年产6000吨丙烯腈合成工段工艺设计

目录
1.《设计任务书》；
2.《项目建议书》；
3.《可行性研究报告》；
4.相应流程图
（1）物料流程图，
（2）带控制点的工艺流程图
（3）1台主要设备装配图
5 国内外丙烯腈生产现状与发展趋势
6 环境保护和安全措施要求
7 设计说明书
《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%）
C3H8 + 0.5O2 →C
H6(PEN) + H2O
3
C3H6 + 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CO
x
：C3H8+ 4O2 → 2CO+CO2 +4 H2O 13%
④生成氮气：2 NH
3 + 1.5 O
2
→N
2
+ 3 H
2
O
典型的反应条件为：温度: 850华氏度；压力: 约1atm；接触时间: 2-6s；
C
3H
8
:NH
3
:O
2
:N
2
＝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。

六，主要管道流速表。

五、研究方案
（1）结合文献资料对丙烷氨氧化法制丙烯腈的工艺流程和设备进行了解；
（2）对丙烷氨氧化工艺流程的反应器系统、急冷系统、吸收系统、回收塔系统、脱氰
塔系统等丙烯腈生产过程进行概念设计，使用化工软件对工艺流程进行模拟优化；
（3）对各个工艺过程进行优化设计与分析，找到最佳的工艺路线。

六，主要性质指标:
一，性状：无色或淡黄色液体，有特殊气味。

二，毒性：属于高毒性
三，挥发性：易挥发
四，主要用作生产合成纤维、合成树脂、合成橡胶、染料、医药等行业的重要原料。

丙烯腈是合成纤维，合成橡胶和合成树脂的重要单体。

七、课程设计进度安排
八、课程设计教材及主要参考资料
1．《化工设计概论》，侯文顺主编，北京：化学工业出版社，2005年
2．《化工工艺设计》，丁浩主编，上海：上海科学技术出版社，1989年
3．《化工工艺设计手册》，上海医药设计院主编，北京：化学工业出版社，1981年
4．《化工设计概论》，胡庆福主编，北京：科学技术出版社，1989年
5．《化工工艺设计概论》，李崇岳主编，天津：天津大学出版社，1994年
丙烯腈项目建议书
1 总论
1. 1 项目名称、承办单位
项目名称：6000t/a丙烯腈生产
项目承办单位：××有限公司
1.1.2 法人代表：××
1.1.3 项目负责人：××
1.1.4 联系方式：××
1.2 承办企业基本情况
1.2.1 企业概况
××企业是我镇最大丙烯腈生产厂家
1.2.2 职工人员情况
××有限公司现有职工 1018 人。

其中，技术人员 94 人，中级技术职称以上人员6 人，技术开发研究人员 16 人。

职工人均收入7200 元/年。

1.2.3 固定资产现状
2
投资生产场地总面积5000方米，其中厂房3000方米，土建投资300万元。

1.3 拟建地点经选择，定于在镇镇工业小区内
1.4 建设内容与规模规模较大
1.4.1 建设内容与规模
根据公司拟建的硝酸钾的生产规模，结合国内市场情况和企
业资金筹集能力,确定本项目的生产规模为年产6000t丙烯腈
1.5 建设起止年度
建设起止年度：2010 年 5 月至2011 年 11 月
1.6 概算投资
概算投资：765
2 项目建设的必要性和条件
2. 1 项目实施的必要性和经济意义
××有限公司是由××集团与××集团共同投资兴建的涉及
大型企业，主要产品丙烯腈畅销国内、远销海外，深受国内外
用户好评。

根据国家相关政策，结合××县的实际情况以及××
有限公司的现状，为了进一步扩大生产规模，满足市场需求，提
高经济效益，发挥企业现有技术及××地方原料充足优势，
增强企业发展后劲，决定镇镇工业小区内新上年产6000t丙烯腈工程项目。

3 建设规模与产品方案
3.1 产品方案
本项目方案确定为公称规模年产6000t丙烯腈
3.1 生产规模及产品方案
工厂操作天数：300 天/年计
4 工艺技术方案、设备方案和工程方案
4.1.1 工艺技术方案
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。

4.2 主要设备方案
4.2.1 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，当然，也应继续开发应用其他性能优良的催化剂。

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。

4.2.2 仪表类型的确定
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。

现场用的检测各类参数的变送器，采用技术性能先进可靠的全
电子式变送器（智能的与非智能的）。

调节阀采用技术先进，牢固可靠耐用的气动执行机构的调节阀。

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。

4.2.3 主要关键仪表选择
基于概述中的理由确定全厂采用一套中心 DCS 控制系统。

这
一套DCS 系统的操作站及控制站分布在净化合成控制室。

在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/H2 必须进行严格控制，由于工艺过程对 H2/H2 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。

4.4 工程方案
4.4.1 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
6000t/a丙烯腈生产线的可行性研究报告
一、办厂概况：
(一)项目名称：丙烯腈生产
(二)项目主管单位：某镇镇政府
(三)项目主办单位：某镇焦宝矿
(四)项目负责人：**
(五)企业负责人：**
(六)可行性研究工作负责人：**
(七)办厂条件：
1、原材料条件：我镇生产丙烯、氨工厂较多，符合丙烯腈生产要
求，就地取材，其经济价值十分可观。

２、厂址条件：经选择，定于在镇镇工业小区内，本厂厂前有小河，离镇火车站不到一公里，公路厂门通过，是一个背山面水，避风向阳，水源充足，交通便利的地方。

二、产品用途及市场行情：
（一）主要用途：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。

（二）行情：根据有关部门统计，市场行情看好，前景广阔。

二、综合生产计划：
（一）生产技术：聘请专业技术人员，培训本厂技术骨干１５人
１、质量标准：执行中华人民共和国石油化学工业部１９７５年５月１日颁布的《ＨＧＴ－３２－７７》标准。

２、物料供应：
丙烯10000-10100元/吨
氨 2000元/吨
3、产品产量：年产丙烯腈6000吨
三、资金概况和资金来源：
（一）资金概算
1、设备投资：
流化床反应器2台2万元冷凝器2台5万元
吸收塔2台50万元反应釜1台50万元废热锅炉2台37万元贮
排管16排15万元废水计量桶1个1万元
抽水泵2个3万元
化验设备1套22万元水塔1座8万元
供电设备1套30万元合计：223万元
2、投资生产场地总面积5000方米，其中厂房3000方米，土建投资300万元。

税 100万
3、流动资金投资142万元。

全部投资合计765万元
自筹资金300万元（包括房屋、土地、地磅等）银行贷款解决365万元。

合计365万元
四、经济效益分析：
（一）产品销售价格1.5万/吨
（二）产品单位成本
丙烯10000-10100元/吨
氨 3000元/吨
烟煤500元/吨
电费300元/吨，管理费用100元/吨
其他600元/吨
计10300元/吨
（三）经济效益
收入15000元/T—支出14500元/T=利500元/T
年利润300万元
（四）投资回收年限：税、利、旧合计765万元/年
三年可以收回全部投资。

五、环境污染的防治：
在丙烯腈生产中,有大量的工业污水产生,这些污水中含有氢氰酸、乙腈、丙烯腈和丙烯醛等有毒物质,如不经处理直接排放,
会污染水源,对人体和动、植物造成危害。

因此,国家对含氰废水
的排放有严格的规定,一定要将它们治理达到标准后,才准予排放。

六、实施工期：
在不受资金影响情况下，土建和设备采购可同步进行约半年，机械安装调试30天，实施工期7个月正常生产。

物料流程图
带控制点的工艺流程图
主要设备装配图
流化床反应器1.空气分布板;2.丙烯和氨分配管；
3.U形冷却管;
4.旋风分离器
国内外丙烯腈生产现状与发展趋势
丙烯腈是一种重要的有机化工原料，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。

1、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，523.3万t(见表1)。

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66.9％。

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2)。

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
右油化学、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11999年世界丙烯腈生产能力(万t/a) ┌───────┬─────┬──────┬─────┐
│国家和地区│生产能力│国家和地区│生产能力│
├───────┼─────┼──────┼─────┤
│美国│164.2│土耳
其│9.0│
├───────┼─────┼──────┼─────┤
│德国│44│巴
西│9.0│
├───────┼─────┼──────┼─────┤
│意大利│19│南
非│7.5│
├───────┼─────┼──────┼─────┤
│荷兰│18.5│印
度│ 3.0│
├───────┼─────┼──────┼─────┤
│西班牙│11.5│罗马尼
亚│8.0│
├───────┼─────┼──────┼─────┤
│英国│28.0│保加利
亚│ 4.5│
├───────┼─────┼──────┼─────┤
│墨西哥│16.5│日
本│71.8│
├───────┼─────┼──────┼─────┤
│韩国│37│俄罗
斯│24│
├───────┼─────┼──────┼─────┤
│中国(总计)│38.8│中国台湾省
│18.0│
├───────┼─────┴──────┴─────┤
│合
计│532.3
│
└───────┴──────────────────┘
表2世界丙烯腈消费结构(万t)
┌────────┬────┬────┬────┬────┬────┐
│年
份│1995│1996│1997│1998│2 000│
├────────┼────┼────┼────┼────┼────┤
│生产能
力│463│508│533│545
│585│
├────────┼────┼────┼────┼────┼────┤
│产量│415│437│451│
469│507│
├────────┼────┼────┼────┼────┼────┤
│消费量│415│437│451│46 9│507│
├────────┼────┼────┼────┼────┼────┤
│腈纶│231│244│251│26 0│275│
├────────┼────┼────┼────┼────┼────┤
│ABS/AS│100│107│110│11 5│126│
├────────┼────┼────┼────┼────┼────┤
│其它│84│86│90│94│106│
├────────┼────┼────┼────┼────┼────┤
│开工率(％)│90│86│85│86
│87│
└────────┴────┴────┴────┴────┴────┘美国现有丙烯腈生产装置6套，总计生产能力为164.2万t。

世界绝大多数丙烯
腈装置采用的技术是BP公司的。

1997年，BP公司丙烯腈生产能力占世界总丙烯腈
生
产能力的11.7％，占有份额最大。

目前，日本旭化成国内丙烯腈产量已达40万t，
供应能力达57万t，跃居为世界第二大丙烯腈生产厂家。

表3美国丙烯腈近年供求平衡(万t)
┌────┬───┬───┬───┬───┬───┬───────┐
││1997│1998│1999│2000│2005│年平均增长率％│
├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───────┤
│腈纶纤维│20.7│20.8│21.0│21.3│22.4│ 1.0│
├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───────┤
│ABS树脂│13.5│14.0│14.5│15.0│16.5│ 2.1│
├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───────┤
│己二腈│18.4│18.7│19.0│19.4│21.0│ 1.8│
├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───────┤
│丙烯酰胺│ 4.7│ 4.9│ 5.0│ 5.2│ 6.0│ 3.0│
├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───────┤
│丁腈橡胶│ 3.6│ 3.7│ 3.8│ 3.9│ 4.5│ 2.9│
├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───────┤
│SAB树脂│ 1.9│ 1.9│ 2.0│ 2.0│ 2.3│ 2.5│
├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───────┤
│其它│19.6│19.1│20.5│19.6│21.9│ 4.3│
├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───────┤│合计│81.8│83.0│85.9│86.4│94.6│ 2.0│
├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───────┤
│净出口│70.5│72.1│74.5│76.7│88.1││
├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───────┤
│产量│152.3│155.1│160.4│163.1│182.7│ 2.0│
└────┴───┴───┴───┴───┴───┴───────┘美国丙烯腈的开工率到1999年几乎达到满负荷，随着新增能力的开工，其开工
率会逐渐降低。

美国腈纶纤维的80％左右出口，主要出口到远东。

1997年美国丙烯
腈出口量几乎占本年产量的50％，预计如此高的出口比例可一直延续到2005年。

西欧的丙烯腈生产装置共有9套，其中最大的为德国Erdoelchemie公司和英国
BASF公司，各为28万t／g。

西欧丙烯腈用于腈纶纤维占的比例较大，其次为ABS/
SAN树脂。

中国是一个大的腈纶纤维和ABS树脂进口国，因此，中国这类产品的进口
和出口的增加和减少会对欧洲和美国的丙烯腈工业产生很大的影响。

据预测，在今后十年，西欧丙烯腈在腈纶纤维方面的需求将继续保持不景气的
状态。

由于聚丙烯酰胺需求的快速增长，所以丙烯酰胺对丙烯腈需求的增长最快。

据预测，2005年西欧丙烯腊总需求量为120.7万t，1996～2005年丙烯腈需求的年增
长率为0.9％。

(见表4)
近年，西欧丙烯腈供求平衡，这种状况将持续下去。

自1996年以来开工率一直
很高，直到2005年也将继续保持较高的水平。

见表5。

表4西欧丙烯腈用途(万t)
┌────┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬──────┐
│终端产品│1996│1997│1998│1999│2000│2005│年平均增长率│
├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼──────┤
│腈纶纤维│67.0│68.5│67.3│65.3│67.4│67.5│0.1│
├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼──────┤
│ABS/SAN│18.5│19.8│19.9│19.8│20.6│23.5│ 2.7│
├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼──────┤
│己二腈│10.0│10.2│10.2│10.2│10.5│11.5│ 1.6│
├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼──────┤
│丙烯酰胺│4.0│4.6│4.6│4.6│4.9│5.5│ 3.6│
├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼──────┤
│丁腈橡胶│5.0│5.3│5.3│5.3│5.4│5.6│ 1.3│
├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼─────
─┤
│其它│6.5│6.5│6.5│6.5│6.?│7.2│ 1.1│
├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼──────┤
│合计│110.0│114.9│113.9│111.6│115.4│120.7│0.9│
└────┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴──────┘
表5西欧丙烯腈供求平衡(万t)
┌─────┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
││1996│1997│1998│1999│2000│2005│
├─────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│能力│118.5│121.0│121.0│121.0│121.0│126.0│
├─────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│产量│111.5│114.9│113.9│111.6│115.4│120.7│
├─────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│开工率(％)│96│96│94│92│93│96│
└─────┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘
日本现有6个丙烯腈生产厂家，最大的厂家是旭化成公司，生产能力达37.7万t
／a。

日本1997年丙烯腈的需求量为70.6万t，预计2005年总需求量为77.5万t。

1996～2005年平均年增长率为1.1％，见表6。

表6日本丙烯腈终端产品应用(万t)
┌─────┬──┬──┬──┬──┬──┬──┬───────┐
││1996│1997│1998│1999│2000│2005│年平均增长率％│
├─────┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼───────┤│纤维│36.8│37.0│37.5│38.0│38.6│41.5│ 1.3│
├─────┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼───────┤
│树脂/橡胶│20.9│20.9│21.1│21.3│21.5│22.0│0.6│
├─────┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼───────┤
│其它│12.6│12.7│12.8│13.0│13.2│14.0│ 1.2│
├─────┼──┼──┼──┼──┼──┼──┼───────┤
│合计│70.3│70.6│71.4│72.3│73.3│77.5│ 1.1│
└─────┴──┴──┴──┴──┴──┴──┴───────┘
日本丙烯腈最主要的应用是腈纶纤维。

1997年腈纶消耗丙烯腈的比例为52.4％，
树脂与橡胶占29.7％，其它为17.9。

日本在1997年之前进口丙烯腈数量较大，是世
界上最大的丙烯腈进口国之一。

1997年之后，日本期望其供需能够平衡。

见表7。

表7日本丙烯臆供求平衡(万t)
┌─────┬────┬────┬────┬───┬───┬────┐
││1996│1997│1998│1999│2000│2005│
├─────┼────┼────┼────┼───┼───┼────┤
│生产能力│71.8│71.8│76.8│76.8│76.8│81.8│
├─────┼────┼────┼────┼───┼───┼────┤
│产量│67.5│68.6│71.4│72.3│73.3│77.5│├─────┼────┼────┼────┼───┼───┼────┤
│需求│70.3│70.6│71.4│72.3│73.3│77.5│└─────┴────┴────┴────┴───┴───┴────┘
韩国以前只有东西石油化学公司一家生产丙烯腈，1996年其生产能力由9万t ／
a扩大到11万t/a。

泰光产业公司于1998年建成25万t/a丙烯腈生产装置。

1997年韩国丙烯腈的需求量为35.5万t，其中66％用于晴纶纤维，但ABS对丙烯腈的需求增长最快。

2000年，韩国对丙烯腈需求将达60.0万t，1996-2000年丙烯腈需求的年平均增长速度为6.1％，而2000-2005年平均增长速度预计为3.3％。

韩国是一个丙烯腈进口国，随着泰光产业公司25万t／a丙烯腈装置的投产，其进口量将会明显地减少，其供需平衡如表8。

表8韩国丙烯腈供求平衡(万t)
┌────┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
││1996│1997│1998│1999│2000│2005│
├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│生产能力│11.0│11.0│36.0│36.0│36.0│41.0│
├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│产量│10.0│10.0│20.0│30.0│32.0│37.0│
├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│需求│31.6│35.5│36.5│38.0│40.0│47.0│
├────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│净进口量│21.1│25.5│16.5│8.0│8.0│10.0│
└────┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘
目前，印度只有IPCL一家公司生产丙烯腈，其生产能力为3万t/a。

计划于2000
年在古吉拉特新建一套10万t／a丙烯腈装置，另外，IOC公司也打算建一能力为7.5
万t／a的丙烯腈装置。

印度丙烯腈主要用于脂纶纤维的生产。

1996年丙烯腈的需求为9.5万t。

1996～2000年间年平均增长速度为10％，2000年需求量可达13.9万t。

在新装置建成之前，
印度丙烯腈的需求缺口较大，其供需平衡如表9表示。

表9印度丙烯腈供求平衡(单位：万t)
┌────┬──┬───┬───┬───┬───┬───┐
││1996│1997│1998│1999│2000│2005│
├────┼──┼───┼───┼───┼───┼───┤
│生产能力│3.0│3.0│3.0│3.0│13.0│20.5│
├────┼──┼───┼───┼───┼───┼───┤
│产量│2.7│2.7│2.7│2.7│7.0│16.0│
├────┼──┼───┼───┼───┼───┼───┤
│需求量│9.5│10.4│11.4│12.6│13.9│21.3│
├────┼──┼───┼───┼───┼───┼───┤
│净进口│6.8│7.7│8.7│9.9│6.9│5.3│
└────┴──┴───┴───┴───┴───┴───┘
另据报道，旭化成公司与沙特阿拉伯合建一25万t/a的丙烯腈生产装置。

沙特
因原料充足，拟以丙烷法生产，规模25万t／a，计划2003-2004年建成投产。

亚洲目前丙烯腈生产能力为153万t，2000年将达到178万t，而2000年亚洲丙烯腈总需求为235万t，按所有装置都以100％的开工率计，还需从域外进口57万t。

亚洲几套大型装置，如韩国泰光产业25万t／a装置、台塑20万t／a
及旭化成20万t／a装置建成后，将大大改善亚洲地区丙烯腈的供给状况。

因亚洲丙烯腈需求较大的增长，上述装置的投产也不会引起丙烯腈的过剩。

2、国内丙烯腈生产消费概况
2.1、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
58.8万t，加上采用国内技术的生产装置，总生产能力为59.3万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6.6万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10。

表10我国丙烯腈生产能力(万t/a)
┌───────────┬─────┬────┬──────┐
│生产厂家│生产能力│采用技术│备注│
├───────────┼─────┼────┼──────┤
│上海石化股份有限公司│5│BP技术│实际可达到7│
├───────────┼─────┼────┼──────┤
│大庆石化总厂化工一厂│6│BP技术││
├───────────┼─────┼────┼──────┤
│大庆油田聚合物厂│6│BP技术││
├───────────┼─────┼────┼──────┤
│齐鲁石化公司丙烯腈厂│4│BP技术││
├───────────┼─────┼────┼──────┤
│齐鲁石化公司齐胜化工厂│0.5│国内技术││
├───────────┼─────┼────┼──────┤
│兰化公司石化厂│ 3.2│BP技术││
├───────────┼─────┼────┼──────┤
│抚顺石化公司腈纶厂│5│BP技术│计划扩展7│
├───────────┼─────┼────┼──────┤
│吉化公司化肥厂│ 6.6│BP技术││
├───────────┼─────┼────┼──────┤
│安庆石化公司腈纶厂│5│BP技术││
├───────────┼─────┼────┼──────┤
│台湾CPDC公司│18│BP技术││
├───────────┼─────┼────┼──────┤
│合计│59.3││
│
└───────────┴─────┴────┴──────┘
我国内烯腈产量自进入90年代以来有较大的增长。

1998年我国丙烯腈产量仅为
8.05万t，1992年产量即达16.5万t。

随着新装置的投产，产量逐年增长，但还不能
满足国内对丙烯腈需求，需进口一定数量的丙烯腈，见表11。

表11我国近年丙烯腈产量和表观消费量(万t)
┌───┬────┬────┬────┬────┬──────┐
│年份│1995│1996│1997│1998│1999│
├───┼────┼────┼────┼────┼──────┤
│产量│25.4│26.7│28.0│34.2│40.0(估计)│
├───┼────┼────┼────┼────┼──────┤
│进口量│ 6.6│ 6.1│ 4.0│9.9│15.8│
├───┼────┼────┼────┼────┼──────┤│出口量│0.2038│0.0084│0.0015│0.0005│0.003│
└───┴────┴────┴────┴────┴──────┘
2.2、我国丙烯脂消费情况
近年来，我国的丙烯腈主要用于生产脂纶，大约占85％左右。

其次为ABS/S丙
烯腈树脂。

约占丙烯腈用量的6％～8％。

其他为现烯酰胺：大庆油田石化总厂新建
的5万t／a丙烯酰胺装置投产后，用于生产丙烯酰胺的丙烯腈量有较大幅度的增长，
约占3％。

1999年底，国内丙烯腈价格开始上涨，至今年4月初达10300～10700元／
t。

国际市场丙烯腈价格坚挺，亚洲市场价格也呈现上涨势头。

由于日本旭化成为
首的亚洲地区的丙烯腈生产装置相继进入检修期，丙烯腊有可能出现短期供不应求
的局面。

我国丙烯腈消费预测(不包括台湾省)
我国丙烯腈消费80％以上用于腈纶的生产，腈纶市场的波动将会严重影响丙烯
腈的生产。

因此，适当减少用于腈纶的比例，拓宽其它产品的应用领域是十分必要
的，据预测，我国2000年腈纶的产能将分别达到40万t和54万t，腈纶对丙烯腈的需
求将为40万～45万t。

2000年，我国ABS树腈的生产能力将达到31万～32万t，以开
工率80％计，其产量可达24万～26万t，需求丙烯腈10万～12万t。

丙烯酰胺对丙烯
腈的需求约为5万t，SAN树脂、丁腈橡胶及其它方面的需求共约10万t，因此，2000
年我国对丙烯腈的总需求约为65万～72万t，而届时，中国大陆的丙烯腈生产能力仅为42万～50万10缺口约20万t。

预计2005年我国丙烯腈的需求可达90多万t，缺口
较大。

所以，仍需进口一定数量的丙烯腈才能满足市场需求。

3发展方向
(1)采用更廉价的原料和新工艺。

目前国外(如美、日、英)一些厂家正在进行利用
丙烷直接进行氨氧化生产丙烯睛工艺路线的研究开发，该工艺的实质就是使丙
烷脱氢与丙烯氨氧化在一个反应器内完成。

(2)研制更先进的催化剂: 在丙烯睛的生产过程中，催化剂对反应过程中丙烯睛的
收率，副反应生成物的种类和数量的影响很大，因此自196。

年以来催化剂几经
更新换代，英国石油化学公司、日本旭化成公司、日本日东化学公司、中国上
海石油化工研究院等厂家近二、三十年都在不断地开展丙烯睛催化剂的研制，
其研制的方向是:提高丙烯睛的收率。

(3)优化控制:选择最佳操作条件，如对原材料质量的要求，原料气的最佳配比和调
节，反应温度和压力调节，反应器内气体线速度和催化剂的负荷等，选用最先
进的检测控制手段和设备如DCS。

(4)改善环境保护: 丙烯睛装置的三废中废渣主要废催化剂，目前国内尚无回收装
置，均采用掩埋处理。

废气主要是吸收塔放空气，如果原料丙烯纯度较高，烃
含量低，放空气可直接排入大气。

废水可采用浊清分开处理方法，含有机物高
的废水去焚烧炉焚烧，含有机物低的废水经化学和生化处理达到排放标准后进
行排放，使整个装置的三废排放达到国家标准。

环境保护和安全措施要求
丙烯腈生产中的废水和废气处理
在丙烯腈生产中,有大量的工业污水产生,这些污水中含有氢氰酸、乙腈、丙烯腈和丙烯醛等有毒物质,如不经处理直接排放,会污染水源,对人体和动、植物造成危害。

因此,国家对含氰废水的排放有严格的规定,一定要将它们治理达到标准后,才准予排放。

丙烯腈装置的废水来源主要是反应生成水和工艺过程用水。

因反应条件和采用的催化剂不同,各主、副反应物的单程收率不会一样,生成水量也会有所差别。

通常合成1 t丙烯腈产生1.5～2.0 m\+3反应生成水。

工艺过程用水包括分离合成产物过程用的吸收水和萃取水,反应器用的稀释蒸气(有些催化剂不用),和蒸馏塔用的直接蒸气(最终冷凝成水)。

在提纯丙烯腈、乙腈、氢氰酸的加工过程中需将水分离、排放。

这些排放水中有含氰毒物、聚合物、无机物(硫酸铵、催化剂粉尘等),在排放前都需要经过处理。

例如,氨中和塔釜液经废水塔处理后,含丙烯腈100～300 mg/l,乙腈100～200 mg/l,氢氰酸1000～1500 mg/l,化学需氧量20000～30000 mg/l,总有机物含量达5%(w)。

来自乙腈精制系统及清洗设备的废碱液中,含乙腈1.0～1.5%(w),氢氧化钠2.0～2.5%(w),其它物质1.5～2.0%(w)。

表3-1-16 废水排放指标
序号
序
号
减少废水量对废水治理极为有利,是防治污染的有效措施。

由于丙烯腈生产中各设备排放出来的污水成分不同,将它们分别处理比较有利。

氨中和塔(急冷塔)产生的硫酸铵污水,先经废水塔回收丙烯腈等有机物,再通过沉降分离除去催化剂粉末和不溶性的固体聚合物,由于这部分污水有毒物质含量高、杂质多,处理比较困难,故直接送焚烧炉烧掉。

燃烧时,用中压蒸气雾化,以重油作辅助燃料,炉内温度保持在800～1000℃之间。

因污水中含有硫酸铵,燃烧中又转化成二次污染物二氧化硫,为了不造成二次污染,需用60 m高的烟囱排入大气,保持着地废气中二氧化硫含量小于0.5 ppm 。

来自乙腈精制系统及清洗设备的碱性污水,乙腈含量较高,用焚烧方法处理比较合适。

由于碱对一般的污水焚烧炉耐火材料的腐蚀作用,故应专门设置碱性污水焚烧炉。

当废水量较大,氰化物(包括有机氰化物)含量较低时,则可用生化方法处理,最常用的方法是曝气池活性污泥法。

其流程见图3-1-44。

图3-1-44 完全混合型标准活性污泥处理流程
1-废水贮池;2-曝气池;3-沉淀池
在废水贮池中混合均匀的废水进入曝气池,由通气管激烈供气(有时也采用表面叶轮搅拌)。

经曝气后进入沉淀池,其上清液作为已处理好的水加氯气杀菌后排放。

一部分沉淀污泥作为剩余污泥被排出系统外,余下的作为回流污泥再流回曝气池使用。

活性污泥是微生物群和被吸附的有机物、无机物的总称,在这里微生物群体形成菌胶团,它将废水包裹在内,进行生物学吸附作用,继而进一步发生氧化分解生成CO2和水。

由于菌胶团容易沉降,所以就能在较短时间内处理废水。

用活性污泥法处理有机化工厂废水的效果见表3-1-17这一方法的主要缺点是曝气过程中,易挥发的氰化物会随空气逸出,造成二次污染。

表3-1-17 活性污泥法处理污水效果举例
废水名称
处理效果
BOD,mg/l
去除率,%
油分,mg/l
去除率,% 处理前处理后处理前处理后
丁醛生产废水丁醇生产废水660
520
13
5
98
97 30 3.5 88。