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1、 届毕业论文 年产20万吨丙烯腈工段工艺合成 系 、 部： 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： I目 录 摘 要IIIAbstractIII第一章 文献综述11.1丙烯腈简述11.2 市场调研11.2.1 国际现状11.2.2 国内现状21.3丙烯腈的合成方法和工艺条件31.3.1 丙烷氨氧化法31.3.2 丙烯氨氧法41.3.3 方案的选择41.3.4 反应过程分析4第二章 工艺流程72.1 设计任务72.2 生产工艺流程示意图7都三章 物料衡算和热量衡算93.1小时生产能力93.2反应器的物料衡算和热量衡算93.3 废热锅炉的热量衡算123.4 空
2、气饱和塔物料衡算和热量衡算133.5 氨中和塔物料衡算和热量衡算153.6 换热器物料衡算和热量衡算193.7 水吸收塔物料衡算和热量衡算213.8 空气水饱和塔釜液槽243.9 丙烯蒸发器热量衡算253.10 丙烯过热器热量衡算253.11 氨蒸发器热量衡算253.12 气氨过热器263.13 混合器263.14 空气加热器的热量衡算27第四章 主要设备的工艺计算284.1 流化床合成反应器284.2 空气饱和塔314.3 丙烯蒸发器33第五章 车间布置设计19-20365.1 厂房建筑365.2 生产操作365.3 设备装修365.4 安全要求375.5 车间布置说明37第六章 结论38参
3、考文献39附录40致 谢42摘 要丙烯腈是重要的有机合成原料，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，通过对用流化床，丙烯氨氧化合成丙烯腈反应机理的分析，对年产20万吨丙烯腈的工艺流程和主要设备进行设计。关键词：丙烯腈；丙烯氨氧化法；生产；设计ABSTRACT Acrylonitrile is an important organic synthetic raw materials, an important monomer for the synthesis
4、 of polyacrylonitrile fibers, nitrile rubber and synthetic plastics.This article is a rich source of raw materials, easy-to-the ammoxidation of propylene production of acrylonitrile.Material and heat balance from the processing of raw materials to acrylonitrile synthesis section in the main unit ope
5、rator,By analysis and study of the fluidized bed reaction mechanism of propylene and ammonia oxidized into acrylonitrile，conduct the design of the process and major equipment used in Annual output of 20 million tons of acrylonitrile 。 Key words ：acrylonitrile ；ammonia oxidation of propylene ；product
6、ion ；design第一章 文献综述第1章 文献综述1.1 丙烯腈简述丙烯腈，CH2=CHCN，英文名Acrylonitrile（简称AN），1893 年已经在实验室合成成功.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0.002mgL，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CC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。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
7、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。丙稀腈的产品标准（中国国标GB7717.1-94）序号指标名称指标优等品一等品合格品1外观透明液体、无悬浮物2色度（pt-co）,号 55103酸度 0.00200.00354密度（20C）/（g/cm3）0.8000.8075PH值（5%水溶液）6.09.06滴定值（5%的水溶液）/ml 2.02.03.07水分/%(质) 0.450.450.608总醛（以乙醛计）/%(质) 0.050.050.0109总氰（以氢氰酸计）/%(质) 0.00050.00100.002010过氧化物（以过氧化氢
8、计）/%（质）0.000020.000020.0000411铁/%(质) 0.000010.000000.0000212丙烯醛/%（质） 0.00100.00200.004013丙酮/%(质) 0.0100.0200.03014乙腈/%(质) 0.0150.0200.03015铜/%(质) 0.000010.0000116沸程（在0.10133下）C74.579.017阻聚剂对一羟基苯甲醛（质）0.00350.0045氨（质）0.0080.0121.2 市场调研 1.2.1 国际现状 世界丙烯腈生产能力由2001年595万t减少到2003年的580万t a-1，2004年达到596.5万ta-
9、1。近年来，全球丙烯腈生产向亚洲转移，发达国家丙烯腈市场呈萎缩现象，一些公司纷纷关闭最差的生产线。2005年世界丙烯腈产能为614万ta-1，产量达到524万t，略高于2004年的521.9万t，装置开工率超过85%，低于2004年的90%。世界丙烯腈生产能力主要分布情况：美国315.1万ta-1，中国110万ta-1，日本75.3万ta-1，韩国52.0万ta-1，中国台湾43.万ta-1，东欧及俄罗斯38.2万ta-1，德国33.6万ta-1，英国28.0万ta-1，荷兰23.5万ta-1。全球丙烯腈生产量由2001年485万t增加到2002年495万t，2004年521.9万t，2005
10、年达524万。据英国Tecnon OrbiChem公司分析,近年来,因装置关闭超过开工的新增能力，世界丙烯腈供应显得较为紧张。开工率处于89%-90%的高位，但是效益仍然很低。据公司分析，截至2006年4月, 全球丙烯腈能力为605万ta-1，其中，东北亚占29%、北美占27%、中国占19%、西欧占10%、东欧占5.5%、其他地区占3.5%。据称，2008-2009年丙烯腈装置开工率仍将维持在现有水平，直至新增产能投入。全球丙烯腈需求的年增长率预计为2%-2.5%。腈纶需求预计平缓，而需求年增长率预计为5%，丙烯酰胺需求年增长率预计为6%-7%。丙烯腈工业发展的一个新亮点是新的丙烷制丙烯腈技术
11、，较低的成本费用可望提高下游产品的竞争能力。 据日本旭化成公司预测，2012年世界丙烯腈需求将继续扩张。表1 世界丙烯腈需求（万吨）2地区2001年2002年2003年2004年2005年2010年欧洲130130130125100100中东/非洲303030303535亚洲230250270280315340拉丁美洲202025253025北美706045454040全世界约480约490约500约510约520约5501.2.2 国内现状 2005年我国主要的丙烯腈生产企业有10家，见表2，总产能约为101.3万ta-1(全国总产能约达110万ta-1，)，总产量达到93.1万t。其中20
12、05年2月投产的上海赛科产能为26万ta-1，是目前国内最大的丙烯腈生产厂家。需求增长促使我国丙烯腈继续扩能，2006年丙烯腈的扩能主要为吉林石化公司扩能到25万ta-1，抚顺石化公司扩能到9.2万ta-1，合计增加5万ta-1，2006年底我国丙烯腈主要企业总产能达到106.3万ta-1，全国总产能约达115万ta-1。2005年我国丙烯腈消费量达到124.7万，国内供应缺口为31.6万。预计2012年丙烯腈消费量略有增加。 表2 我国丙烯腈主要生产厂家及产能生产厂家 产能/(万t.a-1) 备注上海石化公司 13.0 大庆石化公司 8.0 2004年5月扩建到8万t.a-1.大庆炼化公司8
13、.0 齐鲁石化丙烯腈厂 4.0 抚顺石化腈纶厂 8.0 2006年8月扩能至9.2万t.a-1吉林石化公司21.2 安庆石化腈纶厂 8.0 2005年扩能完成上海赛科石化公司 26.0 大庆油田助剂厂 2.0 2005年2月底投产兰州石化公司 3.1 合计 101.3 近年，我国丙烯腈进口一直保持在30万以上，2004年进口31.86万t，2005年由于上海赛科石化2万ta-1装置投产，国内供应能力大幅增加，使进口量有所下降，为31.64万t，2006年1-6月进口量已达到15.84万t，预计全年进口将高于2005年。我国丙烯腈进口主要来自韩国、日本、美国、中国台湾等国家和地区。2005年开始，我国有部分丙烯腈出口国外，主要出口商是上海赛科石化的丙烯腈工厂，其在2006年上半年的出口量达到3万以上。国内需求与现有生产能力仍有一定差距，丙烯腈在国内拥有广阔的市场和发展潜力。1.3丙烯腈的合成方法和工艺条件1.3.1 丙
