年产10万吨丙烯酸工艺设计
1引言
1.1 概述
丙烯酸是一种重要的有机化工原料，主要用于生产丙烯酸酯类，还可用于生产高吸水性树脂、助洗涤剂和水处理剂等，广泛应用于涂料、化纤、纺织、皮革、塑料、粘合剂、石油开采等各个领域[1]。
20世纪20年代末，化学家Otto Rohm从2-氯乙醇制羟基丙腈转而生产丙烯酸，完成了对丙烯酸工业化生产工艺的研究[2]。1939年，德国化学家Reppe发明了以乙炔、一氧化碳和水为原料，用羰基镍为催化剂合成出丙烯酸。1969年，美国联碳公司从英国BP公司引进丙烯直接氧化经丙烯醛生产丙烯酸技术，并建立工业化生产装置。经过多年不断改进，尤其是对丙烯氧化催化剂的改进，该法已成为制造丙烯酸的主导生产方法[3]。
1.2 丙烯酸生产工艺技术
丙烯酸在20世纪30年代实现工业化生产，其生产方法经历了氰乙醇法、雷普(Reppe)法、烯酮法、丙烯腈水解法和丙烯氧化法[4,5]。
1.2.1 氰乙醇法
氰乙醇法是最早工业化生产丙烯酸及其酯的方法。德国和美国分别在1927年和1931年用此方法建成了工业化装置。由于反应过程会生成各种聚合物，因此丙烯酸收率较低，仅为60~70%，且氰化物剧毒，严重污染环境，故采用此法的生产装置早在50年代就已关闭。
1.2.2 Reppe法
20世纪30年代，德国的Walter Reppe博士发现利用自己发明的Reppe反应可以直接从乙炔生产丙烯酸和丙烯酸酯类。在60年代以前，用Reppe法或改良Reppe 法生产丙烯酸及其酯的工艺曾占统治地位，随着石油化工技术的开发和环境保护要求的加强，到1976年改良Reppe法的装置已全部停产。
1.2.3 烯酮法
以乙酸或丙酮为原料，磷酸三乙酯为催化剂，在700℃时裂解生成乙烯酮，然后与无水甲醛在AlCl3或BF3催化剂存在下，在25℃进行气相反应生成β-丙内酯，再与热的磷酸接触异构化生成丙烯酸。乙烯酮法产品纯度高，收率也高，副产物和
未反应的物料能循环使用，适用于连续生产，但原料乙酸或丙酮价格高且β-丙内酯为致癌物质。
1.2.4 丙烯腈水解法
这是法国Societed’Ugine和美国Sohio开发的工业制备方法。该法工艺简单，反应条件温和，设备投资不大，可同时生产丙烯酸胺。缺点是污染严重，副产大量低价值的硫酸铵。该流程至今只有日本旭化成和英国联合胶体仍有运行，墨西哥的塞拉纳斯装置已于1993年停产。
1.2.5 丙烯氧化法
20世纪60年代末，随着石油化工的高速发展，丙烯价格日趋便宜，由于高度活泼、高度选择性和长使用寿命的催化剂的开发，使得丙烯直接氧化制丙烯酸的工业化方法为工业界所接受[6]。丙烯氧化法起初分为一步法和两步法，但分两步进行更有助于通过优化催化剂的组成和反应条件而提高催化剂的选择性。所谓丙烯两步氧化法是在复合金属氧化物催化剂存在下，经空气氧化先生成丙烯醛，再进一步催化氧化成丙烯酸[7,8]。
丙烯酸的工业生产方法主要为丙烯两步氧化法。工业生产中应用的技术主要有：美国索亥俄(Sohio)技术、日本触媒技术、日本三菱油化技术、日本化药技术、德国BASF技术[9]。
（1）美国索亥俄( Sohio) 技术
60年代末70年代初在美国和日本具有一定的市场。Sohio技术的特点是丙烯氧化采用两台反应器串联操作，吸收塔顶出来的废气不循环；废气中未反应的丙烯不回收；催化剂寿命为2年。
（2）日本触媒化学(NSKK) 技术
日本触媒公司是世界上首先实现工业二步法生产丙烯酸的厂家。其催化剂为中空圆柱状，其形状增加了几何外表面，转化率得到提高的同时，也提高了生成物自催化剂微孔中扩散出来的路径，减少了深度氧化，因而提高了产物的单程收率及选择性，同时降低了热点，减少了床层阻力，使催化剂的寿命得以延长。其工艺特点是在Mo-Bi系催化剂中加入了元素Co，从而提高了丙烯醛的选择性和单程收率；采用废气催化焚烧炉，不需消耗燃料气。
（3）日本三菱油化(MPCL) 技术
日本三菱石油化学公司公司对其原来的工艺和催化剂不断研究和改进，改进后的催化剂可适应比日本触媒公司二段催化剂更低的反应温度，活性高、选择性高、寿命也长。其工艺特点是以高浓度丙烯为原料，丙烯酸单程收率高于87%，未反应的丙烯或丙烯醛不循环使用。两台串联的固定床反应器中分别采用Mo-Bi系、Mo-V 系氧化物为催化剂，寿命均为6 年。
（4）日本化药技术
采用的催化剂为涂裹型催化剂，形状规则，利于装填，机械强度较好，目的产物选择性好。缺点是反应热点温度较高，如果飞温容易烧坏催化剂。丙烯氧化制丙烯醛采用Mo、Bi、Ni、Co、Fe 系催化剂，丙烯醛氧化制丙烯酸采用Mo、V、Cu、Sb 系催化剂[10]。反应器均为固定床列管式反应器。主要应用在上海华谊、江苏裕廊和兰州石化等部分装置上。
（5）德国巴斯夫(BASF) 技术
巴斯夫的丙烯酸生产装置是目前世界上单系列装置中规模最大的，其技术也是采用固定床二步氧化法。丙烯氧化用Mo-Bi系或Mo-Co系催化剂，丙烯醛的单程收率为80%左右；丙烯醛进一步催化氧化用Mo、W、V、Fe 系催化剂，丙烯酸单程收率高于90%[11]。其技术特点为：丙烯氧化反应气不用水吸收，而是用一种高沸点有机溶剂作为吸收剂；丙烯氧化反应循环气体中不用水蒸汽，而是用氮气，可减少废水的生成。
1.3 丙烯酸工业生产概况
20世纪90年代，丙烯酸系单体面临一个扩展的热潮，随着聚丙烯酸型超吸收剂和家用洗涤剂增量剂的开发和普及，在世界上形成了一个投资兴建丙烯酸及酯单体装置的热潮。由于其品种繁多、用途广泛、产品附加值高等优点，现在已形成了独立的丙烯酸化工体系[12]。
1.3.1 国外工业生产概况
目前，世界上的丙烯酸生产装置已有93%以上采用丙烯二步氧化法。在吸收、开发和推广丙烯气相氧化方面，日本是世界上做出最大贡献的国家，尤其是日本触媒化学公司和日本三菱化学公司，他们所采用的方法比较先进，更有竞争力，因此目前国外新建丙烯酸装置大多引进它们的技术，世界上大约80%的丙烯酸生产装置采用了日本的技术[13]。沿用其它生产方法较为有名的公司，仅有BASF在德国的一
套由一氧化碳乙炔路线的改良Reppe法装置。
世界上丙烯酸的生产主要集中在美国、西欧和日本。就总的生产能力来讲，BASF、Rohm&Hass、Celanese和日本触媒化学公司四大生产商就占66%。BASF 以丙烯酸的生产规模和产量位居世界丙烯酸工业首位，在欧洲丙烯酸生产能力达42万吨/年。在东南亚，BASF与马来西亚的Petronas合作建设的一套16万吨/年丙烯酸装置已于2000年投产。在欧洲，Rohm&Hass公司与德国Stockhausen GmbH 组成全球性的丙烯酸产品伙伴关系，2006年其丙烯酸的生产能力可达33万吨/年[14]。Celanese是世界上第三大丙烯酸的生产者，在美国德克萨斯州的ClearLake有27.2万吨/年丙烯酸装置，并于2001年在此地增加丙烯酸能力8万吨/年。日本触媒化学公司的丙烯酸最大的装置是在日本姬路有22万吨/年丙烯酸。在印度尼西亚与Tripolyta合资建设的一套6万吨/年的丙烯酸装置已于1999年投产。在美国德克萨斯州的Bay Port与法国Elf Atochem公司合资建设的一套12万吨/年丙烯酸装置在2001年投产，其丙烯酸及其酯的生产能力达到53.5万吨/年[15]。
1.3.2 国内工业生产现状
我国丙烯酸的工业化生产起步于20世纪50年代，上海珊瑚化工厂对氯乙醇和丙烯酸水解法生产丙烯酸工艺进行了研究。60年代初，丙烯酸水解法几乎成为国内唯一的生产方法，规模小、品种少，兰州化学公司建成第一套500吨/年丙烯氧化法的恒产丙烯酸的中试装置，当时全国产量最多的年份也仅为3500吨，品种仅限于丙烯酸和丙烯酸甲酯[16]。我国大规模生产丙烯酸始于20世纪70年代末期，1978年，北京东方化工厂首次从日本触媒化学公司引进全套以丙烯二步氧化法工艺生产丙烯酸的装置，1984年建成投产丙烯酸2.05万吨/年[17]。
20世纪90年代初以来，国内丙烯酸供需缺口逐年增大，中国丙烯酸市场的巨大潜力和良好发展前景，提高了国内外投资者建设丙烯酸项目的积极性。1992年，吉林石化从日本三菱化学公司引进生产技术，建成投产设计能力2.72万吨/年；1994年，上海华谊丙烯酸有限公司亦从日本三菱化学公司引进全套装置，其设计能力为3万吨/年[18]。随后，北京东方化工厂又扩大规模，陆续引进第二、三套丙烯酸及酯类装置，使我国的丙烯酸生产有了长足的发展。
2000年以来，丙烯酸行业发展更加迅速。上海华谊丙烯酸厂在引进技术消化吸收的基础上，与自主开发丙烯选择氧化催化剂的兰州石化研究院合作，建成3万吨
/年的丙烯酸项目。2004年，南京BASF-扬子石化合资丙烯酸项目投产，生产能力为16万吨/年。由日本三菱化学公司转让丙烯酸技术，为沈阳石蜡化工公司建设的8万吨/年丙烯酸装置，也于2006年底建成。浙江卫星企业集团的后期丙烯酸装置和兰州石化的8万吨/年丙烯酸装置也陆续投产[19]。从长远看，中国将成为丙烯酸需求增长的主要地区，中国丙烯酸产品仍有较大发展空间。
1.4 丙烯酸生产工艺技术的发展前景
目前，国内丙烯酸生产企业的工艺技术大多从日本引进，投资额较高。采用国内技术、设备和催化剂，将会大幅降低投资和生产成本，提高产品竞争力。在丙烯酸工艺技术的改进过程中，因为催化剂费用占了生产成本的相当比例，提高选择性和转化率，延长催化剂寿命成为研究的关键[20]。当前形势下，我国丙烯酸行业应加快丙烯酸生产工艺及催化剂的国产化，形成自主知识产权，将有利于丙烯酸行业的健康发展。
1.5 研究的目的及意义
随着经济的飞速发展，丙烯酸需求量逐年增长，我国丙烯酸行业面临良好的发展机遇与技术挑战。目前全球以丙烯氧化制丙烯酸为首要技术，几乎占据了所有的生产量，选择最优的氧化工艺技术，从而扩大生产能力、节省设备投资迫在眉睫。基于此，本课题采用丙烯气相两步氧化法制备丙烯酸的生产技术，借鉴国内外的先进经验，选择高效能催化剂，以此建一10万吨/年丙烯酸生产车间，使生产产品的综合性能在原有基础上明显提高，生产效率进一步提升，工艺、控制更加优化，生产成本明显下降。
2丙烯酸工艺流程的确定
2.1 丙烯酸生产原理
丙烯直接氧化生产丙烯酸有一步法和两步法之分。一步法具有反应装置简单、工艺流程短、只需一种催化剂、投资少等优点，但存在几个突出缺点[21]：
①一步法是在一个反应器内进行两个氧化反应，强制一种催化剂去适应两个不同反应的要求，影响了催化作用的有效发挥，丙烯酸收率低；②把两个反应合并为一步进行，反应热效应大。要降低反应放热量，只能通过降低丙烯的浓度来实现，因此生产能力低；③催化剂寿命短，导致经济上不合理。
鉴于以上原因，目前工业上主要采用两步法生产，即第一步丙烯氧化生成丙烯醛，第二步丙烯醛氧化生成丙烯酸。丙烯两步氧化制丙烯酸的主反应可用下列两式表示：
CH2CHCH3 + O2CH2CHCHO + H2O
CH2CHCHO + 1/2 O2CH2CHCOOH
反应属强放热反应，有效地移除反应热是反应过程的突出问题。除主反应外，还有大量副反应，其副产物有CO和CO2等深度氧化物以及乙醛、醋酸、丙酮。因而，提高反应选择性和目标产物收率非常重要，要达到这一目的，必须在反应过程中使用高活性、高选择性催化剂。由于生产丙烯酸分步进行，所以每步反应所用催化剂也不同。第一步反应为丙烯氧化为丙烯醛，所用催化剂大多为Mo-Bi-Fe-Co系，再加入少量其他元素，以钼酸盐的形式表现出催化活性。第二步反应为丙烯醛氧化为丙烯酸，目前采用的催化剂均为Mo-V-Cu系，通常需要添加助催化剂。
2.2 拟采用的生产工艺
丙烯直接氧化法是生产丙烯酸的最新方法，由于原料丙烯价廉易得，反应催化剂的活性和选择性高，目前该法在丙烯酸生产中占有主要地位。因此本课题拟采用丙烯两步氧化法。
2.3 主要原料及其规格
丙烯：＞95%，主要来自炼油厂的催化裂化装置和丙烷脱氢技术
催化剂：第一步氧化（丙烯氧化为丙烯醛）选用固态钼-铋系催化剂
Mo12Bi1.0Fe1W2Co4Si1.35K0.06；第二步氧化（丙烯醛氧化为丙烯酸）
选用固态钼-钒系催化剂Mo12V4.0W1.0Cu2.2Sb0.5
熔盐（55%KNO3+45%NaNO2）
2.4 工艺流程图
氧化过程一般采用两台反应器串联，从第一台反应器出来的丙烯醛、未反应的丙烯以及副产物可以不经处理直接供给第二反应器。丙烯氧化生产丙烯酸拟常用列管式反应器，管内装填催化剂，管间采用熔盐循环移除反应热。其氧化工序工艺流程图如图2.1所示。
图2.1 丙烯酸氧化工序工艺流程框图
2.5 工艺流程简述
经汽化器预热气化后的丙烯（纯度95%以上）与经水蒸气增湿后的空气以一定配比混合后进入第一反应器，并在反应器上部利用反应放出的热量将其预热后进入氧化钼-铋催化剂层，在催化剂作用下发生部分氧化反应生成丙烯醛，控制反应温度593~633K。为使反应温度均匀，采用熔盐在反应管间强制循环移除反应热，并通过熔盐废热锅炉产生蒸汽，以回收余热。第一反应器生成的气体（含丙烯醛、少量丙烯酸以及副反应生成的一氧化碳和二氧化碳等）经过气体冷却器换热冷却后被送入第二反应器，在氧化钼-钒催化剂作用下，丙烯醛进一步氧化为丙烯酸，反应温度控制在533~573K。反应放出的热量采用熔盐在管间强制循环移出[22]。
第二反应器出口气体送入吸收塔，用丙烯酸水溶液吸收，吸收后尾气中含有少量未反应的丙烯、丙烯醛、乙醛等有机物和不溶性气体，约50%返回反应器进料系统循环使用，其余尾气送废气催化焚烧装置。吸收塔底部流出的丙烯酸水溶液约含丙烯酸20%~30%（质量分数），送分离工段进行分离精制。
3物料衡算
3.1 基础数据
3.1.1 全装置工艺数据
（1）生产规模：年产10万吨丙烯酸的生产
（2）生产时间：年工作日大约为334天，时数为8000h
（3）每吨丙烯酸消耗定额：0.775t 98%丙烯
（4）全装置总收率按88%计，损耗（包括工艺损耗、机械损耗）为12%；
其中一段反应器丙烯醛的收率可达90.5%，丙烯酸收率可达6%；
二段反应器中丙烯醛的转化率可达99.2%，丙烯酸产率可达95.2%。
3.1.2 工艺配方
（1）反应器入口气体组成：原料丙烯、空气中的氧气以及水蒸气。
不同的催化剂选择不同的丙烯浓度，一般在7.0%~10.0%之间；
氧烯比一般控制在1.8:1~2.0:1之间，过低和过高的氧烯比会影响丙烯的转化率和选择性；
水蒸气的存在一是为了提高催化剂的选择性，使反应产物容易从催化剂表面解析出来；二是降低反应气中的氧浓度，以便减缓丙烯的深度氧化；另外，由于水蒸气具有较大的热容，有利于床层的热稳定[23]。
（2）反应空速[24]：
绝对空速（SV0）：一段反应器入口每小时加入的丙烯气体的体积V
丙
与纯催化
剂体积的比值，即
0V
SV V
=丙
催
。它反映催化剂的实际反应负荷，在120 h-1左右。
相对空速（SV）：混合气体的小时体积通量V
气与催化剂床层体积V
床
之比，即：
V
SV V
=气
床
。一般在800~2000h-1之间。
（3）反应温度：一段反应一般为300~400℃，二段反应一般在250~320℃。
表3.1 氧化工艺配方基本参数值
反应器基本参数设计取值
一段反应器丙烯进料浓度/%（摩尔分数）8.7 进料中氧气/丙烯（摩尔比） 1.80 进料中水蒸气/丙烯（摩尔比）0.76 反应温度/℃325 空速/ h-11450
二段反应器丙烯醛进料浓度/%（摩尔分数） 6.4 氧气/丙烯醛（摩尔比） 1.05 水蒸气/丙烯醛（摩尔比） 2.11 反应温度/℃260 空速/ h-11650
3.2 计算基准
此过程属于连续操作过程，计算基准选时间，单位为kmol/h。
3.3 计算
在生产过程中以氧化反应为主，不考虑副反应，也不对副反应进行物料衡算[25]。
3.3.1 第一氧化反应器的物料衡算
丙烯醛
空气少量丙烯酸
CO、CO2等副产物
损失的丙烯
图3.1 第一氧化反应器物料衡算示意图
依照图3.1中第一氧化反应器物料衡算示意图进行计算：
（1）丙烯进料量：
每小时生产量：100000÷8000=12.5 t丙烯酸
需要98%的丙烯：12.5×0.775=9.6875 t/h=9687.5 kg/h=230.22 kmol/h
以230.22 kmol/h 为基准，扣除损耗的1%丙烯
应有丙烯醛和丙烯酸：230.22×(1－0.01) =227.92 kmol/h 第一反应器按氧化反应总转化率96.5%计； 98%的丙烯进料量：227.92÷0.965=236.19 kmol/h
原料中含丙烯98%，则原料量应为：236.19÷0.98=241.01 kmol/h （2）水蒸气进料量：0.76×241.01=183.17 kmol/h （3）氧气进料量：1.8×241.01=433.82 kmol/h 总气体进料量：241.01÷8.7%=2770.23 kmol/h
空气进料量：2770.23－241.01－183.17=2346.05 kmol/h （4）丙烯醛出料量：241.01×90.5%=218.114 kmol/h （5）丙烯酸出料量：241.01×6%=14.46 kmol/h
（6） 副产物：241.01×2.5%=6.025 kmol/h ；丙烯损失量：241.01×1%=2.41 kmol/h （7）据绝对空速可计算催化剂的用量，本设计中绝对空速取120 h -1：
300241.0122.4
45120
V V SV V m V SV ?=
?===丙丙催催；催化剂用量：45 m 3/h 总出料量：218.114+14.46+6.025+2.41+2346.05+183.17=2770.23 kmol/h 第一氧化反应器物料平衡表如表3.2所示：
表3.2 第一氧化反应器物料平衡表
物料 分子量
g·mol -1 密度
kg·m -3 粘度
Pa·s 摩尔进料量
kmol·h -1 摩尔出料量
kmol·h -1
丙烯 42.08 1.914 1.6×10-5 241.01 空气 28.95 1.293 1.81×10-5 2346.05 2346.05 水蒸气 18.02 1.00 0.98×10-5 183.17
183.17 丙烯醛 56.06 0.8402 0.393×10-3 218.114 丙烯酸 72.06 1.0511 1.149×10-3
14.46 副产物
6.025 损失 2.41 催化剂 45 m 3/h 45 m 3/h 合计
2770.23 2770.23
3.3.2 冷却器的物料衡算
图3.2 冷却器物料衡算示意图
依照图3.2对冷却器进行物料衡算：此过程只发生相态变化，物料平衡，因此不需要进行物料衡算。
3.3.3 第二氧化反应器的物料衡算
丙烯酸
CO、CO2
损失的丙烯
副产物
图3.3 第二氧化反应器物料衡算示意图
依照图3.3中第二氧化反应器物料衡算示意图进行计算：
（1）丙烯醛进料量：218.114 kmol/h
（2）水蒸气进料量：2.11×218.114=460.22 kmol/h
（3）氧气进料量：1.05×218.114=229.02 kmol/h
总气体进料量：218.114÷6.4%=3408.03 kmol/h
空气进料量：3408.03－218.114－460.22=2729.7 kmol/h
（4）丙烯酸进料量14.46 kmol/h；副产物6.025 kmol/h；剩余丙烯量2.41 kmol/h 总进料量：3408.03+14.46+6.025+2.41=3430.925 kmol/h
（5）丙烯酸出料量：218.114×95.2%=207.64 kmol/h
（6）副产物：218.114×(99.2%－95.2%) =8.724 kmol/h
（7）损失的量：218.114×
(1－99.2%) =1.745 kmol/h
（8）空气和水蒸气的用量不变，且催化剂用量不变。
据绝对空速可计算催化剂的用量：
300218.11422.4
40.7120
V V SV V m V SV ?=
?===丙丙催催 催化剂的量：40.7 m 3/h
总出料量：207.64 +8.724 +1.745+2729.7+460.22 =3408.03 kmol/h 第二氧化反应器物料平衡表如表3.3所示：
表3.3 第二氧化反应器物料平衡表
进料
出料
物料名称 摩尔进料量kmol·h -1
物料名称 摩尔出料量kmol·h -1
丙烯醛 218.114 丙烯酸 207.64 水蒸气 460.22 副产物 8.724 空气 2729.7 损失 1.745 催化剂 40.7 m 3/h 水蒸气 460.22 丙烯酸 14.46 空气 2729.7
副产物 6.025 损失 2.41 合计
3408.03
合计
3408.03
3.4 原料消耗综合表
原料消耗综合表如下表3.4所示：
表3.4 原料消耗综合表
序号 物料名称 单位 每吨产品消耗量
每小时消耗量
每年消耗量 1 丙烯 t 0.775 10.14 8.11×104 2
空气
t
7.54（一段）
7.79（二段）
70.17（一段）
70.17（二段） 5.614×105（一段） 5.614×105（二段） 3
催化剂
m 3
45（一段） 40.7（二段）
3.6×105（一段） 3.256×105（二段） 4
水蒸气
t
0.59
1.314
3.3（一段）
7.36（二段） 2.64×104（一段） 5.888×104（二段）
4热量衡算
连续操作过程属于定态操作过程，物料状态、反应状态等不随时间而变化，所以热负荷（传热速率）也不随时间变化而变化，主要计算正常操作时的传热速率[26]。
4.1 基础数据
氧化反应器中主要发生以下两个重要反应：
CH2CHCH3 + O2CH2CHCHO + H2O + 3.4×105J
CH2CHCHO + 1/2 O2CH2CHCOOH + 2.52×105J
（1）反应器物料衡算数据（见氧化反应器物料平衡表）
（2）入口温度：25℃，第一反应器温度：325℃，第二反应器温度：260℃（3）有关物性数据如表4.1所示：
表4.1 物性数据表[27]
物料名称定压比热容/kJ·kg-1·K-1导热系数/W·m-1·h-1℃-1标准生成热/kJ·mol-1
丙烯 1.52 85.7×10-320.42
空气 1.028 52.1×10-3
水蒸气 1.948 54.9×10-357.798
丙烯醛 2.194 -105.05
丙烯酸 2.151 -336.47
4.1.1 计算基准
热流量基准：kJ/h；基准温度：25℃
4.1.2 热量衡算方程式
在化工过程中，各种热量之间的转化关系可以用热平衡方程表示：
∑Q =∑H出-∑H进
其中∑Q -----设备或系统与外界环境交换热量之和，通常包括热损失，kJ；
∑H出----离开设备或系统各股物料的焓之和，kJ；
∑H进----进入设备或系统各股物料的焓之和，kJ。
在解决实际问题时，热平衡方程式写成以下形式更容易计算：
Q T = Q1+Q2+Q3+Q4
式中 Q T ----设备或系统内物料与外界交换热量之和（传入为正 ，传出为负），kJ ；
Q 1-----由于物料温度变化，系统与外界交换的热量，kJ ；
Q 2-----由于物料发生各种变化（化学变化、相变、溶解、混合等），系统与外界交换的热量（吸热为正、放热为负）， kJ ；
Q 3-----由于设备温度变化，系统与外界交换的热量（设备升温为正、降温为负）， kJ ；
Q 4-----设备向外界环境散失的热量（操作温度高于环境温度为正、低于环境温度为负），kJ 。
上式也可以写成如下形式：q T =q 1+q 2+q 3+q 4 （kJ/h ） 4.2 热量衡算式中各参数计算方法[28]
1、q 1的计算：认为反应器内压力不变，即整个过程为恒压变化过程
dT C w q T T P ?=1
2
1
2、q 2的计算：Hr q ?-=2（标准化学反应热）
3、q 3的计算：对于连续操作，由于操作过程是在定态条件下进行的，物料温度与设备温度都不随时间变化，此时q 3=0。
4、q 4的计算：设备温度高于环境温度时，q 4＞0，设备操作温度低于环境温度时，q 4＜0。在实际操作中，若设备有保温层，为简化计算，常取热损失速率为总速率的10%。 4.3 计算
主要对一段、二段氧化反应器以及冷却器进行热量衡算； 第一反应器进料温度为250℃，反应温度为325℃； 第二反应器进料温度210℃，反应温度260℃。 4.3.1 氧化反应器热量衡算
1、第一氧化反应器热量衡算 （1）q 1的计算：
T Cp w T Cp w q q q ?-?=-=∑∑)250()325(1℃℃进料出料进料出料
q 出料=(218.114×56.06×2.194+14.46×72.06×2.151+2346.05×28.95×1.028+183.17×
18.02×1.914) ×(325-25)=31561747.97 kJ/h
q 进料=(241.01×42.08×1.52+2346.05×28.95×1.028 +183.17×18.02×1.914)×(250-
25)=20599385.72 kJ/h
q 1= q 出料－q 进料=10962362.25=1.1×107 kJ/h （2）q 2的计算：
Hr q ?-=2=105.15×218.114×1000－(－20.42)×241.01×1000=27856111.3 = 2.786×107 kJ/h （3）q 3的计算：
对于连续操作，由于操作过程是在定态条件下进行的，物料温度与设备温度都不随时间变化，所以q 3=0
（4）q 4的计算：
常取热损失速率为总速率的10%； q 4=10%×(1.1×107+2.786×107)= 3.88×106 kJ/h （5）q T 的计算：
q T =q 1+q 2 +q 4 =1.1×107+2.786×107+3.88×106 = 4.27×107 kJ/h （6）计算设备热负荷和熔盐消耗量：
氧化反应是连续操作过程，所以设备热负荷应当等于q T ，为4.27×107 kJ/h 熔盐（55%KNO 3+45%NaNO 2），进口温度275℃，出口温度为280℃ 其比热为55%×0.332+45%×0.43=0.3761cal/g·℃=1.575 kJ/kg·℃ 熔盐对管壁给热系数α可取2717 kJ/(m 2·h ·℃)
所以67
1042.5)
275280(575.11027.4?=-??=
h G kg/h （7）电能消耗量的计算： 据公式η
3600T
q E =
，η为用电设备的电功功率（一般取0.85~0.95），设计取0.9；所以kw E 131799
.036001027.47
=??=
2、第二氧化反应器的热量衡算方法同第一反应器，其计算结果如表4.2所示。
表4.2 第一氧化反应器、第二氧化反应器热量衡算表
系统与外界交换的热量第一氧化反应器第二氧化反应器
q1/(kJ/h) 1.1×1077.32×105
q2/(kJ/h) 2.786×107 4.69×107
q4/(kJ/h) 3.88×106 4.76×106
q T/(kJ/h) 4.27×107 5.24×107
G h/(kg/h) 5.42×106 6.65×106
E/kw 13179 16173
4.3.2 冷却器的热量衡算
1、计算依据
进口温度：275℃；出口温度：280℃
冷却剂：熔盐，其冷凝热为2717 kJ/kg
2、热衡算求冷取器的热负荷和熔盐的用量，冷损失按10%计算
需要熔盐提供的热量：
Q=1.1×[(218.114×56.06×2.194+14.46×72.06×2.151+2346.05×28.95×1.028+183.17 ×18.02×1.914)×(325-260) ]=7.52×106 kJ/h
加热熔盐用量：W= Q/2717=2767.76kg/h
4.4 动力消耗综合表
动力消耗综合表如表4.3所示：
表4.3动力消耗综合表
序号物料名称单位每吨产品消耗量每小时消耗量每年消耗量
1 熔盐t 35 2.8 2.24×104
2 蒸气t 30 3518.
3 2.81×107
3 电k w·h 400 13179 1.05×108
4 锅炉用水t 9 15000 1.2×108
5 设备的工艺设计
5.1 主体设备工艺设计 5.1.1 氧化反应器的设计计算[29]
常用的氧化反应器有搅拌式氧化器和气固氧化反应器，搅拌式氧化器主要用于使用化学氧化剂的液相氧化过程，而气固氧化反应器是以空气—物料气体或氧化—物料气体通过固体催化剂接触而反应的过程，这类反应器通常以气固流化床和气固固定床为多，在工业生产中广泛使用。本设计采用列管式固定床氧化反应器，此类反应器为列管式结构，传热面积大，有利于强放热反应。
1、计算催化剂床层体积、直径及高度 对于第一反应器： 床层体积：32770.2322.4
42.81450
V V SV V m V SV
?=
?=
=
=气气床床
床层直径：24.7D D m =
?==
其中u 为空床操作气速，取1m /s ；
催化剂平均粒径取5mm ，床层孔隙率ε取0.48； 床层高度：2
2
42.8
4.75(10.48)0.785 4.7
(1)
4
V L L m D π
ε=
?==-??-床 经圆整，取4.8m 同理，对于第二反应器： 床层体积：33408.0322.4
46.271650
V V SV V m V SV
?=
?=
=
=气气床床
床层直径：25.2D D m =
?==
其中u 为空床操作气速，取1m /s ；
催化剂平均粒径取5mm ，床层孔隙率ε取0.48；
床层高度：2
2
46.27
4.19(10.48)0.785
5.2
(1)
4
V L L m D π
ε=
?==-??-床 经圆整，取4.2m 2、反应器管数n
给定管子φ30×2.5，故管内径d t 为25mm ，即为0.025米；管长为5米，催化剂充填高度L 为4.8米。
因此2242.8
181740.7850.025 4.8
4
t V n n d L π=
?=
=??床
同理，对于第二反应器：2
246.27
224550.7850.025 4.2
4
t V n n d L π=
?=
=??床
3、反应器材料：由于丙烯酸具有较强的腐蚀性，本设计选用经过钝化处理的碳钢材质Q235-A ，接管材料选用20号钢。
4、核算换热面积
该反应是放热反应，需要移走热量，床层是被冷却的，因此床层对壁总给热系数按下式计算：
床层被冷却时，0.73.5(
)exp( 4.6
)f
p p t t
t
d G
d d d λαμ
=
-
式中f λ——流体导热系数，kJ·m -1·h-1℃-1
；G ——表观质量流速，kg·m -2·h -1；
μ——流体粘度，Pa·
s ；p d ——催化剂粒径；t d ——列管内径 总进料量：m =241.01×42.08+2346.05×28.95 +183.17×18.02=81360.57kg/h
551.316 1.612.8 1.810.9810 1.737101.31612.81Pa s μ--?+?+?==??++混（）
331.31685.712.852.154.91055.2110/()1.31612.81
f kJ m h λ--?+?+?==???++（）℃
31.316 1.91412.8 1.293 1.00
1.328/1.3161
2.81kg m ρ?+?+=
=++混
212
81360.57
9298/17835(0.025)4
G kg m h π
--==??
50.0059298
743.461.737103600
p e d G
R μ
-?=
=
=??
床层对壁总给热系数：
30.7255.21100.0053.5743.46exp( 4.6)315.12/0.0250.025
t kJ m h α-?=??-?=??℃
总传热系数：201
1
1t t t m K d d d d δδααλλ=
+++垢
壁钢垢
查得碳钢管的导热系数为λ=167.5kJ/(m ·h ·℃)
25
1
282.37/110.0250.00250.025
4.781031
5.1227170.03167.50.0275
K kJ m h -=
=???+?++??℃
整个反应器床层可近似视为等温，为325℃，则传热推动力为：
(325275)(325280)
47.52
m t -+-?=
=℃
需要传热面积：7
23.886102897.28282.3747.5
c m Q A A m K t ?=
?==??需需 实际传热面积为23.140.025 4.8181746847.96t A d Ln A m π=?=???=实实
A A 需实＞，故能满足传热要求。
5、反应床层压力降的计算
修正雷诺数：11()743.46()1429.731000110.48
p eM d G
R με=
=?=--＞ 固定床压降计算公式为2
2323
(1)1150 1.75f s c s c u P u
L d g d g ρεμεεε?--=+ 当1000eM R ＞时，为充分湍流，计算压降时可以略去第一项，因此
2233111.75() 1.75()f s c s f u G P L L d g d ρεεερε
--?==?
23
(9298/3600)10.48
1.75() 4.83967939.6790.005 1.3280.48
P Pa kPa -?=???==? 第二氧化反应器的计算方法与第一氧化反应器的计算方法相同。
第一、第二氧化反应器的各数值如表5.1所示：
表5.1 第一、第二氧化反应器换热面积核算及床层压力降值
项目
第一氧化反应器
第二氧化反应器
床层对壁总给热系数2
1
1
/t kJ m h α---???℃ 315.12 169.31 总传热系数211
/K kJ m h ---???℃ 282.37 159.38 需要传热面积2
/A m 需 2897.28 6291.75 实际传热面积2/A m 实 6847.96 7403.4 床层压力降/P kPa ?
39.679
35.574
5.1.2 反应器零部件选用与设计
（1）容器法兰：选用JB4702-92乙型平焊法兰，公称压力PN1.0，公称直径DN3200；法兰材料选用20（锻），质量为471.9 kg ；螺栓材料选用40Cr ；螺母材料选用35，凹凸密封面，配60个M24螺栓。
（2）人孔：选用JB580-79回孔盖人孔，公称压力Pg10，公称直径Dg500，采用一类材料，A 型密封面，人孔标记为AIPg10Dg500JB580-79。
（3）视镜：选用2个HGJ501-86Pg10Dg100碳钢视镜，设在反应器盖上，用于观察反应器内物料变化情况。
（4）仪表测量口：测温口一般设在反应器底部，温度计要插入反应液中，为保护温度计，可将温度计放入金属套管中；测压口设在反应器釜盖上，安装螺纹为M27×2。
（5）安全装置口：由于反应器一般为密闭式操作，反应器过程有时带正压或负压，有时有气体产生，为了安全操作，需要在釜盖上设置安全阀口或放空口。
（6）开孔补强：在人孔、加料和出料管口以及蒸汽进出口设置补强圈，补强圈按JB1207-73选用，即人孔处补强圈Dg500×12，加料和出料口Dg100×12，蒸汽进出口Dg80×8。
（7）支座：选用悬挂式支座，JB1165-81，共4个。配M30地脚螺栓，设置加强垫板。
年产18万吨合成氨、30万吨尿素项目建议书
一、项目概况 1、项目名称：年产18万吨合成氨、30万吨尿素项目 2、合作方式：独资、合资、合作、贷款等均可 3、建设单位：XX煤业有限责任公司及合作单位 4、建设性质：新建 5、建设范围：内蒙古自治区XX自治旗XX矿区 6、建设内容及规模：以XX矿区丰富的褐煤资源为依托，建设年产合成氨18万吨、尿素 30 万吨的项目。可联产轻质油4752吨/年、煤焦油 14454吨/年，氨水(16%)27720吨/年、粗酚1980吨/年 7、建设期限：项目建设期为4年，即2005年4月-2008年9月。 8、投资估算及资金筹措： 投资规模：总投资为147215万元，其中建设投资 138703万元，流动资金8512万元。 本项目资金来源可以是贷款、风险投资等。 9、经济评价 经济评价一览表
二、项目区基本情况 1．地理位置 XX矿区位于内蒙古自治区呼伦贝尔市XX自治旗境内的东北部，地处大兴安岭西麓。其地理坐标是东经120°24′～120°38′、北纬49°09′～49°16′。矿区西连海拉尔区，东接牙克石市，南临巴彦嵯岗苏木，北至海拉尔河，与陈巴尔虎旗隔河相望，南北宽约13.7Km，东西长约46.1Km，总面积385.7Km2。XX火车站东距牙克石18Km，西距呼伦贝尔市64Km，滨州铁路线由东向西穿过XX矿区，北有301国道，铁路经过牙克石可达齐齐哈尔，哈尔滨乃至全国各地，经海拉尔可达满州里市，民航经海拉尔机场可达北京、呼和浩特等地，交通十分方便。 2．煤炭资源及煤质情况 ⑴资源情况 XX煤业公司拥有XX矿区、扎尼河矿区、伊敏河东区、陈旗巴彦哈达矿区、莫达木吉矿区五大矿区。煤炭储量丰富，XX矿区精查储量17.3亿吨；扎尼河矿区预计储量15.8亿吨；伊敏河东区普查储量58.4亿吨，其中详查储量6.1亿吨，精查储量2.3亿吨；巴彦哈达区预计储量49.0亿吨；莫达木吉矿区普查储量30.0亿吨。煤田内煤层集中，赋存稳定，构造较简单，倾角小，沼气含量低，埋藏较深，适宜于井工大型机械集约化连续生产。 ⑵煤质情况
最新丙烯酸甲酯的生产工艺资料
5000t/a 丙烯酸甲酯的生产工艺组织与实施 1：丙烯酸甲酯的生产工艺路线选择 丙烯酸甲酯，别名败脂酸甲酯，分子式 C4H6O2或CH2CHCOOCH3，熔 点 -75℃ ，沸点：80.0℃，微溶于水。用于作为有机合成中间体，也是合成高分子聚合物的单体，用于橡胶、医药、皮革、造纸、粘合剂等。 无色液体。有辛辣气味。水中溶解度在20℃时为6G/100ml ，40℃时5G/100ml 、水在丙烯酸甲酯中溶解度为1.8ml/100G 。溶于乙醇和乙醚。在贮存过程中易聚合，光、热和过氧化物能加速其聚合作用。纯粹的单体在低于10℃时不聚合。通常加入对苯二酚单甲醚0.1%作阻聚剂。相对密度(d204)0.9561。熔点-76.5℃。沸点70℃(81.06kPA)。折光率(n20D)1.401。闪点(开杯)-4℃。易燃。中等毒，半数致死量(大鼠，经口)0.3G/kG 。有催泪性。对呼吸系统和皮肤有刺激性。 丙烯酸甲酯(Methyl Acrylate ，简写为MA)是重要的精细化工原料之一，主要用作有机合成中间体及合成高分子单体，丙烯酸甲酯可以和各种硬单体(如：甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯等)及官能性单体[如： (甲基)丙烯酸羟乙酯、羟丙酯、缩水甘油酯、 (甲基)烯酰胺]及其衍生物等进行交换、共聚、接枝等，做成上千种丙烯酸类树脂产品(主要是乳液型、溶剂型及水溶型)，广泛用作涂料、胶粘剂、睛纶纤维改性、塑料改性、纤维及织物加工、皮革加工、造纸以及丙烯酸类橡胶等许多方面。 现有生产方式 乙炔法（雷珀(Reppe)法） 是先将乙炔溶解于四氢呋喃溶剂中，用溴化镍为催化剂(作为羰基镍的来源)，溴化铜为助催化剂，反应条件为：8～10 MPa ，200~225℃，丙烯酸的产率为90％ (对乙炔)或85％ (对CO)，BASF 和Dow-Badische 相继于1960年进行工业生产，两者略有不同之处，前者用酸作催化剂进行甲醇酯化，后者用Dowex 。50强酸性阳离子交换树脂为催化剂。此法的特点是不用高压处理乙炔，用镍盐作催化剂，而不用有毒的羰基镍。 丙烯睛水解 这是丙烯腈水解，酯化后制取丙烯酯化的方法。 424242222242SO H NH COOR CH CH SO H CONH CH CH O H CN CH CH ROH SO H +?=??→???=??→?+? 反应分为两步，由利用丙烯腈水解的酰胺化反应与利用醇的酯化反应组成。在第一步反应中，是在70~100度将丙烯腈添加到硫酸水溶液中以合成丙烯酰胺硫酸盐，然后加适量的水和醇进行酯化。生成的酯用来蒸馏分离掉副产物硫酸氢铵后再送到精制工序。 这种方法所制得的丙烯酸酯的收率系随醇的种类有所不同，使用甲醇的时候，丙烯酸甲酯的收率按丙烯腈计高于85%，以甲醇计高于75%。至于用丁醇以上的高级醇，在经济上还存在问题。 这种方法的缺点是副产品是丙烯酸甲酯的二倍。（重量）即以硫酸氢铵为主要成分的废液，而处理这种废液有很多困难。因为不能将其扔掉，只能用于硫酸回收，或用来制造硫酸铵。另一个缺点是丙烯腈直接合成高级酯有一定的困难。因此这种方法不能用于大规模工厂的生产。 烯酮法
年产20万吨合成氨项目可行性研究报告
年产20万吨合成氨项目 可行性研究报告 第一章总论 1.1概述 1.1.1项目名称、主办单位名称、企业性质及法人 项目名称：20万吨/年合成氨项目 主办单位：X 企业性质：股份制 企业法人： 邮编： 电话： 传真： 1.1.2可行性研究报告编制的依据和原则 1.1. 2.1编制依据 1.原化工部化计发（1997）426号文“化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定”（修订本）； 2.《中华人民共和国工程建设标准强制性条文》； 3.《建设项目环境保护设计规定》[（87）国环字第002号]及国务院
（98）253号文； 4.《建设项目环境保护管理办法》； 5. 污水综合排放标准：（GB8978－96）； 6.大气污染物综合排放标准：（GB1629-1996）； 7.合成氨工业水污染物排放标准：（GB13458－2001）； 8. 环境空气质量标准：（GB3095－1996）； 9.锅炉大气污染物排放标准（GB13271－2001）； 10.恶臭污染物排放标准（GB14554－93）； 11.城市区域环境噪声标准（GB3096－93）； 12..工业企业厂界噪声标准（GB12348－90）； 1.1. 2.2编制原则 1.实事求是的研究和评价，客观地为上级主管部门审议该项目提供决策依据。 2.坚持可持续发展战略，企业生态环境建设，实现社会、经济、环境效益的统一。 3.坚持以人为本的原则，创造优美的企业环境。 4.合理有序的安排用地结构，用地功能布局考虑产业用地与生态环境协调发展。 5.根据工厂的区域位臵及性质，严格控制污染，污水的排放应遵循大集中小分散的原则。 6.在满足生产工艺及兼顾投资的前提下，尽可能地推广新技术、新工艺、新设备新材料的应用，以体现本工程的先进性。
绿色能源开发有限公司年产20万吨生物质合成油项目环境影响报告书
目录 概述 (1) 第一章总则 (7) 1.1 编制依据 (7) 1.1.1 法律、法规及国务院规范性文件 (7) 1.1.2 部门规章及规范性文件 (7) 1.1.3 地方性法规及规范性文件 (8) 1.1.4 导则、规范 (10) 1.1.5 规划文件 (10) 1.1.6 项目文件及资料 (10) 1.2 评价目的、原则及重点 (11) 1.2.1 评价目的 (11) 1.2.2 评价原则 (11) 1.2.3 评价重点 (12) 1.3 环境质量功能区划分 (12) 1.4 评价因子 (12) 1.5 污染控制与环境保护目标 (13) 1.6 评价工作等级及评价范围 (15) 1.6.1 评价工作等级 (15) 1.6.2 评价范围 (19) 1.7 评价标准 (19) 1.7.1 环境质量标准 (19) 1.7.2 污染物排放标准 (21) 第二章环境现状调查与评价 (25) 2.1 自然环境概况 (25) 2.1.1 地理位置 (25) 2.1.2 地质地貌 (25) 2.1.3 水文特征 (26) 2.1.4 气象气候 (27) 2.2 吉林松原石油化学工业循环经济园区概况 (27) 2.2.1 规划基本情况 (27) 2.2.2 园区总体发展重点及准入要求 (28) 2.2.3 规划功能布局 (32) 2.2.4 园区基础设施规划情况 (33) 2.3 环境空气质量现状调查与评价 (36) 2.3.1 常规污染物 (36) 2.3.2 特征污染物 (38)
2.4 地表水环境现状调查与评价 (41) 2.5 地下水环境质量现状调查与评价 (43) 2.6 土壤环境质量现状调查与评价 (44) 2.7 声环境质量现状调查与评价 (45) 第三章建设项目概况及工程分析 (46) 3.1 项目概况 (46) 3.1.1 项目名称、性质、建设单位及建设地点 (46) 3.1.2 周围环境敏感情况 (46) 3.1.3 总投资及来源 (46) 3.1.4 项目建设内容及工程组成 (47) 3.1.5 建设规模和产品方案 (52) 3.1.6 厂区平面布置及其合理性分析 (54) 3.1.7 主要生产设备 (60) 3.1.8 劳动定员及工作制度 (68) 3.1.9 项目建设进度 (69) 3.2 工程分析 (69) 3.2.1 原辅材料供应及消耗 (69) 3.2.2 公用工程供应及消耗 (74) 3.2.3 可燃气体排放系统 (82) 3.2.4 储运系统 (83) 3.2.5 生产工艺及排污环节 (91) 3.3 水平衡、物料平衡分析 (116) 3.3.1 水平衡 (116) 3.3.2 蒸汽平衡 (121) 3.3.3 物料平衡 (121) 3.3.4 硫平衡 (127) 3.3.5 氮平衡 (127) 3.3.6 燃料气平衡 (127) 3.4 拟建项目污染影响因素分析 (128) 3.4.1 施工期 (128) 3.4.2 运营期 (129) 3.4.3 运营期环境风险 (146) 3.5 拟建项目非正常排放情况分析 (159) 3.5.1 废水非正常排放 (159) 3.5.2 废气非正常排放 (159) 3.6 清洁生产分析 (162) 3.6.1 工艺技术先进性及合理性分析 (162) 3.6.2 原料及产品先进性分析 (177)
年产15万吨丙烯酸工艺
年产15万吨的丙烯氧化法制取丙烯酸的工艺设计 摘要 本设计综述了国内外丙烯酸生产的工艺及其发展前景。在对各种丙烯酸的生产工艺进行详细比较的基础上，选择了丙烯两步氧化生产工艺生产丙烯酸。在物料衡算和热量衡算的基础上，进行了主体设备设计、辅助设备选型以及车间布置等，完成了年产15 万吨丙烯酸生产车间工艺设计。并绘制了工艺流程图及车间布置图等，对整个工艺方案进行了经济、环保和安全评价，表明该工艺可行，经济合理。 关键词：丙烯酸两步氧化工艺设计 Process design with an annual output of 150000 tons
of propylene oxidation method and acrylic acid Abstract The design review process and its development prospect at home and abroad ofacrylic acid production. Based on detailed comparison in the production process of various acrylic acid on the oxidation of propylene, two step process of producing acrylic acid. Based on the material balance and heat balance of themain equipment, auxiliary equipment selection and design, workshop layout,completed an annual output of 150000 tons of acrylic acid production workshop design. And has drawn up the flow chart and workshop layout, economic,environmental and safety evaluation of the whole process, showed that the process was feasible, economical and reasonable. Keywords: Acrylic ；Two step oxidation ；Process design 目录
年产18万吨合成氨厂合成工段工艺设计
计算基准按1000Nm 3新鲜原料气。 本工段计算中全部采用绝对压力，为简便计算，下文中的压力单位中“绝对”二字略去不写。 1、工艺流程： 3、压力： ①系统压力为30MPa ； ②废热锅炉产蒸汽压力为2.5MPa ； ③计算循环机进出口气体温升时，其进出口压差取2.5MPa ； ④系统压力降忽略不计。 4、温度： ①新鲜气温度为35℃； ②合成塔底进气温度190℃； ③合成塔出口（至废热锅炉）气体温度约为320℃； ④废热锅炉出口气体温度195℃，进入合成塔前预热器； ⑤入水冷器气体温度80℃； ⑥水冷器出口气体温度为35℃； ⑦废热锅炉进口软水温度约为122℃； ⑧冷却水供水温度为30℃，冷却回水温度为40℃； ⑨进循环机气体温度28℃； ⑩氨库来源氨温度20℃。 5、气体组成： ①合成塔进出口气体中氨含量为3%； 塔前预热器 去氢回收
②合成塔出口气体中氨含量为16.7%； ③循环气中H 2/N 2为3； ④循环气中（CH 4+Ar ）含量为15%； ⑤各气体组分在液氨中的溶解量忽略不计。 6、年操作日：285。 7、参考书： ①《小氮肥工艺设计手册》 ②《合成氨工艺》 二、物料衡算 基准：1000Nm 3新鲜气为基准 1、 合成物料衡算： ?、放空气体量V 1及其组成 V 1= 15% 0.38%) (1.21%1000+?=106Nm 3 查手册查得35℃时，气相中平衡氨含量为：y*NH3=9.187%，取过饱和度为10%，则： y NH3=9.187%?（100%+10%）=10.11% y H2= %17.56%)15%11.10%100(43 =--? y N2=72.18%)15%44.10%100(4 1 =--?% y CH4=15%%42.1138.0%21.1% 21.1=+? y Ar =15%%58.3% 38.0%21.1% 38.0=+? （2）、氨产量V 4 由气量平衡：V 2－V 0＝V 3－V 1－V 4 ① 由于氨合成时体积减少，故：Ｖ2－V 3＝V 4＋10.11%V 1 ② 式中：V 0——补充新鲜气 Nm 3 V 1——放空气体积 Nm 3 V 2——进入合成塔混合气体积 Nm 3 V 3——出合成塔混合气体体积 Nm 3 V 4——冷凝成产品氨（液氨）的体积 Nm 3 301000Nm V = 31106Nm V = 由①、②解得：V4= 31064.4412 106 1011.1100021011.1Nm V V =?-=- （3）、合成塔出口气体3V 及其组成（进入循环机中氨含量控制在3%）
丙烯酸甲酯工艺说明
15000吨/年丙烯酸甲酯生产工艺 第一章生产原理及工艺特点 在该单元中丙烯酸与甲醇反应，生成丙烯酸甲酯，磺酸型离子交换树脂被用作催化剂。 1.1 酯化反应原理 丙烯酸与醇的酯化反应是一种生产有机酯的反应。其反应方程式如下： CH 2=CHCOOH+CH 3 OH <==>CH 2 =CHCOOCH 3 +H 2 O 这是一个平衡反应，为使反应有向有利于产品生成的方向进行，采用一些方法，一种方法是用比反应量过量的酸或醇，另一种方法是从反应系统中移除产物。 1.2 丙烯酸与甲醇的酯化反应 （1）酯化反应器的主反应 酯化反应器的主反应的化学方程式如下： H+(IER)* CH 2=CHCOOH+CH 3 OH <==> CH 2 =CHCOOCH 3 +H 2 O AA MEOH MA *IER指离子交换树脂（2）酯化反应器的副反应 CH 2=CHCOOH十2CH 3 OH———> (CH 3 O)CH 2 CH 2 COOCH 3 +H 2 O MPM：(3-甲氧基丙酸甲酯) H+(IER)* 2CH 2=CHCOOH十CH 3 OH ———> CH2=CHCOOC 2 H 4 COOCH 3 +H 2 O D-M(3-丙烯酰氧基丙酸甲酯／二聚丙烯酸甲酯)
H+(1ER) CH 2=CHCOOH+CH 3 OH———>HOC 2 H 4 COOCH 3 HOPM(3-羟基丙酸甲酯) H+(1ER) CH 2=CHCOOH+CH 3 OH ——>CH 3 OC 2 H 4 COOH MPA(3-甲氧基丙酸) H+(1ER) 2CH 2=CHCOOH———>CH 2 =CHCOOC 2 H 4 COOH D-AA(3·丙烯酰氧基丙酸／二聚丙烯酸) 其他副产物是由于原料中的杂质的反应而形成的。典型的丙烯酸中的杂质的反应如下： CH 3COOH+R-OH——>CH 3 COOR十H 2 O C 2H 5 COOH+R-OH——>C 2 H 5 COOR十H 2 O 丙烯酸甲酯的酯化反应在固定床反应器内进行，它是一个可逆反应，本工艺采用酸过量使反应向正方向进行。 反应在如下情况下进行： 温度：75℃(MA) 醇／酸摩尔比：0．75(MA) 由于甲酯易于通过蒸馏的方法从丙烯酸中分离出来，从经济性角度，醇的转化率被设在60％-70％的中等程度。未反应的丙烯酸从精制部分被再次循环回反应器后转化为酯。 用于甲酯单元的离子交换树脂的恶化因素有：金属离子的玷污、焦油性物质的覆盖、氧化、不可撤回的溶涨等。因此，如果催化剂有意被长期使用，这些因素应引起注意。被金属铁离子玷污导致的不可撤回的溶涨应特别注意。 1.3 丙烯酸回收 丙烯酸回收是利用丙烯酸分馏塔精馏的原理，轻的甲酯、甲醇和水从塔
年产合成氨30万吨
目录 一、绪论 (1) 、概述 (3) 、设计任务的依据 (1) 二、装置流程及说明 (2) 、生产工艺流程说明 (2) 、粗苯洗涤 (4) 、粗苯蒸馏 (4) 三、吸收工段工艺计算 (7) 、物料衡算 (7) 、气液平衡曲线 (8) 、吸收剂的用量 (9) 、塔底吸收液 (10) 、操作线 (10) 、塔径计算 (10) 、填料层高度计算 (13) 、填料层压降计算 (16) 四、脱苯工段工艺计算 (17) 、管式炉 (17) 、物料衡算 (18) 、热量衡算 (22)
五、主要符号说明 (25) 六、设计心得 (26) 七、参考文献 (27)
一、绪论 概述 氨是重要的化工产品之一，用途很广。在农业方面，以氨为主要原料可以生产各种氮素肥料，如尿素、硝酸铵、碳酸氢氨、氯化铵等，以及各种含氮复合肥料。液氨本身就是一种高效氮素肥料，可以直接施用。目前，世界上氨产量的85%—90%用于生产各和氮肥。因此，合成氨工业是氮肥工业的基础，对农业增产起着重要的作用。合成氨工业对农业的作用实质是将空气中游离氮转化为能被植物吸收利用的化合态氮，这一过程称为固定氮。 氨也是重要的工业原料，广泛用于制药、炼油、纯碱、合成纤维、合成树脂、含氮无机盐等工业。将氨氧化可以制成硝酸，而硝酸又是生产炸药、染料等产品的重要原料。生产火箭的推进剂和氧化剂，同样也离不开氨。此外，氨还是常用的冷嘲热讽冻剂。 合成氨的工业的迅速发展，也促进了高压、催化、特殊金属材料、固体燃料气化、低温等科学技术的发展。同时尿素的甲醇的合成、石油加氢、高压聚合等工业，也是在合成氨工业的基础上发展起来的。所以合成氨工业在国民经济中占有十分重要的地位，氨及氨加工工业已成为现代化学工业的一个重要部门。 在合成氨工业中，脱硫倍受重视。合成氨所需的原料气，无论是天然气、油田气还是焦炉气、半水煤气都人含有硫化物，这些硫化物主要是硫化氢（S H 2）、二硫化碳（2CS ）、硫氧化碳（COS ）、硫醇（SH -R ）和噻吩（S H C 44）等。其中硫化氢属于无机化合物，常称为“无机硫”。 合成氨在生产原料气中硫化物虽含量不高，但对生产的危害极大。 ①腐蚀设备、管道。含有S H 2的原料气，在水分存在时，就形成硫氢酸（HSH ），腐蚀金属设备。其腐蚀程度随原料气中S H 2的含量增高而加剧。 ②使催化剂中毒、失活。当原料气中的硫化物含量超过一定指标时，硫化物与催化剂活性中心结合，就能使以金属原子或金属氧化物为活性中心的催化剂中毒、失活。包括转化催化剂、高温变换催化剂、低温变换催化剂、合成氨催化剂
丙烯酸球场施工实用工艺流程
丙烯酸球场施工工艺流程 丙烯酸球场面料介绍： 性能特点：1. 色彩鲜艳丰富； 2. 水性原料，无毒，100%绿色环保产品； 3. 易施工，对气候环境的适应性强； 4. 耐候性高，不易老化、使用寿命长抗紫外线性好， 颜色持久不退； 5. 极佳耐磨性、防滑性，不易起粉，弹性良好，有舒适 的运动感； 6. 附着力强，剥离强度高，不分层、透气性好，不易起泡 日常维护保养便利、费用低； 适用范围：网球场、篮球场、羽毛球场等运动场地。 产品运用：球场基础分沥青基础和水泥混凝土基础。 场地清理: 1）基础表面处理及清洁： ①清除场地上的杂物，污物。（不能将垃圾只扫在场边，而应将
场地周围的环境都清理干净，避免一吹风就将周围的垃圾吹入场中） ②若是水泥基础，应将基础表面的水泥浮浆及疏松部分清除掉，凸出部分应用铁锤或铁铲清除，还不能处理平的情况下就用磨机磨平，保证基础没有凸出部分。 ③根据水泥表面的酸碱情况来决定酸洗场地所用的盐酸浓度，水泥表面的碱性越高使用酸的浓度就越高，酸碱反应来中合表面的酸度，使底层同基础结合的更稳。（盐酸浓度一般在5--8％之间，酸洗完水泥面一定要用清水冲洗干净，保证混凝土表面无残留盐酸。）④若是沥青基础的，沥青表面如果油性太重不宜施工，先用大量的水冲洗，将沥青表面的油尽量冲洗干净，如有凸出部分要用大锤打平，疏松的部分要夯实。 2）基础表面清洁：用高压水枪清洗场地，除去场地表面灰尘。以上工作全部做完可进行下一步工序。 1．粘接层的施工(专用于水泥混凝土基础) 粘接层： 1）用1#胶水全场均匀滚涂一层（材料级配：1公斤1#胶水：1公斤水。）搅匀后用滚筒或刷子涂刷于基础表面。胶水的作用是渗入到地表以下，起到防水和加强水泥的作用，加强底层同基础的结合，形成一层可紧密粘附在水泥混凝土地面上的涂层，为水性的100%丙烯酸涂料产品提供优质底层。涂刷约4小时后才可进行下一道工序。
年产20万吨苯乙烯项目-环境影响评价报告
总论 1.1项目提出背景及项目实施必要性 1.1.1国家发展战略的要求 从我国苯乙烯的发展现状来看，国内需求的巨大缺口和持续强劲的增长势头，是我国苯乙烯生产不断增长的原动力；我国的苯乙烯市场仍呈产不足需的现状。2012 年，国内纯苯供应将进一步的增长虽然我国苯乙烯的产能和产量增速明显，但依然没有改变我国苯乙烯供不应求的局面，2012年我国的苯乙烯的进口依存度高达69.2%，虽然同比下降了5.3个百分点，但供需缺口依然较大。从长远来看。石油和化学工业是我国国民经济的能源原材料产业、基础产业和支柱产业。“十三五”是我国全面建成小康社会的决胜阶段，是我国由石油和化学工业大国向强国跨越的关键时期。为推动“十三五”时期，我国石油和化学工业的持续发展，资源环境约束不断增强，对纯度不高的丙烷等石油裂解气的综合利用要求不断提高，因此利用丙烷制备乙烯，进而制备苯乙烯符合国家的战略要求 1.1.2产业链优化配置的需要 据调研，主营业务为石油炼制和烃类衍生物的生产与销售。目前拥有以800万吨/年原油加工、65万吨/年乙烯、140万吨/年芳烃装置为核心的43套大型石油化工生产装置，年产聚烯烃塑料、聚酯原料、橡胶原料、基本有机化工原料、成品油等5大类44种商品700多万吨，广泛应用于轻工、纺织、电子、食品、汽车、航空以及现代化农业等各个领域，公司年销售收入400多亿元。我们设计的大概的丙烷的产能是40万吨每年，使乙烯的年产量增加，尽可能的逼近一百万吨，也能填补扬子石化苯乙烯的空缺，平稳之后形成一体化的产业链。 1.1.3原子经济性和清洁生产的优势 绿色化学的“原子经济性”是指在化学品合成过程中，合成方法和工艺应尽可能多得把反应过程中所用的所有原材料转化到最终产物中；化学反应的“原子经济性”（AtomEconomy）概念是绿色化学的核心内容之一，在我们设计的三个反应联合应用下，可以做到苯乙烯产量的最大化，而不会产生过多的废物，尤其是完全利用了可能的副产物苯，避免了其可能造成的污染和风险，从而将芳烃的利用发挥到了极致；对于产生的废气，经过模拟计算可知，其组分含有大量乙烯、氢气及其他轻烃，与乙烯厂的原料相似，可以作为乙烯厂的生产原料。 清洁生产是指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，以期减少对人类和环境的风险。清洁生产从本质上来说，就是对生产过程与产品采
毕业设计丙烯酸甲酯
安徽职业技术学院毕业论文 论文题目：丙烯酸甲酯 所属系部：化工系 专业：应用化工技术 姓名：陈小帅 班级：应化1022班 学号： 2010272252 指导老师：汪武 完成日期： 2013-3-24
丙烯酸甲酯制备工艺流程
摘要 作为有机合成中间体，也是合成高分子聚合物的单体，用于橡胶、医药、皮革、造纸、粘合剂等。丙烯酸甲酯拥有很强的功用。 工艺描述:丙烯酸甲酯是由粗丙烯酸和甲醇在作为酸性酯化催化剂的硫酸存在下直接生产。反应热约为-25.1KJ/mol，即酯化反应只是轻微的放热反应，反应物开始反应时不会出现剧烈的反应。相反，会形成一个平衡的混合物，其中除了需要的产物，还存在相当数量的原料。为了加速这个典型的平衡反应，得到需要的产物，通过蒸馏不断地从反应系统中移去两个反应产物，水和丙烯酸甲酯，蒸馏塔塔顶物中含有没反应的甲醇被回收，没反应的丙烯酸甲酯留在酯化反应器中。酯化反应在均态液相下进行，既不需要有机溶剂，也不需要搅拌。通过蒸馏分离出高纯度丙烯酸甲酯。 将甲醇（来自甲醇回收塔C5200和罐区）、硫酸（来自罐区）、成品塔C5500底部馏分和（来自罐区）加化学处理剂联氨改性的粗丙烯酸送入酯化反应器R5010中。来自甲醇回收塔5200的新鲜及循环甲醇以气态进入R5010；然后，塔顶物（丙烯酸甲酯，水，轻组分）被送到抽提塔（C5100），在C5100，用工艺水洗去甲醇，被洗过的丙烯酸甲酯从底部去抽提塔分离器V5110，底部物流送醇回收塔C5200，在C5200中轻组分从顶部蒸出，回收的醇送回C5200。基本没有有机物的水冷却后用作抽提塔C5100的循环水，多余的通过废水罐送废水处理厂。分离器V5110中的粗酯被送往初馏塔（C5300），也作为酯化塔的回流。少量含有丙烯酸甲酯的初馏塔塔顶低沸物在冷凝器E5330中冷凝并收集在相分离器V5340中。有机相的大部分在塔上部温度控制下作为回流返回初馏塔C5300，一小部分有机相通过容器V5460送初馏物蒸馏塔C5400，以得到合格产品。为进一步精制，C5300塔底物送成品塔C5500，这个塔的塔顶物是最终产品，送到罐区的检验罐，5500塔底物送回酯化部分。 关键词：丙烯酸甲酯；工艺节能描述；工艺化学反应；工艺操作流程；节能技术的应用。
年产30万吨合成氨工艺设计毕业论文
年产30万吨合成氨工艺设计毕业论文 目录 摘要........................................................................ I Abstract................................................................... II ...................................................................... IV 1 综述.................................................................. - 1 - 1.1 氨的性质、用途及重要性.......................................... - 1 - 1.1.1 氨的性质................................................... - 1 - 1.1.2 氨的用途及在国民生产中的作用............................... - 1 - 1.2 合成氨生产技术的发展............................................ - 2 - 1.2.1世界合成氨技术的发展....................................... - 2 - 1.2.2中国合成氨工业的发展概况................................... - 4 - 1.3合成氨转变工序的工艺原理......................................... - 6 - 1.3.1 合成氨的典型工艺流程介绍................................... - 6 - 1.3.2 合成氨转化工序的工艺原理................................... - 8 - 1.3.3合成氨变换工序的工艺原理................................... - 8 - 1.4 设计方案的确定.................................................. - 9 - 1.4.1 原料的选择................................................. - 9 - 1.4.2 工艺流程的选择............................................. - 9 - 1.4.3 工艺参数的确定............................................ - 10 - 1.4.4 工厂的选址................................................ - 11 - 2 设计工艺计算......................................................... - 1 3 -
丙烯酸施工要求及工艺流程
丙烯酸球场施工工艺流程 施工工艺流程： 1、试水：全场洒水测试场地平整，试水一小时后将地面凹陷超过3mm 处用粉笔做记号。 2、补平：用网球场专用沥青填充剂补平一道以掺40-70目石英砂、水泥和水，填平场内凹陷处,减低积水现象，使球场地面达到标准要求：直尺测量3m内地面高差不超过3mm。干透约需24小时。 3、底层：用网球场专用沥青填充剂全场涂刮一层掺40-70目石英砂、水泥和水，充分搅拌后用进口橡胶刮耙刮涂,形成一层可紧密粘附在原球场地面上的涂层,为水性的100%丙烯酸涂料产品提供优质底层。干透约需24小时。 4、弹性层：用丙烯酸胶粒全场涂刮五层（3粗2细） 粗胶粒层：用丙烯酸粗胶粒刮涂三层；是一种粘稠的，弹性的，100%丙烯酸乳胶。混合有特别挑选的大颗高弹性橡胶颗粒。加水稀释后刮涂，为球场提供合适的弹性，使打球更舒适。 细胶粒层：用丙烯酸细胶粒刮涂二层；用于丙烯酸粗胶粒层之上。用于找平粗胶粒层的大颗胶粒形成的粗糙表面。使用便提供了平滑的优质弹性层。有利于之后丙烯酸涂料的施工。 5、加强层：用丙烯酸填充剂全场涂刮一层以丙烯酸填充剂兑水掺 60-80目石英砂。充分搅拌后用进口橡胶刮耙刮涂。在底层之上再提供一层均匀浓密的垫层,增加球场强度,提高整个球场面层的品质。干
透约需24小时。
6、纹理层：用丙烯酸色料(加石英砂)全场涂刮二层以丙烯酸色料兑水加80-100目石英砂,充分搅拌后用进口橡胶刮耙刮涂。使面层有均匀一致的纹理效果,增加耐磨功能及调节球速。每层干透及养护需24小时。 7、终饰层：用丙烯酸色料全场涂刮一层以丙烯酸色料兑水稀释，不加砂充分搅拌后用进口橡胶刮耙涂刮。使得面层色彩鲜艳悦目，并且对气候和紫外线辐射具有很强的抵抗力,球场面层更美观耐久。干透及养护约需24小时。纹理层加终饰层共三层色料 8、划线：用丙烯酸白线漆9#画标准网球场界线一道按国际标准测量定线,用进口贴胶纸机将胶纸按线紧粘在地面上,防止毛边,用刷子直接刷丙烯酸白线漆涂料一层。 感谢您的支持与配合，我们会努力把内容做得更好！
项目一：年产5000吨丙烯酸甲酯的生产技术
项目1：500吨＼年丙烯酸甲酯的生产技术 任务点01 丙烯酸甲酯生产工艺路线选择――――生产现状、生产方法分析比较（原料来源，催化剂性能，安全、环保分析，经济性分析）； 丙烯睛水解乙酸甲酯法原料来源石油石油 安全、环保分析；经济性分析这种方法所制的的丙烯酸甲酯 的收率系随醇的种类而有所不 同，使用甲醇时，丙烯酸甲酯的 收率按丙烯晴计高于85%，以甲 醇计高于75%。 此法在技术上是可行的，其 发展取决于催化剂和分离方 法的改进。 缺点至于用丁醇以上的高级醇时，在 经济上海存在着问题。这种方法 的缺点是副产物高于丙烯酸甲 酯2倍（重量）以上的副产物， 即以硫酸氢铵为主要成分的废 酸，而处理这种废酸有很多困 难。因为不能将其抛弃，而只能 用于硫酸回收，或用来制造硫酸 铵。另一缺点是从丙烯晴直接合 成高级酯类有一定的困难。因此 不能用这种方法来建设大规模 的工厂。虽然此法在技术上是可行的，但有大量未转化的原料必须回收。 总结选择：丙烯氧化法 随着丙烯酸酯需要量的增加及丙烯价格的下降，近来很多厂家都企图用价格较低而又适合于大型化的空气氧化合成丙烯酸的方法来实现工业化（流程如图所示）。 以丙烯作原料的丙烯酸合成法有以下两种方法：一种是先将丙烯氧化成丙烯醛，再由丙烯醛氧化成丙烯酸的二步法，另一种是丙烯酸一步空气氧化直接合成丙烯酸的一步法。第一种方法中，在丙烯酸氧化上又可分为气相法和液相法，可是从收率及连续化难易方面考虑，几乎都愿意采用气相接触氧化。至于一步法中除了丙烯酸以外，实际上也同时产生丙烯醛，因此很难将一步法和二步法的第一步反应加以明确区分。 二步法的第一步反应是合成丙烯醛，其中以壳牌开发公司所采用的方法最早引起工业上的注意，这种方法以Cu2O作催化剂，反应系统中氧气浓度保证很低，转化率低到1％左右。此后，酿酒(Distillers)公司发明了Se—CUO催化剂，曾当作丙烯晴新和成的第一步反应催化剂而引起注意。以后自标准油公司（俄亥俄）［The Standard Oil(Ohio)］发表Mo—Bi系催化剂以来，接着出现了很多高转化率及高收率 的催化剂。反应条件根据催化剂而有所不同，一般温度为400～500℃，压力接近于常压，氧/丙烯（克分子）为2～5，接触时间是0.5～4秒。使用最多的是Mo系催化剂，也有不少是在Mo—Bi、Mo—As、Mo—Co、Sb—Sn、Sb—V、Sb—U等体系中加入其他多价金属。有不少专利着重对加在Ｃｕ上的助催化剂进行了研究。 第二步反应与第一步反应相比，可以在稍低的温度下进行氧化，即在350～400℃
年产万吨丙烯酸及丙烯酸酯扩建项目环境影响报告书
目录
前言 丙烯酸(AA)及丙烯酸酯类 (AE) 工业为民生基础工业极重要的一环，日常生活中处处与其发生密不可分的关系，工业发达国家均将丙烯酸及丙烯酸酯工业列为工业发展的重要项目之一，合成纤维、树脂、乳化油漆、水性涂料、高吸水性树脂等均为丙烯酸及丙烯酸酯工业之下游产业。其次丙烯酸及丙烯酸酯制品在工程、纤维、建筑及民生工业领域里亦为不可或缺的产品，如丙烯酸乳胶建筑涂料、密封胶等，丙烯酸酯类建筑乳液产品因性能优异和对环境友好，可用作内、外墙涂料，深受用户青睐。根据预测，综上所述，预计2010年我国丙烯酸及酯需求量将达116万吨，同时丙烯酸酯需求仍将以每年5%的速度增长。 宁波市位于中国大陆海岸线中部，经济发达的长江三角洲南翼，毗邻上海、杭州，是中国十大工业城市之一，被国务院定位为重要的化工、能源、原材料及产品生产基地，是国家化工项目的重点投资区域和出口贸易加工区。全市已形成以石油及精细化工、纺织服装、机械、电子、冶金、食品、医药等各行业协调发展的工业体系。宁波市利用其沿海北仑深水良港的有利条件，在宁波经济技术开发区规划建设发展需要大进大出的临港性工业，目前已有多家大型化工生产厂家在此投资，已经形成台塑工业园区、青峙化工区和大榭化工专区组成的大型化工基地。 台塑丙烯酸酯(宁波)有限公司坐落于宁波经济技术开发区内的台塑工业园区内，是由属于台塑关系企业的台湾塑胶工业(开曼)股份有限公司投资组建，为外（台）商独资企业，注册资本15357万美元，主要经营范围是丙烯酸(AA)及其酯类(AE)的生产销售，是台塑关系企业宁波石化项目中的一个子项目，为30个系列工程项目之一。该公司现有规模为年产丙烯酸16万吨和丙烯酸酯20万吨，工程于2003年8月开工建设，2006年1月建成，2006年2月申请进行了试生产，并于2008年8月通过了环保竣工验收。 为满足日益增长的国内对丙烯酸及酯类的市场需求，提升企业竞争力，台塑丙烯酸酯(宁波)有限公司拟投资万美元，于现有厂区预留用地建设实施“年产16/20万吨丙烯酸及丙烯酸酯扩建项目”，本项目年产丙烯酸16万吨和丙烯酸酯20万吨，待项目建设完成后，台塑丙烯酸酯(宁波)有限公司将会形成年产丙烯酸32万吨和丙烯酸酯40万吨的生产规模。
年产20万吨乙二醇项目初步设计说明书
年产20万吨乙二醇项目初步设计说明书
目录 第一章总论 (12) 1.1项目概况 (12) 1.2设计依据 (12) 1.3设计原则 (12) 1.4产品规模及方案 (13) 1.4.1项目规模 (13) 1.4.2产品方案 (13) 1.5原料来源 (14) 1.6辅助设计软件 (14) 第二章技术经济 (16) 2.1 工程概况 (16) 2.2 设计依据 (16) 2.3主要经济数据 (16) 2.4表格 (16) 第三章总图运输 (18) 3.1设计依据 (18) 3.1.1.设计法规和标准、规 (18) 3.2设计围 (20) 3.3厂区概况 (20) 3. 3.1厂址位置 (20) 3. 3.2厂址交通条件 (21) 3.3.3 环境治理条件 (24) 3.3.4 产业基础条件 (25) 3. 3.5 公用工程条件 (25) 3.3.6 人力资源条件 (26) 3.4总平面布置 (27) 3.4.1总平面布置的一般要求 (28)
3.4.2 总平面布置的要求 (31) 3.4.3 厂区总体布局概述 (32) 3.4.4 总平面布置的各项技术指标 (32) 3.4.5 工艺装置的布置 (33) 3.4.6 辅助生产及公用工程设施 (33) 3.4.7 仓储设施的布置 (33) 3.4.8 运输设施的布置 (34) 3.4.9 生产管理及生活服务的设施 (34) 3.5 场运输设计 (36) 3.5.1 厂运输设计要求 (36) 3.5.2 本厂运输设计 (37) 第四章化工工艺及系统 (38) 4.1项目背景 (38) 4.2生产工艺的选择 (40) 4.2.1工艺方案的比较 (40) 4.2.2工艺方案的确定 (41) 4.3工艺简要流程图： (42) 4.3.1环氧乙烷生产 (42) 4.3.2乙二醇生产 (43) 4.4工艺路线简介 (43) 4.4.1环氧乙烷生产工段 (43) 4.4.2二氧化碳吸收工段 (49) 4.4.3乙二醇生产工段 (53) 4.4.4乙二醇精制工段 (63) 4.4.5乙二醇生产全流程 (65) 4.5催化剂的选择 (65) 4.5.1银催化剂的选择 (65) 4.5.2负载型双核桥联配合物催化剂 (66) 4.5.3碳酸乙烯酯水解催化剂 (66)
年产10万吨丙烯酸工艺设计资料
1引言 1.1 概述 丙烯酸是一种重要的有机化工原料，主要用于生产丙烯酸酯类，还可用于生产高吸水性树脂、助洗涤剂和水处理剂等，广泛应用于涂料、化纤、纺织、皮革、塑 料、粘合剂、石油开采等各个领域[1]。 20世纪20年代末，化学家Otto Rohm从2-氯乙醇制羟基丙腈转而生产丙烯酸，完成了对丙烯酸工业化生产工艺的研究[2]。1939年，德国化学家Reppe发明了以乙炔、一氧化碳和水为原料，用羰基镍为催化剂合成出丙烯酸。1969年，美国联碳公司从英国BP公司引进丙烯直接氧化经丙烯醛生产丙烯酸技术，并建立工业化生 产装置。经过多年不断改进，尤其是对丙烯氧化催化剂的改进，该法已成为制造丙 烯酸的主导生产方法[3]。 1.2 丙烯酸生产工艺技术 丙烯酸在20世纪30年代实现工业化生产，其生产方法经历了氰乙醇法、雷普(Reppe)法、烯酮法、丙烯腈水解法和丙烯氧化法[4,5]。 1.2.1 氰乙醇法 氰乙醇法是最早工业化生产丙烯酸及其酯的方法。德国和美国分别在1927年和1931年用此方法建成了工业化装置。由于反应过程会生成各种聚合物，因此丙 烯酸收率较低，仅为60~70%，且氰化物剧毒，严重污染环境，故采用此法的生产 装置早在50年代就已关闭。 1.2.2 Reppe法 20世纪30年代，德国的Walter Reppe博士发现利用自己发明的Reppe反应可以直接从乙炔生产丙烯酸和丙烯酸酯类。在60年代以前，用Reppe法或改良Reppe 法生产丙烯酸及其酯的工艺曾占统治地位，随着石油化工技术的开发和环境保护要 求的加强，到1976年改良Reppe法的装置已全部停产。 1.2.3 烯酮法 以乙酸或丙酮为原料，磷酸三乙酯为催化剂，在700℃时裂解生成乙烯酮，然后与无水甲醛在AlCl3或BF3催化剂存在下，在25℃进行气相反应生成β-丙内酯，再与热的磷酸接触异构化生成丙烯酸。乙烯酮法产品纯度高，收率也高，副产物和 第 1 页共35页
丙烯酸的生产工艺问题浅析
丙烯酸的生产工艺问题浅析 1、直接氧化法丙烯酸生产工艺 丙烯氧化法生产丙烯酸的原料有水蒸气、空气、丙烯，生产过程中将三者按照一定的比例通过催化剂床层发生氧化反应。丙烯在第一反应器中氧化成丙烯醛，在第二反应器中氧化成丙烯酸。其中水蒸气发挥稀释作用，避免爆炸的同时，防止副反应的发生。反应化学方程式为: 反应中除产生丙烯酸，还因发生副反应生成醋酸、碳氧化物等。 2、丙烯酸生产相关子系统研究 氧化法生产丙烯酸工艺流程较为复杂，有很多子系统参与其中，包括丙烯系统、空气系统、反应系统、急冷吸收系统、废气废水处理系统等，接卜来逐一进行分析。 2.1丙烯系统 丙烯系统的作用在于制备气态丙烯，即，液体丙烯由丙烯罐进入到进料消气器缓冲消气后，进入到蒸发器中进行气化处理。通过调节将蒸发器上部气相压力控制在0.6MPa，并将蒸发器中的液位调节至50%。同时，经过热器进行过热处理，将丙烯气体的出口温度控制在(50士5 )℃。丙烯气体从过热器出来后，调节流量后进入进料混合器，和增湿空气充分混合。 2.2空气系统 空气系统的作用在于制备满足生产条件的空气。在该系统中添加空气中的水含量，严格控制混合物进入到易燃区。同时，注重在密封气中充入干燥密封气，达到保养催化剂的目的。另外，检查紧急停车所需条件，发生异常后能够及时停车。 2.3反应系统 丙烯与增湿空气充分混合后进入列管式固定床反应器，其中列管中装有催化剂，在一定温度条件下发生反应生成部分丙烯酸以及丙烯醛。考虑到丙烯醛可能发生深度氧化生成CO2与CO，因此，在固定床反应器卜部设置由热水泵、闪蒸器构成的冷却段，有效阻比丙烯醛深度氧化情况的发生。出口气体和补加的空气进行充分混合后进入另个列管式固定床反应器，进一步氧化成丙烯酸。该反应器的列管中装有催化剂，列管问分布有热载体。