑料、涂料等。
近年来，丙烷氨氧化生产丙烯腈的研究也取得长足进展，现已处于中试阶段。
这一方面是由于价格的因素，丙烷的价格比丙烯低得多，另一方面也为惰性的丙烷开拓了新的应用领域。
但就目前的技术水平来看，固定资产投资大，转化率低，选择性不高，目前报道的丙烷的转化率67％，选择性60％，还难以和丙烯氨氧化法相竞争，但其前景看好，根据美国斯坦福研究所18万t／a丙烯腈概念设计，丙烷为原料生产丙烯腈的成本只是丙烯的64％。
研究开发的催化剂主要有V-Sb-Al-O、V-Sb-W-Al-O、Ga-Sb-A1-O、V-Bi-Mo-O等。
丙烯腈是重要的有机原料，主要用于橡胶合成（如丁腈橡胶）、塑料合成（如ABS，AS树脂、聚丙烯酰胺等）、有机合成、制造腈纶、尼龙66等膈成纤维、杀虫剂、抗水剂、粘合剂等。
设计任务①设计项目名称丙烯腈合成工段②生产方法以丙烯、氨、空气为原料，用丙烯氨氧化法合成丙烯腈。
③生产能力年生产天数300天，产量10000t/a丙烯腈。
④原料组成液态丙烯原料含丙烯85%（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）。
2、生产方案2.1 工艺技术方案及原理20世纪60年代以前，丙烯腈的生产采用环氧乙烷、乙醛、乙炔等为原料和HCN反应制得，但HCN有剧毒，生产成本高。
1960年美国Standard石油公司(Sohio)(现BP公司)开发成功丙烯氨氧化一步合成丙烯腈新工艺，又称Sohio法。
由于丙烯价廉易得，又不需剧毒的HCN，从此丙烯腈的生产发生了根本的变化。
迄今为止，丙烯腈的工业生产都以此方法进行。
丙烯氨氧化制丙烯腈主要有五种工艺路线，即Sohio法、Snam法、Distiners-Ugine法、Montedison UOP和O.S.W法，上述五种工艺路线的化学反应完全相同，丙烯、氨和空气通过催化剂生成丙烯腈，其中Sohio法和Montedison-UOP法采用流化床反应器，其他方法采用固定床反应器。
相比较而言，Sohio法有一定的先进性，Snam法和Distillers-Ugine法丙烯的消耗定额比较高，而固定床反应器的单台生产能力远小于流化床反应器，不利于扩大生产能力，而且固定床反应温度难以实现最优化操作，因此，目前Sohio法应用比较普遍，约占全球总生产能力的90％。
中国引进的也是Sohio技术。
本工程采用丙烯氨氧化的原理，丙烯氨氧化法制丙烯腈（AN）生产过程的主反应为C3H6+NH3+3/2O2 CH2=CHCN+3H2O该反应的反应热为（-△H r）298=586.5kJ/mol AN主要的副反应和相应的反应热数据如下：(1)生成氢化氰（HCN）C3H6 + 3NH3 +3O2 3HCN + 6H20（-△H r）298=315.1kJ/mol HCN(2)生成丙烯醛（ACL）C3H6 + O2 CH2=CH-CHO + H2O（-△H r）298=353.1kJ/mol ACN(3)生成乙腈（ACN）C3H6 + 3/2NH3 + 3/2O2 3/2CH3CN + 3H2O（-△H r）298=362.3kJ/mol ACN(4)生成CO2和H2OC3H6 + 9/2O2 3CO2 + 3H2O（-△H r）298=641kJ/mol CO22.2主要设备方案2.2.1 催化设备众所周知，在丙烯腈生产中，催化剂起着十分重要的作用。
催化剂正在不断地更新换代，实践证明，居世界领先水平的催化剂有美国BP的C-49MC、日本化学公司的NS-733D以及我国的MB-93、MB-96等。
这些催化剂的应用都可为丙烯腈的生产带来显著的经济效益。
从催化剂的国产化方面考虑，结合扩能改造，应逐步采用效能更为优异的MB-93和MB-96催化剂。
其余的车间工段装置，在相应的车间工段设立控制室，进行监视控制操作。
锅炉房电站生产装置的运行控制方式，采用炉机集中控制。
（包括炉、机、除氧给水系统）。
将炉机控制室设在装置建筑物内，以利于对机组进行监视控制。
2.2.2控制系统全厂选用一套中心DCS 系统，分别对仪表进行控制。
对连锁较多的装置还采用PLC系统。
DCS 及PLC系统考虑进口。
在线自动分析仪表，基本上采用国内引进技术生产的红外线自动分析器和紫外线自动分析器，在线质谱仪考虑进口，在线色谱仪选用国内引进技术生产的或者进口。
本系统也考虑了能联结全厂生产调度，操作管理站即生产总调度站，以及电气控制站及其马达控制中心和马达的驱动装置，从而实现生产过程综合自动化。
合成丙烯腈生产过程中，为了达到最佳的合成效果，H2/N2必须进行严格控制，由于工艺过程对H2/N2配比干扰因素较多，应迅速检测出氢氮比，为此选用采集周期短的质谱仪测出氢氮比，从而能实现多变量预估控制，并使合成塔入口的氢氮比，波动最小，得到最佳氢氮比，产生最好的经济效益。
2.3程方案土建工程方案选择及原则确定1)建筑结构设计符合技术先进、经济合理、安全适用2)在满足工艺生产的前提下，厂房布置尽量一体化，设备尽可能露天设置或采用敞开式，半敞开式。
3)尽量采用普及或放式通难度不大的建筑物配件。
4)充分利用地方建材3、物料衡算和热量衡算3.1、生产工艺及物料流程生产工艺流程示意图如下：流程简介如下：液态丙烯和液态氨分别经丙烯蒸发器和氨蒸发器气化，然后分别在丙烯过热器和氨气过热器过热到需要的温度后进入混合器；经压缩后的空气先通过空气饱和塔增湿，再经空气加热器预热至一定温度进入混合器。
混合气出口的高温气体先经废热锅炉回收热量，气体冷却到230℃左右进入氨中和塔，在70～80℃下用硫酸吸收反应器出口气体中未反应的氨，中和塔塔底的含硫酸铵的酸液经循环冷却器除去吸收热后，返回塔顶循环使用，同时补充部分新鲜酸液，并从塔釜排放一部分含硫酸铵的废液。
中和塔出口气体经换热器冷却后进入水吸收塔，用5～10℃的水吸收丙烯腈和其他副产物，水吸收塔塔底得到含丙烯腈约1.8%的丙烯腈水溶液，经换热器与氨中和塔出口气体换热，温度升高后去精制工段。
物料流程图示意如下：3.2、小时生产能力按年工作日300天，丙烯腈损失率3.1%、设计裕量6%计算，丙烯腈小时产量为h kg /86.151724300031.106.1100010000=⨯⨯⨯⨯3.3 物料衡算和热量衡算3.3.1反应器的物料衡算和热量衡算 (1)计算依据a. 丙烯腈产量 1517.86kg/h,即28.63kmol/hb.原料组成（摩尔分数） 含C 3H 6 85%,C 3H 8 15%c.进反应器的原料配比（摩尔分数）为 C 3H 6 : NH 3 : O 2 : H 2O ＝1:1.05:23:3e. 操作压力 进口0.203MPa, 出口0.162MPaf.反应器进口气体温度110℃，反应温度470℃，出口气体温度360℃g.化学参数如表（2）物料衡算a. 反应器进口原料气中各组分的流量C 3H 6 28.63/0.6=47.72 kmol/h=2004.2 kg/hC 3H 8 (47.72/0.85)×0.15= 8.42 kmol/h =370.5 kg/h NH 3 47.72×1.05=50.11 kmol/h = 851.87 kg/h O 2 47.72×2.3=109.76 kmol/h=3512.32 kg/hH 2O 47.72×3=143.16 kmol/h=2576.88 kg/hN 2 （109.76/0.21）×0.79=412.9 kmol/h=11561.4 kg/h b. 反应器出口混合气中各组分的流量丙烯腈(AN) 28.63 kmol/h=1517.86 kg/h乙腈(ACN) 3/2 ×47.72×0.07=5.01 kmol/h=205.4 kg/h 丙烯醛(ACL) 47.72×0.007=0.33 kmol/h=18.48 kg/hCO 2 3×47.72×0.12=17.18 kmol/h=755.9 kg/h HCN 3×47.72×0.065=9.31 kmol/h=251.2 kg/h C 3H 8 8.42 kmol/h =370.5 kg/h N 2 412.9 kmol/h=11561.4 kg/hO 2 109.76-（3/2）×28.63-9.31-0.33-5.01-9/（3×2）×17.18 =26.40kmol/h=844.8 kg/h C 3H 6 47.72-（1/3）×9.31-0.33-（2/3）×5.01-28.63-（1/3）×17.18=6.59 kmol/h =276.7kg/hNH 3 50.11-28.63-5.01-9.31=7.16 kmol/h=121.7 kg/hH 2O 143.16+3×28.63+2×5.01+2×9.31+17.18+0.33 =275.2 kmol/h=4953.6 kg/hc.反应器物料平衡表（3）热量衡算各物质0~t ℃的平均定压比热容如下浓相段热衡算求浓相段换热装置的热负荷及产生蒸汽量～t hkJ H /10266.2)11025)(883.188.2576046.14.11561941.032.3512301.287.85105.25.370841.12.2004(61⨯-=-⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=∆△H △H 2 △H 1△H 3hkJ H /10055.310)64118.171.35333.01.31531.93.36201.55.51263.28(732⨯-=⨯⨯+⨯+⨯+⨯+⨯-=∆hkJ H /10396.1)25470)(213.19.755172.248.18724.12.25110.24.205029.286.1517092.26.4953109.14.11561046.18.844929.27.121347.35.370929.27.276(73⨯=-⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=∆h kJ H H H H /10886.110396.110055.310266.27776321⨯-=⨯+⨯-⨯-=∆+∆+∆=∆ 若热损失取ΔH 的5%，则需由浓相段换热装置取出的热量（即换热装置的热负荷）为：Q=(1-0.05)×1.886×107=1.792×107kJ/h浓相段换热装置产生0.405Mpa 的饱和蒸汽（饱和温度143℃）， 143℃饱和蒸汽焓i steam =2736kJ/kg 143℃饱和水焓i H2O =601.2kJ/kg∴ 产生的蒸汽量=h kg /83942.601273610792.17=-⨯b.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 Q /10334.1)0470)(213.19.755172.248.18724.12.25110.24.205092.26.4953109.14.11561046.18.844939.27.121347.35.370929.27.276(71⨯=-⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯= 离开稀相段的气体带出的热为hkJ Q /10083.1)0360)(130.19.755966.148.18640.12.251933.14.205874.186.1517008.26.4953088.14.11561004.18.844636.27.121013.35.370678.27.276(72⨯=-⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=若热损失为4%，则稀相段换热装置的热负荷为6772110410.2)10083.110334.1)(04.01())(04.01(⨯=⨯-⨯-=--=Q Q Q稀相段换热装置产生0.405Mpa 的饱和蒸汽，产生的蒸汽量为h kg G /9.11282.601273610410.26=-⨯=3.3.2废热锅炉的热量衡算（1）计算依据a.入口气体和出口气体的组成与反应器出口气体相同b.入口气体温度360℃，压力0.162Mpac.出口气体温度180℃，压力0.152MPad.锅炉水侧产生0.405Mpa 的饱和蒸汽 （2）热衡算以0℃气体为衡算基准各物质在0～180℃的平均比热容为a. 入口气体带入热（等于反应器稀相段气体带出热b. h kJ Q /10083.171⨯=c.出口气体带出热hkJ Q /10269.5)0180)(004.19.755586.148.18485.12.251607.14.205552.186.1517925.16.4953154.14.11561962.08.844406.27.121343.25.370071.27.276(62⨯=-⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯= d. 热衡算求需要取出的热量Q 按热损失10%计，需取出的热量为h kJ Q Q Q /10005.5)10269.510083.1(9.0)(9.066721⨯=⨯-⨯=-=e. 产生蒸汽量产生0.405Mpa 饱和蒸汽的量为h kJ G /23442.601273610005.56=-⨯=3.3.3空气饱和塔物料衡算和热量衡算 （1）计算依据a.入塔空气压力0.263Mpa,出塔空气压力0.243 Mpab.空压机入口空气温度30℃，相对湿度80%，空压机出口气体温度170℃c.饱和塔气、液比为152.4（体积比），饱和度0.81e.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 2 109.76kmol/h 即3512.32kg/h N 2 412.9kmol/h 即11561.4kg/h H 2O 143.16kmol/h 即2576.88kg/h (2)物料衡算 a.进塔空气量进塔干空气量等于（109.76+412.9）=522.65kmol/h=15073kg/h查得30℃，相对湿度80%时空气湿含量为0.022水气/kg 干空气，因此，进塔空气带入的水蒸气量为 0.022×15073=331.6kg/h b.进塔热水量液比为152.4，故进塔喷淋液量为h m /59.494.1521263.01013.027********.22)9.41276.109(3=⨯⨯+⨯⨯+塔顶喷淋液（105℃）的密度为958kg/m 3,因此进塔水的质量流量为49.59×958=47507kg/h C.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，因此 O 2 109.76kmol/h 即3512.32kg/h N 2 412.9kmol/h 即11561.4kg/h H 2O 143.16kmol/h 即2576.88kg/h d.出塔液量塔内水蒸发量=2576.88—331.6=2245.28kg/h ∴ 塔液流量=47507—2245.28=45261.7kg/h e. 饱和塔物料衡算表a.空气饱和塔出口气体温度 从物料平衡表得知，空气饱和塔出口气体中，蒸汽的摩尔分数为0.215，根据分压定律，蒸汽的实际分压为MPa P y P O H o H 05655.0243.0215.022=⨯==因饱和度为0.81，所以饱和蒸汽分压应为： 0.05655/0.81=0.0698Mpa=69800Pa查饱和蒸汽表，得到对应的饱和温度为90℃，因此，必须控制出塔气体温度在90℃，才能保证工艺要求的蒸汽量b ．入塔热水温度 入塔水来自精制段乙腈解吸塔塔釜，105℃c.由热衡算求出热水温度t 热衡算基准：0℃气态空气，0℃液态水 （a ）170℃进塔空气带入热量Q 1170℃蒸汽焓值为2773.3kJ/kg,干空气在0~170℃的平均比热容）K kg kJ c p ·/(004.1= h kJ Q /10492.33.27736.3310170004.14.1156132.351261⨯=⨯+-⨯+=）（）（（b ）出塔湿空气量带出热量Q 290℃蒸汽焓2660kJ/kg,,空气比热容取1.044kJ/(kg ·K)h kJ Q /10217.8266088.2576090004.14.1156132.351262⨯=⨯+-⨯+=）（）（（c ）105℃入塔喷淋液带入热量Q 3h kJ Q /10087.2)0105(184.44750773⨯=-⨯=(d)求出塔热水温度t 出塔热水带出的热量用Q 4表示，则 t t Q 189375184.47.452614=⨯=按热损失5%计，则h kJ Q /10170.1)10983.110492.3(05.0676⨯=⨯+⨯= 热平衡方程 Q 1+Q 3=Q 2+Q 4+Q 代入数据：667610170.118937510217.810087.210492.3⨯++⨯=⨯+⨯t 解得t=79℃3.3.4氨中和塔物料衡算和热量衡算（1）计算依据a. 入塔气体流量和组成与反应器出口气体相同b.在中和塔内全部氨硫酸吸收，生成硫酸铵c.新鲜硫酸吸收剂的含量为93%（wt ）d.塔底出口液体的组成如下：组分 H 2O AN ACN HCN H 2SO 4 (NH 4)2SO 4合计 %（wt ）68.530.030.020.0160.530.90100ｅ．进塔温度180℃，出塔温度76℃，新鲜硫酸吸收剂温度30℃ｆ．塔顶压力0.122ＭＰａ，塔底压力0.142ＭＰａ （２）物料衡算a.排出的废液量及其组成进塔其中含有72.95kg/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如下： 2N H 3+H 2SO 4(N H 4)2SO 4硫酸铵的生成量，即需要连续排出的424)(SO NH 的流量为h kg /5.472172132121.7=⨯⨯塔底排出液中，424)(SO NH 的含量为30.9%（wt ），因此， 排放的废液量为472.5/0.309=1529.1kg/h 排放的废液中，各组分的量：H 2O 1529.1×0.6853=1047.9kg/h AN 1529.1×0.0003=0.459kg/h ACN 1529.1×0.0002=0.3058kg/h HCN 1529.1×0.00016=0.2447kg/h H 2SO 4 1529.1×0.005=7.647kg/h(NH 4)2SO 4 1529.1×0.309=472.7kg/ha. 需补充的新鲜吸收剂（93%硫酸）的量为：h kg /5.38593.0/21798121.70.0051529.1=⨯⨯+⨯）（ c.出塔气体中各组分的量 C 3H 6 276.7kg/h C 3H 8 370.5kg/h O 2 844.8kg/h N 2 11561.4kg/hAN 1517.86-0.459=1517.401kg/h ACN 205.4-0.3058=205.09kg/h ACL 18.48kg/hHCN 251.2-0.2447=250.96kg/h CO 2 755.9kg/hH 2O 出塔气中的水=入塔气中带入的水+新鲜吸收剂带入水-废液排出的水 =4953.6+385.5×0.07-1047.9=3932.685kg/h(3) 热衡算a. 出塔气体温度 塔顶气体中实际蒸汽分压为p H2O =y H2O p=0.2980×0.122=0.0363MPa设饱和度为0.98，则与塔气体温度平衡的饱和蒸汽分压为：P ○H2O =0.03636/0.98=0.0371MPa入塔喷淋液的硫酸铵含量为100×30.9/68.53=45g(NH 4)2SO 4/100g H 2O ，已知硫酸铵溶液上方的饱和蒸汽压如表10.1所示。