年产14万吨丙烯腈项目--创新性说明书
10万吨年丙烯腈项目建议书
10万吨/年丙烯腈项目建议书一、项目主要内容（一）项目名称：10万吨/年丙烯腈项目。
（二）项目内容：该项目采用国内先进技术建设10万吨/年丙烯腈生产装臵。
本项目主产品为丙烯腈，副产品有精乙腈、硫铵、丙酮氰醇等，产品以丙烯和液氨为主要原料。
二、项目提出的依据及必要性丙烯腈是三大合成材料(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。
鉴于丙烯腈的广泛用途，今后几年将会呈现高速发展之势；又加之，石油化工业是河口区的主导产业，境内石化企业较多，为加工生产丙烯腈提供了充足的原材料。
因此，建设丙烯腈项目是可行的。
三、市场前景分析（一）国外市场需求情况。
根据PCI丙烯腈咨询公司分析，2005-2006年全球丙烯腈需求量比2004年有所增加，其中亚洲特别是中国增长最快。
据总部位于英国伦敦的Tecnon OrbiChem公司统计，截至2006年世界丙烯腈主要生产能力分布为：美国315.1万吨/年，墨西哥11.0万吨/年，巴西8.8万吨/年，德国33.6万吨/年，英国28.0万吨/年，荷兰23.5万吨/年，西班牙13.0万吨/年，东欧及俄罗斯38.2万吨/年，中东9.0万吨/年，中国103.8万吨/年，印度3.0万吨/年，日本75.3万吨/年，韩国52.0万吨/年，台湾省43.0万吨/年。
另外，最近几年由于装臵停产超过了新产能增加速度，导致丙烯腈供应紧张，全球装臵开工率较高，维持在89%-90%水平，但盈利能力仍然很低。
据预测，世界范围内未来几年丙烯腈装臵开工率还将继续处于目前的高位，直到2008-2009年新产能投用。
未来几年世界丙烯腈需求年平均增速为2%-2.5%，其中丙烯腈纤维需求持平，但来自ABS 的需求将年均增长5%，而丙烯酰胺方面需求年均增速将达到6%-7%。
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)一、 丙烯腈概述1.1丙烯腈的性质1.1.1 丙烯腈的物理性质丙烯腈是一种非常重要的有机化工原料，在合成纤维、树脂、橡胶急胶粘剂等领域有着广泛的应用。
8-项目摘要
设计摘要一、项目背景目前我国炼厂气大多制取石油液化气作燃料使用，C3组分利用率低。
为提高丙烷的利用率，本项目以庆阳石化丙烷为原料，建立一座年产15万吨丙烯腈的分厂。
丙烯腈主要用于生产腈纶、ABS/SAN、丙烯酰胺和聚醚多元醇等产品，2015年我国丙烯腈的消费结构为：47.7%用来生产腈纶，28.1% 生产ABS/SAN，其余用来生产丙烯酰胺等。
我国丙烯腈大量依托进口，自2011年以来年进口量都在50万吨以上，可见生产丙烯腈前景乐观。
二、工艺路线本项目选址庆阳石化，以丙烷为原料生产高附加值产品丙烯腈。
采用两步法路线制取丙烯腈：参考UOP公司的Oleflex工艺与BP公司的Sohio工艺，并对两工艺进行优化。
两步法工艺优势在于收率高，技术安全稳定。
由于氨氧化工艺对丙烯纯度要求不高，所以自产自用丙烯方案可行；同时丙烷脱氢为强吸热反应，丙烯氨氧化为强放热反应，可耦合两个反应热以节约能量。
三、设计新型移动床膜反应器反应收率，节约能量丙烷脱氢反应创新性地使用移动床膜反应器，使反应与分离耦合，增大丙烷单程转化率，降低后续分离能耗。
四、用膜分离代替深冷分离，极大减少能耗由膜分离系统代替深冷分离，简化工艺流程，且分离温度由-100℃左右升高至-28℃,极大的降低了冷耗。
综合考虑节能与操作弹性优化的换热网络与热泵精馏技术的应用减少了对公用工程的使用，实现了能量的优化。
五、使用新型过程设备缩短工艺流程，使生产稳定运行流化床反应使用新型进气分布器与旋风分离器，保证产品的质量和收率；水洗填料塔内使用新型填料有利于丙烯腈的吸收；T201脱乙烷塔顶回流泵内使用了新型干气密封结构，使生产高效、连续；用急冷换热器代替急冷塔冷却脱氢反应器的出料液,缩短工艺流程。
六、清洁与安全生产项目坚持清洁生产与安全生产的原则：两个反应工段的固体催化剂可在本厂完成再生循环；采用吸附分离处理废气、四效蒸发处理废水等手段实现了清洁生产与资源的循环利用；热泵精馏、换热网络优化减少单产碳排放；采用分散型控制系统、安全仪表系统、可燃和有毒气体检测系统、工业电视监视系统方案等完成自动控制，对罐区使用Risksystem软件进行风险模拟并做足预案。
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。
丙烯腈
本文是年产10万吨丙烯腈的工艺设计，主要是让我们先了解丙烯腈的产品规格、性质、用途和生产方法，同时能够知道丙烯腈在生产中的主要设备的结构、控制方法及三废治理、安全卫生防护。
然后也要介绍丙烯腈在生产过程中的原理及工艺参数条件分析方法，让我们更进一步了解丙烯腈是如何生成的。
丙烯腈是属于有机化工，它的生产工艺过程是丙烯腈的工艺设计中最主要的一步，同时也要介绍丙烯腈的生产工艺流程图。
最后也说明在年产10万吨的丙烯腈工艺设计时的热量衡算及原材料消耗、生产能力等的工艺计算。
关键词：性质、设备、生产原理、工艺流程Title With an annual output of 100000 tons of acrylonitrile process designAbstractThis paper is an annual output of 100000 tons of acrylonitrile process design, the main is to let us know acrylonitrile product specifications, properties, uses and methods of production, at the same time to know the acrylonitrile in the production of major equipment structure, control method and waste management, safety and health protection. Then will the acrylonitrile in the production process of the principles and parameters analysis method, to further our understanding of acrylonitrile is how to generate the. Acrylonitrile is belongs to organic chemical industry, its production process is the process of acrylonitrile in the process design of the most important step, also want to introduce acrylonitrile production process flow diagram. The last is also described in an annual output of 100000 tons of acrylonitrile process design of the heat balance calculation and the consumption of raw materials, production capacity and technological calculation.Keyworgs Nature Eqiurpment Production principle Technological process物化性质：无色易挥发的透明液体，味甜，微臭。
丙烯腈生产项目可行性研究报告
丙烯腈生产项目可行性研究报告一、项目背景和目的丙烯腈是一种重要的有机化工原料，广泛用于制造合成纤维、塑料、涂料、橡胶等工业产品。
丙烯腈生产项目的目的是满足市场对于丙烯腈的需求，并促进相关产业的发展。
本报告旨在对丙烯腈生产项目的可行性进行研究，包括市场前景、投资规模、技术路线、资金回收期等方面，以为决策者提供参考。
二、项目市场前景分析1.丙烯腈的用途广泛，尤其在纺织工业中的合成纤维生产中需求量大，丙烯腈的市场潜力巨大。
2.国内丙烯腈生产能力有限，且依赖进口，市场供应相对不稳定，因此国内丙烯腈生产项目具备较大的市场空间。
3.随着国内化纤行业的快速发展，对丙烯腈的需求将持续增长。
三、项目投资规模1.丙烯腈生产项目主要的投资包括固定资产投资、流动资金投资、预计研发投资和环保设施投资等，初步估计投资规模约为X万元。
四、项目技术路线1.丙烯腈的主要生产工艺为丙烯氧化和氨氰化反应，通过改进现有技术和设备，提高生产效率和产品质量。
2.选用先进的自动化控制系统和环保设备，提高生产安全性和环境友好性。
五、项目经济效益分析1.年产丙烯腈X万吨，产品销售价格为X元/吨，年销售收入预计为X万元。
2.项目建设投资约X万元，设备正常使用寿命为X年，年折旧费用约为X万元，人工和能耗费用约为X万元。
3.根据市场需求和产能利用率，预计项目可实现盈利，年利润预计为X万元。
4.项目投资回收期约为X年，静态投资回收期为X年。
六、项目风险分析1.市场风险：由于市场竞争激烈，需求波动性较大，市场份额难以稳定，可能对项目带来一定影响。
2.技术风险：丙烯腈生产需要高度的技术和设备要求，技术改进和合理运营管理能力是项目成功的关键。
3.环保风险：丙烯腈生产涉及有毒气体的处理和废水处理等环保问题，应采取有效的环保措施和设备。
七、项目建议。
丙烯腈厂丙烯腈高效阻聚剂技术规格书
丙烯腈厂丙烯腈高效阻聚剂技术规格书附录 A外观的测定取50mL～60mL试样，置于清洁、干燥的100mL具塞比色管中，在日光或日光灯透射下观察。
附录 B凝固点的测定B.1 方法原理将已知浓度的溶液逐渐冷却成冷溶液，然后保持溶液结晶，当晶体生成时放出凝固热体系温度回升，当放热与散热成平衡温度不再改变，此固液两相达成的平衡温度即为溶液的凝固点。
B.2 仪器设备仪器型号：自动凝点/倾点测定仪 NQ-3Z型B.3 测定步骤B.3.1 检查冷浴箱内酒精是否满足做样需要，否则先加酒精，保证酒精高度比试管刻度线高。
B.3.2 将5滴酒精倒入试管外套，保证外套倾斜45度不与试管接触为准。
B.3.3 将样品倒入试管内套刻度线处。
B.3.4 开机（保持5分钟）。
B.3.5 点击设置→确定→选择方法→确定→选择实验标准→设定预设点（比指标温度提高3℃）→终点判断（选择自动判断）→点击菜单，回到首页面→点激活方法→启动A，开始做样。
B.3.6 样品测定完后点击菜单回到首页面后关机。
B.3.7 做完样品后，将传感器拿出用酒精擦试干净，保存好。
B.4 分析结果表示记录仪器显示温度值。
附录 C红外图谱匹配率的测定C.1 方法提要样品用红外光谱扫描后得到红外光谱图，将此图特征及强度与标准红外光谱图比较，得到匹配率。
将样品的特征波数范围内的特征峰的强度与标准谱图相比较，计算得到红外图谱偏差。
C.2 分析步骤按仪器操作说明开启红外仪主机开关，待仪器通过自检后，开启电脑，启动红外分析程序。
测定时，先采集完毕后，用滴管小心将液体样品涂抹在样品窗口上，扫描样品图谱，待图谱扫描完毕后，将图谱加到新的窗口，得到红外图谱偏差，再将所需查的标准谱库加入搜索的谱库中，与谱库中的标准图谱相匹配，即可得到红外图谱匹配率。
图C.1 红外谱图。
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年产14万吨丙烯腈项目创新性说明书
1.工艺流程
1.1磷铵急冷技术
反应气体离开反应器后，首先需要进入急冷塔脱除未反应的氨，减少氨与丙烯腈反应生成各种聚合物所造成的损失。
传统工艺以硫酸作为吸收剂，脱除未反应的氨，生成硫铵作为副产物。
但是，经氨中和回收的硫酸铵结晶中的氰化物含量一般难以降到使用标准，用作肥料时，肥效低，还会造成土地板结，不受农民欢迎。
本项目选择一种新工艺吸收氨，即以磷酸二氢铵吸收氨气生成磷酸氢二铵，磷酸氢二铵加热后分解放出氨气，氨经干燥后可以循环使用，也可以不进行干燥，以氨水作为产品。
1.2侧线精馏技术
传统工艺中，回收塔仅做丙烯腈与乙腈的分离，乙腈从塔釜排出。
乙腈精制时需要首先从塔釜液中解吸提浓，而塔底乙腈浓度仅为0.1%。
本项目在分离乙
1
腈与丙烯腈的萃取精馏塔采用侧线精馏技术，萃取精馏塔侧线抽出乙腈含量
10%w左右的气相，。
此复合塔可以有效减小回收乙腈的能耗。
2.节能方案设计
利用回收塔塔釜排出的循环水的热量，此流股水流量大（445000kg/hr），温
度高（115℃），本工艺中，此热水引到脱氢氰酸塔、成品塔塔釜作为再沸器热源、
丙烯蒸发器、氨蒸发器等处作为热源，可以减少公用工程的使用量。
详见附录第
三章“热集成与节能技术”。
本工艺为一阈值问题，反应放热量、循环水冷却的放热量大。
其中，由于水
集成而带来的循环水的废热量大，而工艺中又有适合使用低温冷却水（7℃左右）
的地方。
3.反应器设计
通过六个步骤，实现了丙烯氨氧化法反应器从无到有的完整设计。
整个丙烯氨氧化法的反应器设计思路如下图所示
使用COMSOL
软件验证模型
反应器设计步骤图
1、使用含晶格氧的反应网络动力学模型
反应器模拟采用最新的含晶格氧的反应动力学模型，能更为准确地模拟动力
学历程。
2
丙烯氨氧化反应网络图
2、使用齐鲁石化SANC08的工业数据标定整定MB86动力学参数
使用aspen plus根据实际工业情况对反应器和进料进行设定，对活化能、指前因子与晶格养分率进行校正，最终模拟结果中的各物质单纯收率均与实际工业数据高度一致，可见整定出的SANC-08动力学参数较为合理。
3、使用平推流反应器模拟流化床的上流区与回流区
根据逆流两相模型，反应器内的物流分为上流区与回流区，均以平推流的形式进行。
真实的流化床反应器被分为了RECTOR和BACK两个平推流反应器。
考虑环流的影响，能够帮助我们在ASPEN中构建一个更符合工业实际情况的模型，从而模拟出更为精确的结果。
图3-1 反应器ASPEN模型示意图
1
4、使用COMSOL软件利用轴向反混模型模拟验证
将建立的轴线扩散模型编译入comsol模块中，使用MB-86的动力学参数及工业运行出口收率求出此时工业流化床反应器最合适的反混系数。
得到Pe=1.4，
0.597
1
.
3
7
4
2
.
z
e
uL
E
P
⨯
===
丙烯氨氧化法实际工艺中使用的湍动流化床更接近于平推流，ASPEN选用RPLUG模块模拟两区流具有合理性。
图3-3 Pe=1.4，各产物分压随床层高度变化关系图
5、使用校正后的动力学数据优化年产14Wt丙烯腈反应器
经过工艺条件的合理选择以及空比和催化剂藏量的二维寻优，丙烯的转化率提高，各产物的氧化程度减小，丙烯腈单程收率为83.01%，较工业实际参数80.27%提高了三个百分点，优化结果合理。
2。