丙烯氨氧化制丙烯腈新工艺设计
丙烯氨氧化法制丙烯腈
目录
丙烯氨氧化法制丙烯腈 (1)
一、丙烯腈的性质和用途 (1)
二、丙烯氨氧化制丙烯腈生产工艺原理 (2)
三、工艺条件 (2)
四、生产工艺 (6)
五、催化剂研究 (9)
一、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。丙烯腈剧毒，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。在空气中的爆炸极限为3.05%~17.5%（体积）。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。
丙烯腈能发生聚合反应，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。其主要用途如图1所示。
图1丙烯腈的主要用途
二、丙烯氨氧化制丙烯腈生产工艺原理
化学反应
主反应生成丙烯腈，是一个非均相反应；与此同时，在催化剂表面还发生一系列副反应。主反应：C3H6 + NH3 +1.5 O2 →CH2 =CHCN + 3 H2O △H = -512.5KJ/mol
副反应：①生成乙腈：C3H6 + 1.5NH3 + 1.5O2 →1.5CH3CN + 3H2O △H = -522KJ/mol
②生成氢氰酸：C3H6 + 3NH3 + 3O2 →3HCN + 6H2O △H = -941KJ/mol
③生成二氧化碳：C3H6 + 4.5O2 →3CO2 +3 H2O △H = -1925KJ/mol
④生成一氧化碳：C3H6 + 3O2 →3CO + 3H2O △H = -1925KJ/mol
上述副反应中，生成乙腈和氢氰酸是主要的，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。反应过程也副产少量的丙烯醛、丙烯酸、乙醛、丙腈以及高聚物等，因此，工业生产条件下的丙烯氨氧过程十分复杂。为提高丙烯的转化率和丙烯腈的选择性，研究高性能催化剂是非常重要的。
三、工艺条件
1、催化剂
工业上用于丙烯氨氧化反应的催化剂主要有两大类，一类是复合酸的盐类(Mo系)，如磷钼酸铋、磷钨酸铋等；另一类是重金属的氧化物或是几种金属氧化物的混合物(Sb系)，例如
Sb、Mo、Bi、V、W、Ce、U、Fe、Co、Ni、Te 的氧化物，或是Sb—Sn 氧化物，Sb—U 氧化物等。
我国目前采用的主要是第一类催化剂。钼系代表性的催化剂有美国Sohio公司的C-41、C-49 及我国的MB-82、MB-86。一般认为，其中Mo—Bi 是主催化剂，P—Ce 是助催化剂，具有提高催化剂活性和延长催化剂寿命的作用。按质量计Mo—Bi 占活性组分的大部分，单一的MoO3 虽有一定的催化活性，但选择性差，单一的Bi03 对生成丙烯腈无催化活性，只有二者的组合才表现出较好的活性、选择性和稳定性。单独使用P—Ce 时，对反应不能加速或极少加速，但当它们和Mo—Bi 配合使用时，能改进MO—Bi 催化剂的性能。一般来说，助催化剂的用量在5％以下。载体的选择也很重要，由于反应是强放热，所以工业生产中采用流化床反应器。流化床反应器要求催化剂强度高，耐磨性能好，故采用粗孔微球型硅胶作为催化剂的载体。
2、原料纯度和配比
（1）原料丙烯是从烃类裂解气或催化裂化气分离得到，其中可能含有的杂质是碳二、丙烷和碳四，也可能有硫化物存在。丙烷和其它烷烃对反应没有影响，它们的存在只是稀释了浓度。乙烯在氨氧化反应中不如丙烯活泼，一般情况下少量乙烯存在对反应无不利影响。但丁烯或更高级烯烃存在会给反应带来不利，因为丁烯或更高级烯烃比丙烯易氧化，会消耗原料中的氧；正丁烯氧化生成甲基乙烯酮（沸点80℃），异丁烯氨氧化生成甲基丙烯腈（沸点90℃），它们的沸点与丙烯腈沸点接近，会给丙烯腈的精制带来困难。因此，丙烯中丁烯或更高级烯烃含量必须控制。硫化物的存在，会使催化剂活性下降，应预先脱除。
原料氨的纯度达到肥料级即可；原料空气一般需经过除尘、酸-碱洗涤，除去空气中的固体粉尘、酸性和碱性杂质就可在生产中使用。
（2）丙烯与氨的配比（氨比）在实际投料中发现，当氨比小于理论值1:1 时，有较多的副产物丙烯醛生成，氨的用量至少等于理论比。但用量过多也不经济，既增加了氨的消耗量，又增加了硫酸的消耗量，因为过量的氨要用硫酸去中和。因此，丙烯与氨的摩尔比，应控制在理论值或略大于理论值，即丙烯:氨＝1:1～1.2 左右。
图2
（3）丙烯与空气的配比（氧比）丙烯氨氧化所需的氧气是由空气带入的。目前，工业上实际采用的丙烯与氧的摩尔比约为l:2～3（大于理论值1:1.5），采用大于理论值的氧比，主要是为了保护催化剂，不致因催化剂缺氧而引起失活。反应时若在短时间因缺氧造成催化剂活性下降，可在540℃温度下通空气使其再生，恢复活性。但若催化剂长期在缺氧条件下操作，虽经再生，活性也不可能全部恢复。因此，生产中应保持反应后气体中有2％（按体积计）的含氧量。但空气过多也会带来一些问题，如使丙烯浓度下降，影响反应速度，从而降低了反应器的生产能力；促使反应产物离开催化剂床层后，继续发生深度氧化反应，使选择性下降；使动力消耗增加；使反应器流出物中产物浓度下降，影响产物的回收。因此，空气用量应有一适宜值。
图3
（4）丙烯与水蒸气的配比（水比）丙烯氨氧化的主反应并不需要水蒸气参加。但根据该反应的特点，在原料中加入一定量水蒸气有多种好处，如可促使产物从催化剂表面解吸出来，从而避免丙烯腈的深度氧化；若不加入水蒸气，原料混合气中丙烯与空气的比例正好处于爆炸围，加入水蒸气对保证生产安全有利；水蒸气的热容较大，又是一种很好的稀释剂，加入水蒸气可以带走大量的反应生成热，使反应温度易于控制；加入水蒸气对催化剂表面的积炭有清除作用。另一方面，水蒸气的加入，势必降低设备的生产能力，增加动力消耗。当催化剂活性较高时，也可不加水蒸气。因此，发展趋势是改进催化剂性能，以便少加或不加水蒸气。从目前工业生产情况来看，当丙烯与加入水蒸气的摩尔比为1:3 时，综合效果较好。
3、反应温度
温度是影响丙烯氨氧化的一个重要因素。当温度低于350℃时，几乎不生成丙烯腈。要获得丙烯腈的高收率，必须控制较高的反应温度。温度的变化对丙烯的转化率、丙烯腈的收率、副产物氢氰酸和乙腈的收率以及催化剂的空时收率都有影响。当反应温度升高时，丙烯转化率、丙烯腈收率都明显地增加，而副产物乙腈和氢氰酸收率则有所增加。随着温度的升高，丙烯腈收率和乙腈收率都会出现一个最大值，丙烯腈收率的最大值所对应的温度大约在460℃左右，乙腈收率最在值所对应的温度大约在417℃左右。生产常采用在450℃左右进行操作。
图4
4、接触时间
丙烯氨氧化反应是气—固相催化反应，反应是在催化剂表面进行的。因此，原料气和催化剂必须有一定的接触时间，使原料气能尽量转化成目的产物。一般说来，适当增加接触时间，可以提高丙烯转化率和丙烯腈收率，而副产物乙腈、氢氰酸和丙烯醛的收率变化不大，这对生产是有利的。但是，增加接触时间是有限度的，过长的接触时间会使丙烯腈深度氧化的机会增大，反而使丙烯腈收率下降。同时，过长的接触时间，还会降低设备的生产能力，而且由于尾气中氧含量降低而造成催化剂活性下降，故接触时间一般为5～l0s。
5、反应压力
丙烯氨氧化生产丙烯腈是体积缩小的反应，提高压力可增大反应的平衡转化率。同时，提高压力也可增加气体的相对密度，相应地可增加设备的生产能力。但实验表明，加压反应的效果不如常压理想。这可能是由于加压对副反应更有利，反而降低了丙烯腈的收率。因此，一船采用常压操作，适当加压只是为了克服后部设备及管线的阻力。
图5
四、生产工艺
1、丙烯腈生产工艺包括：丙烯腈的合成，产品和副产品的回收，产品和副产品的精制三部
分。工艺流程如图6
图6丙烯氨氧化法合成丙烯腈工艺流程图
1－反应器；2－旋风分离器；3、10、11、16、22、25－塔顶气体冷凝器；4－急冷塔；5－水吸收塔；
6－急冷塔釜液泵；7－急冷塔上部循环泵；8－回收塔；9、20－塔釜液泵；12、17－分层器；13、19－油层抽出泵；14－乙腈塔；15－脱氰塔；18、24、30－塔底再沸器；21－成品塔；23－成品塔侧线抽出冷却器；26－吸收塔侧线采出泵；27－吸收塔侧线冷却器；28－氨蒸发器；29－丙烯蒸发器原料丙烯经蒸发器（29）蒸发，氨经蒸发器（28）蒸发后，进行过热、混合，从流化床底部经气体分布板进入反应器（1），原料空气经过滤由空压机送入反应器（1）锥底，原料在催化剂作用下，在流化床反应器中进行氨氧化反应。反应尾气经过旋风分离器（2）捕集生成气夹带的催化剂颗粒，然后进入尾气冷却器（3）用水冷却，再进入急冷塔（4）。氨氧化反应放出大量的热，为了保持床层温度稳定，反应器中设置了一定数量的U 型冷却管，通入高压热水，借水的汽化潜热移走反应热。
经反应后的气体进入急冷塔（4），通过高密度喷淋的循环水将气体冷却降温。反应器流出物料有少量未反应的氨，这些氨必须除去。因为在氨存在下，碱性介质中会发生一些不希望发生的反应，如氢氰酸的聚合、丙烯醛的聚合、氢氰酸与丙烯醛加成为氰醇、氢氰酸与丙烯腈加成为丁二腈，以及氨与丙烯腈反应生成氨基丙腈等。生成的聚合物会堵塞管道，而各种加成反应会导致产物丙烯腈和副产物氢氰酸的损失。因此，冷却的同时需向塔中加入硫酸以中和未反应的氨。工业上采用硫酸浓度为1.5％(w)左右，中和过程也是反应物料的冷却过程，故急冷塔也叫氨中和塔。反应物料经急冷塔除去未反应的氨并冷至40℃左右后，进入水吸收塔（5），利用合成气体中的丙烯腈、氢氰酸和乙腈等产物，与其它气体在水中溶解度相差很大的原理，用水作吸收剂回收合成产物。通常合成气体由塔釜进入，水由塔顶加入，使它们进行逆流接触，以提高吸收效率。吸收产物后的吸收液应不呈碱性，含有氰化物和其
它有机物的吸收液由吸收塔釜泵送至回收塔（8）。其它气体自塔顶排出，所排出的气体中
丙烯氨氧化法生产丙烯腈
编号：No.27课题：丙烯氨氧化法生产丙烯腈 授课内容： ●丙烯氨氧化法生产丙烯腈反应原理 ●丙烯氨氧化法生产丙烯腈工艺流程 知识目标： ●了解丙烯腈的主要用途 ●了解碳3烃类的主要来源及用途 ●掌握丙烯氨氧化法生产丙烯腈反应原理 ●掌握丙烯氨氧化法生产丙烯腈工艺流程 能力目标： ●分析丙烯腈水混合物分离模式 ●分析和判断主副反应程度对反应产物分布的影响 思考与练习： ●丙烯氨氧化法生产丙烯腈反应催化剂组成和特点 ●影响丙烯氨氧化法生产丙烯腈反应过程的主要因素 ●丙烯氨氧化法生产丙烯腈工艺流程的构成 授课班级： 授课时间：年月日
第七章 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，其主要产品及用途见图７—１。 由图可看出，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。
5000吨丙烯腈设计说明书详解
化工设计说明书 5000t/a丙烯腈合成工段的课程设计 5000 T/A ACRYLONITRILE SYNTHESIS SECTION OF THE COURSE DESIDN 学院（部）：化学工程学院 专业班级：化工13-3 学生姓名：王庆松 指导教师：丰芸 2016 年 5 月16 日
5000t/a丙烯腈合成工段的课程设计 摘要 丙烯在引发剂(过氧甲酰)作用下可聚合成一线型高分子化合物―聚丙烯腈。聚丙烯制成的腈纶质地柔软，类似羊毛俗称人造羊毛，它强度高，比重轻、保温性好、耐日光、耐酸和耐大多数溶剂。丙烯腈与丁二烯共聚生产的丁腈橡胶具有良好的耐油、耐寒、耐溶剂等性能是现代工业最重要的橡胶、应用广泛。 关键词：丙烯腈，强度，广泛，重要
目录 5000t/a丙烯腈合成工段的课程设计 (1) 摘要 (2) 1.绪论 (5) 1.1 引言 (5) 1.2设计任务 (5) 1.3丙烯腈的物理性质 (6) 1.4丙烯腈的化学性质 (6) 1.5丙烯腈的制取方法 (6) 1.6丙烯腈的发展简史及展望 (7) 1.7市场分析 (7) 2.物料衡算与热量衡算 (8) 2.1发生的主反应和副反应 (8) 2.2生产工艺流程 (8) 2.3物料衡算 (9) 3.丙烯腈合成工段生产工艺流程图和物料流程图 (12) 4.主要设备的工艺计算 (13) 4.1 浓相段直径计算 (13) 4.2 浓相段高度 (13) 4.3 扩大段直径 (14) 4.4 扩大段高度 (14) 4.5 浓相段冷却装置的换热面积 (14) 4.6 稀相段冷却装置的换热面积 (14) 5.设计结果汇总 (16) 5.1 工艺设备一览表 (16) 5.2 原料消耗综合表 (21) 5.3 能量消耗综合表 (21) 5.4 排出物综合表 (23)
丙烯氨氧化制丙烯腈新工艺..
丙烯氨氧化法制丙烯腈 目录 丙烯氨氧化法制丙烯腈 (1) 一、丙烯腈的性质和用途 (1) 二、丙烯氨氧化制丙烯腈生产工艺原理 (2) 三、工艺条件 (2) 四、生产工艺 (6) 五、催化剂研究 (9) 一、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。丙烯腈剧毒，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。在空气中的爆炸极限为3.05%~17.5%（体积）。因此在生产、贮存和运输中，应采取严格的安全防护措施，工作场所内丙烯腈允许浓度为0.002mg/L。 丙烯腈能发生聚合反应，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。其主要用途如图1所示。
图1丙烯腈的主要用途 二、丙烯氨氧化制丙烯腈生产工艺原理 化学反应 主反应生成丙烯腈，是一个非均相反应；与此同时，在催化剂表面还发生一系列副反应。主反应：C3H6 + NH3 +1.5 O2 → CH2 =CHCN + 3 H2O △H = -512.5KJ/mol 副反应：①生成乙腈：C3H6 + 1.5NH3 + 1.5O2 → 1.5CH3CN + 3H2O △H = -522KJ/mol ②生成氢氰酸：C3H6 + 3NH3 + 3O2 → 3HCN + 6H2O △H = -941KJ/mol ③生成二氧化碳：C3H6 + 4.5O2 → 3CO2 +3 H2O △H = -1925KJ/mol ④生成一氧化碳：C3H6 + 3O2 → 3CO + 3H2O △H = -1925KJ/mol 上述副反应中，生成乙腈和氢氰酸是主要的，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。反应过程也副产少量的丙烯醛、丙烯酸、乙醛、丙腈以及高聚物等，因此，工业生产条件下的丙烯氨氧过程十分复杂。为提高丙烯的转化率和丙烯腈的选择性，研究高性能催化剂是非常重要的。 三、工艺条件 1、催化剂 工业上用于丙烯氨氧化反应的催化剂主要有两大类，一类是复合酸的盐类(Mo系)，如磷钼酸铋、磷钨酸铋等；另一类是重金属的氧化物或是几种金属氧化物的混合物(Sb系)，例如
丙烯氨氧化制丙烯腈新工艺
S(ff 时 丙烯氨氧化法制丙烯膳 目录 一.丙烯睛的性质和用途 自燃点481^0可溶于有机溶剂如丙酗、苯、四氯化碳、乙醸和乙醇中，与水部分互溶0丙 烯睛剧壽，能灼伤皮肤，低浓度时刺激粘膜，长时间吸入如蒸气能引起恶心，呕叶、头皐、 疲倦等。在空气中的爆炸极限为3?05%"7?5% （体积）°因此在生产、贮存和运输中，应采 取严格的安全防护措施，工作场所内丙烯睛允许浓度为0.002mg/Lo 丙烯赭能发生聚合反应，发生在丙烯腊的UC 双键上，纯丙烯腊在光的作用下就能自行聚 合，所以在成品丙烯睛中，通常要加入少量阻聚剂，如对苯二酚甲基瞇（阻聚剂MEHQ ）、对 苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等.除自聚外.丙烯睹还能与苯乙烯、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。 丙烯臍是三大合成的重要单体，目前主要用它生产聚丙烯睛纤维（商品坍叫“睹纶"h 其 次用于生产ABS 树脂（丙烯睹一丁二烯一苯乙烯的共聚物），和合成橡胶（丙烯睛一丁二烯共聚 物h 丙烯睛水解所得的丙烯酸是合成丙烯酸树脂的单体。丙烯睹电解加氢，偶联制得的己一、丙 1 烯 的 性 质 和 用 途 二、丙 烯氨 氧化 制丙 烯 腊生产工 艺原 理 2 三、工 艺 条 件 2 四、生 产 工 艺 6 五、催 化 剂 研 究 丙烯氨氧化法制丙烯睹 1 9 丙烯睹在常温下是无色透明液体，味甜, 微臭，沸点77.50凝固点-833X?,闪点0匸,
二睹,是生产尼龙一66的原料0其主要用途如图1所示。 图1丙烯睛的主耍用途 .丙烯氨氧化制丙烯睛生产工艺原理 化学反应 主反应生成丙烯睹，是一个非均柑反应；与此同时，在催化剂表而还发生一系列副反应。 主反应J C3H6 + NH3+1,5O2 — CH2 =CHCN + 3 H20 AH =-512.5KJ/mol 副反应：①生成乙腊：C3H6 + 1.5NH3 +1.502 — 1.5CH3CN + 3H2O AH =-522KJ/mol ②生成氢氣酸：C3H6 + 3NH3 + 3O2 3HCN + 6H2O AH =-941KJ/mol ③生成二氧化碳：C3H6 +4.502 f 3CO2 +3 H20 AH =-1925KJ/mol 上述副反应中，生成乙睛和氢氣酸是主要的，C02. CO 和H20UJ 以由丙烯直接氧化得到, 也可以由丙烯睹、乙脂等再次氧化得到。反应过程也副产少量的丙烯醛、丙烯酸、乙醛、丙 腊以及高聚物等，因此，工业生产条件下的丙烯氨氧过程十分复杂。为提奇丙烯的转化率和 丙烯脂的选择性，研究髙性能催化剂是非常重要的。 三、工艺条件 1、催化剂 工业上用于丙烯氨氧化反应的催化剂主要有两大类，一类是复合酸的盐类（Mo 系），如磷铝 ④生成一氧化碳：C3H6 + 3O2 3CO + 3H2O AH = -1925KJ/mol ABSffl 料 ABS W 脂 丁《乳胶 丙烯K 丙烯載树脂 皮革?纺织品 ftBK ■处理 剂 a 二 聚网纤维 5水剂］ 尼龙66 ―氯化丙烯》 合成纤维
丙烯腈生产过程中的主要危险及有害因素分析(最新版)
( 安全论文 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 丙烯腈生产过程中的主要危险及有害因素分析(最新版) Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.
丙烯腈生产过程中的主要危险及有害因素 分析(最新版) 【摘要】丙烯腈的生产过程中具有较大的火灾爆炸危险性，并且毒物危害严重，因而，采取有效的安 全措施是正常生产的保障。 【关键词】丙烯腈；氢氰酸；火灾爆炸；中毒 1前言 丙烯腈是生产腈纶的原料，近几年来销售形势良好。丙烯腈的生产采用丙烯、氨、空气(氧)化法，生产工序主要由氧化、回收和精制组成。生产过程中存在火灾爆炸、电气危害、毒物危害、噪声危害等危险和有害因素，其中，以主反应器的火灾爆炸危险性和氢氰酸的毒物危害性尤为严重。因此，采取有效的安全技术措施和个体防护措施，使危险源和危害源得到较好的控制，降低火灾爆炸危
险性和毒物危害性，使反应器的火灾爆炸危险性和氢氰酸的毒物危害性达到“允许的限度”。是实现安全生产，经济运行，预防事故，保障劳动者安全与健康的保证。 2工艺流程 (1)反应 丙烯与氨按一定比例混合送入氧化反应器，由分布器均匀分散到催化剂床层中。空气按一定比例从反应器底部进入，经分布板向上流动，与丙烯、氨混合并使催化剂床层流化。丙烯、氨，空气在440℃～450℃和催化剂作用下生成丙烯腈。同时生成氰化氢、乙腈、一氧化碳、二氧化碳、丙烯醛、丙烯酸及水等。主反应方程式为：C3H6+NH3+3／202-~C3H3N+3H20+Heat 反应生成热由高压冷却水管产生高压蒸汽移出。反应生成气体进入急冷塔。· (2)急冷 急冷塔分两段，反应气体进入急冷塔下段，在下段循环废水经一层喷咀喷淋将反应气体骤冷。骤冷后通过升气管上升至急冷塔上
丙烯制备丙烯腈
一．建设意义 1.1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，工作场所内丙烯腈允许浓度为0.002mg/L。 丙烯腈分子中有双键(c=c)和氰基(CN)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合成丙烯腈的意义 近年来随着丙烯腈下游产品腈纶纤维、ABS/AS、丙烯酰胺、丁腈橡胶、己二腈和乙二胺等方面的发展,特别是下游精细化工产品的不断开发与应用,世界的丙烯腈需求量也不断增加。世界丙烯腈主要消费地区是亚洲、欧洲和北美。亚洲是世界最大的丙烯腈消费地区,占全球总消费量的59%左右。欧洲地区丙烯腈消费量占20%左右,美洲地区丙烯腈消费量约占11%。 在近几年的世界丙烯腈消费结构调整中,腈纶所占比例由2002年的54.5%下降到2007年的43%,ABS及其它产品所占的比例有所增加,其中ABS由2002年的25%增加到2007年的34%。腈纶所占的比例近几年有所下降,但依然是丙烯腈的最大用户。亚洲是全球丙烯腈消费量最大地区,而中国则是亚洲地区最大的丙烯腈消费国。受经济复苏的影响,预计2008年~2012年全球丙烯腈需求年增长率约1.5%。 1.3 我国国内市场需求分析及预测 近年来我国丙烯腈表观消费量不断上升,,2001年为68万t,2008年上升至122.1万t,年均增长率为8.7%。我国丙烯腈的产量迅猛增加,产量由2001年的42万t增加到2008年的94.2万t,年均增长率达12.2%,但是国内丙烯腈产量一直不能满
丙烯腈生产工艺
丙烯氨氧化(氧化偶联)制丙烯腈生产工艺把烯烃、芳烃、烷烃及其衍生物与空气(或氧气)、氨气混合通过催化剂制成腈类化合物的方法称为氨氧化法,按氧化反应的分类,这类反应亦称氧化偶联。有代表性的,已工业化的反应主要有下列几种: 研究表明,氨氧化制腈类用催化剂与烃类氧化制醛类用催化剂(如丙烯氧化制丙烯醛、间(对)二甲苯氧化制苯二甲醛等氧化催化剂)十分类似,氨氧化催化剂往往亦可用作醛类氧化催化剂,其原因是由于这两类反应通过类似的历程,形成相同的氧化中间物之故。上列反应中以丙烯氨氧化合成丙烯腈最为重要,下面即以此反应为例进行讨论。 丙烯腈是丙烯系列的重要产品。就世界范围而言,在丙烯系列产品中,它的产量仅次于聚丙烯,居第二位。 丙烯腈是生产有机高分子聚合物的重要单体,85%以上的丙烯腈 用来生产聚丙烯腈,由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯合成的ABS树脂,以及由丙烯腈和苯乙烯合成的SAN树脂,是重要的工程塑料。此外,丙烯腈也是重要的有机合成原料,由丙烯腈经催化水合可制得丙烯酰胺,由后者聚合制得的聚丙烯酰胺是三次采油的重要助剂。由丙烯腈经电解
加氢偶联(又称电解加氢二聚)可制得己二腈,再加氢可制得己二胺, 后者是生产尼龙-66的主要单体。由丙烯腈还可制得一系列精细化工产品,如谷氨酸钠、医药、农药薰蒸剂、高分子絮凝剂、化学灌浆剂、纤维改性剂、纸张增强剂、固化剂、密封胶、涂料和橡胶硫化促进剂等。 丙烯腈在常温下是无色透明液体,剧毒,味甜,微臭。沸点78.5℃,熔点-82.0℃,相对密度0.8006。丙烯腈在室内允许的浓度为0.002 mg/l,在空气中的爆炸极限为3.05%～17.5%(m)。因此,在生产、贮存和运输中,应采取严格的安全防护措施。丙烯腈分子中含有腈基和 C=C 不饱和双键,化学性质极为活泼,能发生聚合、加成、腈基和腈乙基化等反应,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(MEHQ)、对苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等。 1. 生产简史和生产方法评述 在生产丙烯腈的历史上,曾采用以下生产方法。 (1)以环氧乙烷为原料的氰乙醇法 环氧乙烷和氢氰酸在水和三甲胺的存在下反应得到氰乙醇,然后以碳酸镁为催化剂,于200～280℃脱水制得丙烯腈,收率约75%。
年产10万吨丙烯腈生产流程概念设计
《化工过程分析和合成设计》课程设计报告 《Analysis, synthesis, and Design of Chemical Processes》Design Report 年产10万吨丙烯腈生产流程概念设计 林英光 喻冬秀 指导教师：钱 宇 教授 陆恩锡 教授 专业名称：化学工程 年 级：2004 博士 单位名称：化工学院 完成日期: 2005年3月
目 录 一、丙烯腈概述.......... ..................................... ........................................ (2) 1.1 丙烯腈性质 (2) 1.2 国内外生产现状 (3) 1.3 丙烯腈生产方法 (4) 1.4 项目设计背景 (4) 1.5 设计目标 (4) 1.6 设计任务 (4) 二、合成丙烯腈技术分析 (4) 2.1 反应过程分析 (4) 2.2 分离过程分析....................... ....................... .. (7) 三、流程叙述 (8) 3.1 原料规格 (8) 3.2 工艺流程 (8) 四、流程模拟与优化........ . (8) 4.1 工艺流程模拟 (9) 4.2 冷凝塔F-101操作条件确定 (9) 4.3 冷凝塔F-102操作条件确定 (10) 4.4 精馏塔T-101操作条件确定 (11) 4.5 精馏塔T-102操作条件确定........... .. (13) 4.6 全流程模拟结果与物料衡算 (15) 4.7 全流程模拟计算输出报告 (16) 五、丙烷与丙烯氨氧化法对比经济分析 (16) 5.1 反应过程对比经济分析 (16) 5.2 投资成本对比经济分析 (17) 六、总结 (18) 七、建议 (18) 八、参考文献 (18) 九、附录:流程模拟计算输出报告 (19)
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。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。除发生自聚外，丙烯腈还能与苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯、丙烯酰胺等发生共聚反应，由此可制得合成纤维、塑料、涂料和胶粘剂等。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。 1.3 丙烯腈的用途
7万吨年丙烯腈精制工段工艺设计—脱氢氰酸塔工艺设计及分析开题报告
安徽建筑大学 材料与化学工程学院 毕业论文开题报告 题目：________________________ 专业：________________________ 姓名：________________________ 学号：________________________ 指导教师：________________________ 20年月 毕业设计开题报告 一、课题的目的与意义 1、目的 （1）通过对丙烯腈工艺流程的设计和优化，了解丙烯腈的特性、国内外生产概况、生产工艺流程及其研究进展以及生产过程中的安全问题和废水处理问题。 （2）对生产工艺流程进行优化，以期实现高产率、低能耗的目的。 （3）对生产工艺流程的优化，可以排除生产过程中的安全隐患，使生产更加安全，降低对环境的污染。 2、研究意义
丙烯腈是重要的化工产品，为了从特定的原料得到所需的 产品，根据既定的工艺路线和工艺条件，采用相关的单元过程 及单元操作，设计出优化的工艺流程，并根据工艺条件选择合 适的设备，设计合理的工厂布局，以满足生产的要求，同时这 些设计又要符合有关非工艺类和工程经济的要求，做到技术上 可行、符合安全条例、经济上合理。通过年产（），确定最优 方案，以达到使其工艺产率增加，能耗降低，降低环境污染的 目的。 二、研究现状和前景展望 1、研究现状 （1）催化剂的研制 目前主要通过丙烯氨氧化制备丙烯腈，采用促进作用的的 F e-B i-M o-O或者促进作用的F e-S b-O。近年来，锡/锑/氧 催化系统在烯丙基氧化和氨氧化中作为催化剂进行了广泛研究。 然而，近年来，一些公司开始着手研究丙烷氨氧化法制备 丙烯腈。其中一个直接氨氧化烷烃的催化剂系统是锑/钒/氧。 目前最有潜力的系统为M o-V-N b-T e-氧化物催化系统， 具有62％的丙烯腈产率。 （2）工艺过程的改进 近年来，随着各国对环保和可持续发展理念的不断提高， 丙烯腈生产技术的改进主要集中在节能降耗、环保等方面，焦 点是中和塔污水的处理，主要的技术进展如下：省去氢氰酸精 制塔，由脱氰塔顶直接分离出高纯度氢氰酸，提高脱氰塔的效率；萃取塔侧线出料，由萃取塔下部侧线抽出乙腈，将抽出液 送到乙腈回收塔,增大乙腈浓度，减少蒸汽消耗；增设废热锅炉 回收热量；利用萃取塔或乙腈解析塔塔釜排除的循环水热量； 降低反应器出口的氨含量，避免较难处理的硫铵废水问题；中 和塔硫酸循环使用，节约资源，且丙烯腈回收率较高，物耗低 缺点是投资大；未反应氨回收再循环使用工艺，未反应氨、磷 酸铵回收循环使用，资源利用率高；中和塔改造提高丙烯腈回
丙烯腈
第七章 丙烯腈生产技术 第一节 概 述 一、丙烯腈的性质、产品规格及用途 丙烯腈英文简写为AN 。在室温和常压下为无色液体，易燃，易爆，有刺激性臭味，剧毒，与水部分互溶，能与大多数有机溶剂 互溶。工作场所丙烯腈最高允许浓度为20 ppm 。丙烯腈分子具有双键和氰基，性质活泼。 二、生产方法简介 生产丙烯腈有多种方法。环氧乙烷法制AN ，这种方法生产技术容易掌握，生产的丙烯腈纯度较高，但原料不易得，价格昂贵，在乙炔氢氰酸法工业化后逐渐被淘汰；乙炔法是利用乙炔与氢氰酸合成丙烯腈，这种方法工艺简单，成本比环氧乙烷法低，但丙烯腈与副产物分离较困难，在石油资源短缺的国家仍沿用这种方法，规模一般较小。 到20世纪60年代，随着石油工业的发展，流化床丙烯氨氧化法成为世界各国生产AN 的主要方法。丙烯氨氧化法原料便宜易得，工艺流程简单，对丙烯纯度要求不高，炼油厂含丙烯50％以上的尾气即可使用，生产成本大约是环氧乙烷法的40％～50％，是乙炔法的50％～55％左右，产物分离相对容易，产品纯度高，是目前最先进最经济的合成路线。本章主要介绍丙烯氨氧化法合成丙烯腈的生产技术。 第二节 丙烯腈生产的工艺原理 一、丙烯氨氧化法合成丙烯腈的反应原理 丙烯氨氧化法生产丙烯腈，过程中变化较为复杂，可用下述反应方程式描述： 主反应： 2332223CH CH CH NH O CH CH CN +3H O 512.1kJ/mol 2 m r H θ --=++ =?=-?→ 知识目标 ● 了解丙烯腈产品规格、性质、用途和工业生产方法； ● 了解丙烯腈生产中主要设备的结构、控制方法及三废治理、安全卫生防护； ● 理解丙烯腈生产过程的原理及工艺参数条件分析方法； ● 掌握丙烯腈生产工艺过程分析及工艺流程图的阅读分析。 能力目标 ● 能进行丙烯腈生产工艺条件的分析、判断和选择； ● 能读懂丙烯腈生产设备布臵图和主要设备装配图； ● 能读懂并绘制丙烯腈生产工艺流程图； ● 能进行丙烯腈生产过程中有关物料、热量衡算及原材料消耗、生产能力等工艺计算。
丙烯氨氧化制丙烯腈新工艺复习过程
丙烯氨氧化制丙烯腈 新工艺
丙烯氨氧化法制丙烯腈 目录 丙烯氨氧化法制丙烯腈 (2) 一、丙烯腈的性质和用途 2 二、丙烯氨氧化制丙烯腈生产工艺原理 3 三、工艺条件 4 四、生产工艺 9 五、催化剂研究 13 一、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。丙烯腈剧毒，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。在空气中的爆炸极限为3.05%~17.5%（体积）。因此在生产、贮存和运输中，应采取严格的安全防护措施，工作场所内丙烯腈允许浓度为0.002mg/L。 丙烯腈能发生聚合反应，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。其主要用途如图 1所示。 图 1丙烯腈的主要用途 二、丙烯氨氧化制丙烯腈生产工艺原理 化学反应 主反应生成丙烯腈，是一个非均相反应；与此同时，在催化剂表面还发生一系列副反应。 主反应：C3H6 + NH3 +1.5 O2 → CH2 =CHCN + 3 H2O △H = -512.5KJ/mol 副反应：①生成乙腈：C3H6 + 1.5NH3 + 1.5O2 → 1.5CH3CN + 3H2O △H = -522KJ/mol ②生成氢氰酸：C3H6 + 3NH3 + 3O2 → 3HCN + 6H2O △H = -941KJ/mol
丙烯腈装置说明书
一、工艺流程 1.1 丙烯腈的生产方法 早在1893年就发现了丙烯酰胺脱水制造丙烯腈的方法，但此生产方法原料来源非常困难。1930年发现了由环氧乙烷和氢氰酸合成丙烯腈的方法，随后又发现了由乙炔和氢氰酸合成丙烯腈的生产反法，这些方法因受各种条件的限制，生产规模均较小。1959年发明了丙烯、氨氧化法生产丙烯腈，使丙烯腈生产技术的发展取得了重大突破。由于这一方法的原料价廉易得，工艺流程较为简单，产品质量较好，所以此法很快就实现了工业化生产。到了七十年代，世界各国丙烯腈的生产几乎都采用这种方法。 1.2 装置流程简述 来自丙烯、氨罐区的液态丙烯和液态氨进入丙烯、氨蒸发器，经过气化和过热后混合在一起，经丙烯、氨分布器进入反应器，来自空压机的工艺空气进入反应器底部，并经过空气分布板进入流化床。当这些气体通过流化床式反应器时，发生放热反应，放出的热量用来维持反应并通过垂直安装在反应器内的蒸汽盘管移去热量，产生4MPa蒸汽。反应气体通过旋风分离器从反应器顶部流出，热的反应气体通过反应气体冷却器，一方面加热反应器蒸汽盘管中所用的锅炉水，一方面反应气体本身被冷却。 从反应气体冷却器出来的气体，在急冷塔的下端被绝热冷却。未反应的氨与加到急冷塔上段循环水中的硫酸反应，从出料气中除去。四效蒸发器底部物料被引入急冷塔的下段，这些物料部分气化，其余部分出装置，这股物料中含有水、氰化物、少量催化剂。从急冷塔上段出来的的硫铵溶液送往硫铵装置。 从急冷塔出来的气体在急冷塔后冷器中进一步冷却，然后进入吸收塔。在吸收塔中，下降的水吸收逆流向上的反应气体中可溶解的产物。未被吸收的气体含有未反应的烃、氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳、水及少量的丙烯腈，经吸收塔排放烟囱放入大气。从急冷塔后冷器出来的冷凝液被送到回收塔以回收丙烯腈和其它有机物。 来自吸收塔的液体在加热之后进入回收塔，利用水作为溶剂进行萃取精馏。由于丙烯腈和水形成共沸物从塔顶蒸出，这就把丙烯腈和乙腈分开。塔顶产品被分层，含有丙烯腈、氢氰酸和水的有基层用泵送至脱氢氰酸塔，水层返回回收塔进料。乙腈在回收塔34#板作为气相抽出，送到乙腈塔。在乙腈塔中，乙腈、水和少量的氰化物及丙烯腈从塔顶出来并送到乙腈回收单元，塔釜液返回到回收塔33#板。 从回收塔分层器出来的有机相用泵送到脱氢氰酸塔，该塔可在常压或微真空下操作。该塔的上段用来脱除丙烯腈中的氢氰酸，下段用来脱水。脱氢氰酸塔从上部进料，塔顶气相产品氢氰酸被冷凝后送往其它装置回收，部分冷凝液回流到塔顶。脱氢氰酸塔釜液通过泵送到成品塔，作为成品塔进料。在成品塔中，从侧线采出丙烯腈产品，然后
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)。另外，丙烯腈醇解可制得丙烯酸酯等。丙烯腈在引发剂(过氧甲酰)作用下可聚合成一线型高分子化合物——聚丙烯腈。聚丙烯腈制成的腈纶质地柔软，类似羊毛，俗称“人造羊毛”，它强度高，比重轻，保温性好，耐日光、耐酸和耐大多数溶剂。丙烯腈与丁二烯共聚生产的丁腈橡胶具有良好的耐油、耐寒、耐溶剂等性能，是现代工业最重要的橡胶，应用十分广泛。丙烯氨氧化法的优点如下 (1)丙烯是目前大量生产的石油化学工业的产品，氨是合成氨工业的产品，这两种原料均来源丰富且价格低廉。 (2)工艺流程比较简单．经一步反应便可得到丙烯腈产物。 (3)反应的副产物较少，副产物主要是氢氰酸和乙腈，都可以回收利用．而且丙烯腈成品纯度较高。 (4)丙烯氨氧化过程系放热反应，在热平衡上很有利。 (5)反应在常压或低压下进行，对设备无加压要求。 (6)与其他生产方法如乙炔与氢氰酸合成法，环氧乙烷与氢氰酸合成法等比较，可以减少原料的配套设备(如乙炔发生装置和氰化氢合成装茸)的建设投资。 丙烯氨氧化法制丙烯腈（AN ）生产过程的主反应为 3632223 =32 C H NH O CH CHCN H O ++→+ 该反应的反应热为298()512.5r H kJ mol -= AN 主要的副反应和相应的反应热数据如下： （1） 生成氰化氢（HCN ） 363223336C H NH O HCN H O ++→+ 298()315.1r H kJ mol -= HCN
丙烯氨氧化法制取丙烯腈新工艺
丙烯氨法制丙烯腈新工艺 【摘要】综述了目前应用最广泛的丙烯氨氧化法制取丙烯腈的反应原理与工艺流程，以及国内大厂对引进装置的改造与升级。在总结前人研究结果的基础上，提出自己对于该工艺未来发展方向的看法。
目录 一．丙烯腈生产工艺简介 (3) 二．反应机理 (3) 2.1丙烯氧化成醛 (3) 2.2醛生成腈化物 (3) 三.催化剂的发展 (4) 3.1 Mo-Bi系催化剂 (4) 3.2 Sb-Fe系催化剂 (4) 四、工艺流程 (4) 4.1合成 (4) 4.2 急冷分离 (6) 4.3 丙烯腈的精制 (7) 4.4 乙腈精制 (8) 4.5 硫铵回收 (9) 五、废物处理 (10) 六、最新技术进展与展望 (10) 七、参考文献 (10)
一．丙烯腈生产工艺简介 丙烯腈是重要的化工原料，主要用于合成聚丙烯腈纤维，即腈纶。也用于合成ABS 工程塑料，在化工方面有重要的作用。丙烯腈的需求量非常大，2008年，中国国内的丙烯腈总生产能力达到了1205kt/a [1]，不过还需要进口。 丙烯氨氧化制取丙烯腈的方法是1960年美国标准石油公司（Standard Oil ）开发的。这种方法与在此之前的乙炔加成法相比，生产成本大幅降低，因此迅速在全世界推广。此后，世界主要的丙烯腈生产企业都是采用Sohio 的生产工艺，并受到美国BP 公司的专利控制。我国的大型丙烯腈厂都是进口美国BP 公司的技术。 二．反应机理 在工业条件下，丙烯与氨在催化剂作用下，与氧气发生脱氢发生反应，生成丙烯腈，同时有副产物乙腈、氢氰酸、二氧化碳，以及噁唑等深度氧化产物。 主反应如下： CH 2==CH —CH 3 + NH 3 + 2 3O 2→CH 2==CH —CN + 3H 2O (1) 同时发生下列化学反应： CH 2==CH —CH 3 + 3NH 3 + 3O 2 → 3HCN + 6H 2O (2) CH 2==CH —CH 3 + 23NH 3 + 23O 2 →23 CH 3—CN+ 3H 2O (3) CH 2==CH —CH 3 + 2 9 O 2→ 3CO 2 + 3H 2O (4) CH 2==CH —CH 3 + 3O 2→ 3CO+ 3H 2O (5) CH 2==CH —CH 3 + O 2→ CH 2 ==CH —CHO+ H 2O (6) CH 2==CH —CH 3 + 2 3O 2 →CH 2 ==CH —COOH+ H 2O (7) CH 2==CH —CH 3 + 2 1O 2 →CH 3—CO —CH 3 (8) CH 2==CH —CH 3 + NH 3 + O 2→ CH 3CH 2CN + 2H 2O (9) 上述反应以生成乙腈与氢氰酸为主，还有少量的二氧化碳、丙烯酸、丙烯醛、丙酮、丙腈等。在反应器中，发生如下反应： 2.1丙烯氧化成醛 丙烯被催化剂吸附，并在催化剂表面氧的作用下脱氢成为烯丙基自由基或者离子，同时催化剂被还原。随后在氧作用下，生成醛： CH 2==CH —CH 3→CH 2==CH —CH 2·或CH 2==CH —CH ：(烯丙基) (10) CH 2==CH —CH 2· + O 2 →CH 2==CH —CHO (11) 2.2醛生成腈化物 第一部反应生成的醛与氨反应，生成腈： CH 2==CH —CHO+NH 3→CH 2==CH —CONH 2→CH 2==CH —CN+H 2O (12) 在反应时，催化剂表面的氧承担了丙烯氨的氧化剂，而空气中的氧气只是作为催化剂中 氧的补充，即使催化剂氧化再生。[2]
丙烯腈生产工艺
丙烯腈生产工艺 把烯烃、芳烃、烷烃及其衍生物与空气(或氧气)、氨气混合通过催化剂制成腈类化合物的方法称为氨氧化法,按氧化反应的分类,这类反应亦称氧化偶联。有代表性的,已工业化的反应要紧有下列几种: 研究表明,氨氧化制腈类用催化剂与烃类氧化制醛类用催化剂(如丙烯氧化制丙烯醛、间(对)二甲苯氧化制苯二甲醛等氧化催化剂)十分类似,氨氧化催化剂往往亦可用作醛类氧化催化剂,其缘故是由于这两类反应通过类似的历程,形成相同的氧化中间物之故。上列反应中以丙烯氨氧化合成丙烯腈最为重要,下面即以此反应为例进行讨论。 丙烯腈是丙烯系列的重要产品。就世界范畴而言,在丙烯系列产品中,它的产量仅次于聚丙烯,居第二位。 丙烯腈是生产有机高分子聚合物的重要单体,85%以上的丙烯腈用来生产聚丙烯腈,由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯合成的ABS树脂,以及由丙烯腈和苯乙烯合成的SAN树脂,是重要的工程塑料。此外,丙烯腈也是重要的有机合成原料,由丙烯腈经催化水合可制得丙烯酰胺,由后者聚合制得的聚丙烯酰胺是三次采油的重要助剂。由丙烯腈经电解加氢偶联(又称电解加氢二聚)可制得己二腈,再加氢可制得己二胺,后者是生产尼龙-66的要紧单体。由丙烯腈还可制得一系列精细化工产品,如谷氨酸钠、医药、农药薰蒸剂、高分子絮凝剂、化学灌浆剂、纤维改性剂、纸张增强剂、固化剂、密封胶、涂料和橡胶硫化促进剂等。 丙烯腈在常温下是无色透亮液体,剧毒,味甜,微臭。沸点78.5℃,熔点-82. 0℃,相对密度0.8006。丙烯腈在室内承诺的浓度为0.002 mg/l,在空气中的爆炸极限为3.05%～17.5%(m)。因此,在生产、贮存和运输中,应采取严格的安全防护措施。丙烯腈分子中含有腈基和C=C 不饱和双键,化学性质极为爽朗,能发生聚合、加成、腈基和腈乙基化等反应,纯丙烯腈在光的作用下就能自行聚合,因此在成品丙烯腈中,通常要加入少量阻聚剂,如对苯二酚甲基醚(MEHQ)、对苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等。 1. 生产简史和生产方法评述
丙烯腈工艺进展
丙烯腈工艺进展 丙烯腈是一种重要的有机原化工原料,是合成橡胶和合成树脂的重要单体。法国人Moureu 1893年用化学脱水剂由丙烯酰胺和氟乙醇制取丙烯腈,但一直未 得到工业应用。直到1930年,才开始丙烯腈工业生产。后来发现丙烯腈的共聚物能够改善合成橡胶的耐油和耐溶剂性,其需求量便开始增大。1940年,建立了以环氧乙烷与氢氰酸合成丙烯腈的工业生产装置。1952年,用乙炔代替了环氧乙烷, 成本大大降低。1959年,出现了由丙烯、氨氧化合成丙烯腈的方法,该法出现后, 发展迅猛。1960年,美国美孚石油公司第一个建成以丙烯、氨和空气为原料、用氨氧化法合成丙烯腈的化工厂,这种新工艺被称为Sohio 法。英国Distillers公司、意大利Montedison 公司、法国Ugine 公司和奥地利OSW 公司相继开发了自己的催化剂和氨氧化法工艺。我国的氨氧化法制丙烯腈于1960年起步,目前已达到20世纪80年代末期国际工业化技术水平。 丙烯腈的用途 丙烯腈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。腈纶应用十分广泛,是继涤纶、尼龙之后的第3 个大 吨位合成纤维品种。其次,是用于ABS/ AS 塑料。由丙烯腈、苯乙烯和丁二烯合成的ABS 塑料和由丙烯腈与苯乙烯合成的AS 塑料是重要的工程塑料。因该产品具有高强度、耐热、耐光和耐溶性能较好等特点,今后10 年其需求量将大幅增长。与丁二烯共聚制丁腈橡胶也是丙烯腈的主要用途之一。丁腈橡胶应用比例约占 4 % ,年增长在1 %以上,主要用于汽车行业。丙烯腈也是重要的有机合成原料。丙烯腈经催化水合可制得丙烯酰胺,经电解加氢偶联可制得己二腈。丙烯酰胺主要用于纸张、废水处理、矿石处理、油品回收、三次采油化学品方面,其需求量以 年均2 %的速率增长。己二腈只用于生产乌落托品,年增长率为4 %。此外,丙烯腈还可用来生产谷氨酸钠、医药、高分子絮凝剂、纤维改性剂、纸张增强剂等。[1] 传统技术 ①氰乙醇法环氧乙烷和氢氰酸在水和三甲胺的存在下反应得氰乙醇。然后以碳酸镁为催化剂, 于200～ 280℃脱水制得丙烯腈, 收率约75%。此法生产的丙烯腈纯度较高, 但成本较高, 而且其原料氢氰酸毒性大。 ②乙炔法乙炔和氢氰酸在氯化亚铜2氯化钾2氯化钠稀盐酸溶液的催化作用下, 在80～ 90℃反应得丙烯腈。此法生产过程简单, 收率良好, 以氢氰酸计可达97%。但副反应多, 产物精制较难, 毒性也大, 且原料乙炔价格高于丙烯, 在技 术和经济上落后于丙烯氨氧化法。1960 年以前, 该法是世界各国生产丙烯腈的主要方法。 ③丙烯氨氧化法该法是以丙烯和氨为原料, 经氧化制取丙烯腈, 反应的主要副产物为氢氰酸、乙腈、丙烯醛、二氧化碳和一氧化碳。这种方法具有原料便宜易得、工艺过程简单、产品成本低等优点, 是目前国内外主要的生产方法。 1.主,副反应 主反应 : CH=CH-CH3 + NH3 +O2→ 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.