a丙烯氨氧化合成丙烯腈工艺设计
丙烯腈合成工艺设计毕业设计
有关“丙烯腈合成工艺设计”的毕业设计
有关“丙烯腈合成工艺设计”的毕业设计如下：
1.前期准备：了解丙烯腈的性质、应用以及国内外市场情况，收集相关文献资料，明确设
计任务和要求。
2.工艺路线选择：根据丙烯腈的生产原理和方法，选择适合的生产工艺路线。
比如，你可
以选择以丙烯为原料，通过氨氧化法生产丙烯腈的工艺路线。
3.工艺流程设计：在选定工艺路线的基础上，设计详细的工艺流程。
包括原料的预处理、
反应条件控制、产品的后处理等各个环节。
同时，需要确定主要设备和操作参数。
4.设备选型与设计：根据工艺流程的需求，选型和设计相关的设备，如反应器、分离器、
换热器等。
设备的选型和设计需要满足生产工艺的要求，同时要考虑设备的可靠性、经济性等因素。
5.控制系统设计：设计自动控制系统，实现对生产过程的自动监测和控制。
包括温度、压
力、流量等关键参数的自动控制和调节，确保生产过程的稳定和产品质量。
6.安全与环保设计：考虑生产过程中的安全和环保问题。
比如，针对可能的危险因素制定
相应的安全防范措施，确保生产过程的安全；同时，要考虑废气的处理、废水的处理等环保问题，确保生产过程符合环保要求。
7.经济性分析：对整个生产过程进行经济性分析，包括原料成本、设备投资、运行费用等
方面的计算和分析。
通过经济性分析，评估生产过程的经济效益和可行性。
8.编写毕业设计报告：在完成上述各项任务后，编写详细的毕业设计报告。
报告应包括引
言、工艺设计、设备选型与设计、控制系统设计、安全与环保设计、经济性分析、结论等部分。
丙烯氨氧化法生产丙烯腈的工艺流程
丙烯氨氧化法生产丙烯腈的工艺流程英文回答：The process of producing acrylonitrile through propylene ammoxidation involves several steps. First, propylene is mixed with ammonia and air in a reactor. This mixture is then heated to a high temperature, typically around 400-500°C. At this temperatur e, propylene reacts with ammonia and oxygen to form acrylonitrile. The reaction is exothermic, meaning it releases heat. The heat released helps to maintain the high temperature required for the reaction to occur.The reaction takes place in the presence of a catalyst, which is usually a metal oxide, such as bismuth molybdate or phosphomolybdic acid. The catalyst helps to speed up the reaction and increase the yield of acrylonitrile. It also helps to control the selectivity of the reaction, ensuring that acrylonitrile is the main product formed.After the reaction is complete, the mixture of gases is cooled and passed through a series of separation units. These units help to separate the acrylonitrile from the other gases, such as propylene, ammonia, and water. Various separation techniques, such as distillation and absorption, are used to achieve this separation.Once the acrylonitrile is separated, it undergoes further purification to remove any impurities. This purification process typically involves distillation and/or crystallization. The purified acrylonitrile is then ready for use in various applications, such as the production of synthetic fibers, plastics, and resins.中文回答：丙烯氨氧化法生产丙烯腈的工艺流程包括几个步骤。
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)第六部分课程设计心得 (42)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)。
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，与水局部互溶。
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，应采取严格的平安防护措施，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响，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，通常要参加少量阻聚剂，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响，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响主反响生成丙烯腈，是一个非均相反响；与此同时，在催化剂外表还发生一系列副反响。
主反响：C3H6 + NH3 +1.5 O2 →CH2 =CH + 3 H2O △H = -512.5KJ/mol副反响：①生成乙腈：C3H6 + 1.5NH3 + 1.5O2 →1.5CH3 + 3H2O △H = -522KJ/mol②生成氢氰酸：C3H6 + 3NH3 + 3O2 →3H + 6H2O △H = -941KJ/mol③生成二氧化碳：C3H6 + 4.5O2 →3CO2 +3 H2O △H = -1925KJ/mol④生成一氧化碳：C3H6 + 3O2 →3CO + 3H2O △H = -1925KJ/mol上述副反响中，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。
丙烯腈的生产—丙烯氨氧化生产工艺流程组织
• 原料空气经过过滤器除去灰尘和杂质后，用空气压缩机1加压 在空气预热器4与反应器出口物料进行热交换，预热到537K 左右，然后从流化床底部经空气分布板进入流化床反应器6。 丙烯和氨分别来自丙烯蒸发器3和氨蒸发器2，先在管道中混 合后，经分布管进入流化床。丙烯和氨混合气的分布管设置 在空气分布板上部。空气，丙烯和氨均需控制一定的流量以 达到工艺规定的配比要求。
• ⑵ 流化床反应器
• 丙烯氨氧化的反应装 置多采用Sohio流化床 反应器，其结构如右 图所示，其外形和作 用分为三个部分，即 床底段、反应段和扩 大段。
• 丙烯腈>99.5% 水分<0.5%
丙酮<100×10-6
• 乙腈<300×10-6 丙烯醛<15×10-6 氢氰酸<5×10-6
• 为了防止丙烯腈聚合和氰醇分解，该塔是在减压下操作。
• 自脱氢氰酸塔中蒸出的氢氰酸，再经氢氰酸塔精馏塔2精馏 ，脱去其中的不凝气体和分离掉高沸点物丙烯腈等，得到纯度 为99.5%的氢氰酸。
• 除去氨的方法有多种，现在工业上均采用硫酸中和法，硫酸质 量浓度为1.5%左右。中和过程也是反应物料的冷却过程，故氨 中和塔也称冷却塔。反应物料经急冷塔除去未反应的氨并冷却 到313K左右后，进入回收系统。
• （三）精制部分工艺流程的组织
• 回收部分所得到的粗丙烯腈需进一步分离精制，以获 得聚合级产品丙烯腈和所需纯度的氢氰酸。精制部分 工艺流程如图7-5所示。该流程也是有三部分组成，即 脱氢氰酸塔、氢氰酸精馏塔和丙烯腈精制塔。
• 精制部分所处理的物料丙烯腈、氢氰酸、丙烯醛等 都容易发生自聚，聚合物会使塔板和塔釜发生堵塞 现象，影响正常生产。故处理这些物料时必须加入 少量阻聚剂。由于发生聚合的机理不同，所用阻聚 剂的类型也不同。氢氰酸在碱性介质中易聚合，需 加酸性阻聚剂，由于它在气相和液相中都能聚合， 所以均需加阻聚剂。一般气相阻聚剂用二氧化硫， 液相阻聚剂用醋酸等，氢氰酸贮槽可加入少量磷酸 作稳定剂。丙烯腈的阻聚剂可用对苯二酚或其他酚 类。有少量水存在对丙烯腈也有阻聚剂作用。
丙烯氨氧化法制丙烯腈工艺流程的主要讲解
丙烯氨氧化法制丙烯腈工艺流程的主要讲解
丙烯氨氧化法制丙烯腈工艺流程的主要讲解
丙烯氨氧化法是制备丙烯腈最常用的工艺，它利用氨氧化反应将乙烯转化为丙烯腈，其工艺流程主要有原料混合、反应、分离、回收、还原、净化等环节。
1、原料混合：用于生产丙烯腈的原料有氨水、蒸汽、乙烯和活
性炭等，在重力或液体泵中将这些原料混合成为原料溶液，然后送入反应器中。
2、反应：将混合的原料溶液送入反应器，在一定的压力，温度
和氧化剂浓度下反应，经过一定的过程，氨水将乙烯氧化变为丙烯腈，在反应中也会产生一些水和有毒有害的物质，如氯气和氨气等，反应器内的反应温度一般为200-300℃左右。
3、分离：反应器内的气液混合物，经过气液分离器分离，气体（丙烯腈、氨气和氯气）从上部出口，液体（溶剂和有机混合物）从下部出口，将气体向下流经冷凝器凝结，再经过活性炭塔净化，气体（丙烯腈、氨气和氯气）从冷凝器的出口进入到蒸发器中。
4、回收：将从蒸发器中收集的丙烯腈回收，用于下一次反应，
氨气和氯气则回收到蒸发器的出口处，使其经过净化后再放出环境中。
5、还原：将从分离器下部出口收集的溶剂和有机混合物经过还
原反应处理后，再放回到反应器中，用于下一次反应。
6、净化：经过活性炭塔净化，将气体中的有毒有害物质净化，
以确保环境安全。
以上就是丙烯氨氧化法制丙烯腈工艺流程的主要讲解，以上工艺流程的操作及控制参数必须严格控制，以确保制备出的丙烯腈质量符合相关质量标准。
丙烯氨氧化制丙烯腈生产工艺防火
丙烯氨氧化制丙烯腈生产工艺防火丙烯氨氧化是制备丙烯腈的一种重要工艺路线，其生产过程中应注意安全防火。
以下是丙烯氨氧化制备丙烯腈的生产工艺及相关的防火安全策略。
一、工艺流程丙烯氨氧化制备丙烯腈的工艺流程一般可分为以下几个步骤：1. 丙烯氧化：将丙烯与空气在氧化催化剂的作用下反应，生成丙烯醛。
2. 氧化尾气处理：将丙烯氧化反应产生的氧化尾气送入尾气处理装置进行处理，以减少其对环境的影响。
3. 丙烯醛加氨反应：将丙烯醛与氨反应生成丙烯腈。
4. 丙烯腈分离纯化：将反应产物进行控制升温挥发并进行釜内蒸馏，使丙烯腈与未反应的氨、丙烯醛等组分分离，从而提纯得到丙烯腈。
二、防火安全措施在丙烯氨氧化制备丙烯腈的生产过程中，安全防火是至关重要的。
以下是几个防火安全策略供参考：1. 设备与场所的选址：需要在没有易燃易爆物质的场所建设生产车间，将生产车间与其他易燃物离开以确保安全。
2. 解离器、冷凝器的设置：在丙烯氧化反应过程中，需要及时卸掉生成的热，以避免温度升高引发的爆炸危险。
此时，需要在反应装置中设置解离器和冷凝器，将热量转移出反应装置以确保安全。
3. 安全监控与报警系统：在生产过程中需要建立完善的安全监控与报警系统，对关键环节进行监测，如温度、压力等，一旦超出正常范围，及时报警，以确保生产安全。
4. 废气处理系统：在丙烯氧化反应过程中会产生大量废气，这些废气中可能含有有害物质，如溴气等。
因此需要建立废气处理系统，对反应产生的废气进行处理以减少对环境的污染。
5. 安全教育和培训：工作人员需要接受系统的安全教育和培训，了解安全防火的基本知识，加强安全意识，确保工作安全。
以上是丙烯氨氧化制备丙烯腈的生产工艺和防火安全策略，希望能对相关从业人员提供借鉴和参考。
丙烯氨氧化制丙烯腈生产工艺防火
丙烯氨氧化制丙烯腈生产工艺防火要丙烯腈生产工艺普遍采用丙燃氨氧化的方法。
从原料气火灾爆炸性质、反应放热特点、副反应后果和潜在的着火源方面，对此生产工艺进行了火灾危险性分析，并提出了针对性的防火防爆措施和技术。
关键词丙烯腈氧化防火防爆丙烯腈作为重要的化工原料被用于生产腈纶纤维、工程塑料和合成橡胶，是丙烯系列产品中第二大品种。
目前，我国的丙烯腈生产工艺普遍采用丙烯氨氧化的方法。
该方法具有原料来源广且价廉、易一步合成、生产成本低等优点，但生产过程潜在的火灾危险性较大，防火防爆工作十分重要。
1 工艺原理 1.1反应原理3H6+NH3+3/2O2=CH2=CH-CN+3H2O△H=-515kj/mol 同时副产氢氰酸、乙腈、丙烯醛和二氧化碳。
1.2 工艺流程及设备丙烯氨氧化生产丙烯腈的工艺过程可简单表示如下：整个生产过程分为合成工序和精制工序。
在合成工序，反应原料由底部进入反应器前，液体丙烯和氨经蒸发、空气经压缩，预先加热后进入混合器；然后，进入反应温度与压力分别为440℃和0.065MPa的反应器，在催化剂作用下进行反应；生成的气体经废热锅炉回收热量后，进入氨中和塔除氨。
除氨后的气体经冷却进入吸收塔用水吸收得到丙烯腈、氢氰酸、乙腈等混合物。
精制工序则将合成工序送来的水吸收液经脱除乙腈和氢氰酸后，送入精馏塔精制得丙烯腈产品。
主要生产工艺设备是原料混合器、氧化反应器和轻组分塔。
氧化反应器一般为流化床式的反应塔，有锥体、浓相段和稀相段三部分。
浓相段是丙烯氨氧化合成的部位；稀相段主要用于回收催化剂。
轻组分塔用于脱除水吸收液中的氢氰酸。
2 工艺火险分析 2.1 原料和产品易燃易爆有毒原料丙烯常温常压下为无色易燃气体，闪点-108℃，自燃点460℃，与空气混合能形成爆炸性混合物，爆炸极限为2%-11.1%。
丙烯遇火星或高温有燃烧爆炸危险，且有低毒。
氨是可燃气体，自燃点为650℃，在空气中的爆炸极限为15%～28%，在氧气中的爆炸极限为13.5%～79%，氨与氯、碘化合也能爆炸。
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丙烯腈合成工段排出物消耗综合表
序号 1 名称 中和塔废液 特性和成分 其中含（质量分数） AN 0.03% ACN 0.02% HCN 0.02% H2SO4 0.5% (NH4)2SO4 30.9% H2O 68.53% 温度 82℃ 其中含（摩尔分数） C3H6 1.53% C3H8 1.95% O2 3.91% N2 87.42% CO2 1.21% 水蒸气 3.98% 温度 10℃ 其中含（质量分数） AN 0.00529% ACN 0.00846% 氰醇 0.00063% ACL 0.00042% H2O 99.9852% 温度 75℃ 单位 t 每吨产品排出量 2.016 每小时排出量 2.5994 每年排出量 18715.7 备注
生产方法及工艺
化学 AN
19世纪40年代，丙烯腈首次开始工业化 生产，以后其主要生产方法有以下几种：
Na2CO3 + H C CH HCN 2 （1） 2 50-60℃ O
NaOH 10-20℃
H 2C CH℃
H
H H 2C C CN + H 2O
（2） （3）
8500t/a丙烯氨氧化合成丙烯腈工艺设计
指导老师：XXX
化学 AN
姓名：XXX 班级：XXXX班 学号：XXXXXXX
主要设计内容
化学 AN
课题背景 生产方法及工艺过程
物料衡算
热量衡算 设备选型
课题背景
化学 AN
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，是合成纤维、合 成橡胶和合成树脂的重要单体。主要用途如下：
CH 3CHO + HCN
H 3C
C CN
OH
H 3PO4 600-700℃
H 2C
CHCN + H 2O
HC
CH + HCN
CuCl2-N H 4Cl-HCl 80-90℃
H H 2C C CN
P-Mo-Bi-O H 2C CHCN + 3H 2O （4） CH 3CH CH 2 + NH 3 + 3/2O2 470℃
物料衡算
化学 AN
基本原理： 依据丙烯氨氧化反应方程，参照丙烯氨氧化工艺流程，对各组分 物质做物料衡算 涉及设备： 反应器、空气饱和塔、氨中和塔、换热器、水吸收塔、饱和塔 釜液槽 计算结果： 依次得到各设备进、出口各物料的质量流量、摩尔流量及其含 量，并相应列出了物料平衡表。最后得到原料消耗总表和工段 排出物消耗总表。
热量衡算
化学 AN
丙烯腈合成工段能量消耗综合表
生产方法及工艺
化学 AN
丙烯腈生产工艺流程主要包括：原料配制、合成 反应、吸收分离、丙烯腈精制、氢氰酸精制、乙腈精制以及反应 系统废水处理和吸收分离系统废水处理等工序。 目前国内外以碳三烃为原料制备丙烯腈的主要生产工艺包括： （1）流化床丙烯直接氨氧化工艺； （2）丙烷直接氨氧化工艺； （3）丙烷脱氢后再进行丙烯氨氧化工艺。 前人在丙烯氨氧化合成丙烯腈工艺中，已在生产工艺各方面 做了大量细致的研究与探索，现已经提出了比较完善和科学的操 作条件。目前，有不少专家和研究人员及机构在催化剂的研究、 工艺过程的改进、反应器的改进、节能降耗、环境污染治理等方 面也取得了相应的成果和进展。
工艺过程
化学 AN
加热剂
空气加热器
混合器
蒸汽
空气
空 气 饱 和 塔 加热剂 加热剂
流 化 床 反 应 器
冷却剂 废 热 锅 炉 冷却剂 软水
液氨贮罐
氨蒸发器
氨气过热器
液态丙烯贮罐
丙烯蒸发器
丙烯过热器
排污 硫酸 氨 中 和 塔
、
AN溶液去精制 尾气 饱和塔釜液槽 换热器 冷却剂 水 吸 收 塔
软水 来自乙腈解吸塔釜液
物料衡算
化学 AN
丙烯腈合成工段原料消耗综合表
每吨产品的消耗量 序号 物料名称 成分 单位 100% 工业纯度 每小时 的消耗 量工业 纯度 每昼夜 的消耗 量工业 纯度
每年的消 耗量工业 纯度 9
14536.8 5958.72 4717.44 94456.8
备注
1
1 2 3 4
2
丙烯 氨 硫酸 原料水(软水)
化学反应： （主）CH3CH=CH2+NH3+O2→CH2=CHCN+3H2O+519kJ/mol （副）CH3CH=CH2+NH3+O2→CH3CN+3H2O+522kJ/mol （副）CH3CH=CH2+3NH3+3O2→3HCN+6H2O+941kJ/mol （副）CH3CH=CH2+O2→CH2=CHCHO+H2O+351kJ/mol （副）CH3CH=CH2+O2→CH3CHO+268kJ/mol （副）CH3CH=CH2+O2→3CO2+3H2O+1925kJ/mol （副）CH3CH=CH2+3O2→3CO+3H2O+1067kJ/mol
3
85% 100% 93% 100%
4
t t t t
5
1.331 0.4978 0.4726 9.515
6
1.5658 0.6418 0.5081 9.515
7
2.0190 0.8276 0.6552 13.119
8
48.4560 19.8624 15.7248 314.856
10
物料衡算
化学 AN
去萃取 解吸塔 冷冻盐水 深井水 循环水
废液排放
循环冷 却器
物料衡算
化学 AN
计算依据： (1)产品名称：丙烯腈 (2)年产量：8500t/a (3)转化率：94% (4)原料配比：丙烯:氨:空气:水=1:1.2:10:3 (5)温度：428℃ (6)压强：0.065MPa (7)操作方式：年工作日300天 (8)损失率3.1% (9)设计裕量6%
2
水吸收塔尾气
m3 (STP)
6416.2
8273
59565600
3
空气饱和塔塔底 排污
t
11.2
14.446
104011.2
热量衡算
化学 AN
计算依据： 物料衡算所得数据、平均比热容、摩尔热容、冷凝热、汽化热 以及饱和水的蒸汽焓（来自化学化工物性手册）
基本原理： 能量守恒定律，对各设备分别作能量衡算 涉及设备： 流化床反应器、废热锅炉、空气饱和塔、氨中和塔、换热器、 水吸收塔、饱和塔釜液槽、蒸发器、过热器、混合器、吸收 水冷却器等设备 计算结果： 依次得到各设备换热装置的热负荷，以及深井水、循环水、 加热蒸汽、冷冻盐水等消耗量，并列出能量消耗总表。