年产3.5万吨丙烯腈合成工段基本工艺设计.doc

化工工艺设计课程设计年产3.5万吨丙烯腈合成工段工艺设计年级专业化学工程与工艺学号姓名指引教师设计成绩完毕日期年月日《课程设计》成绩评估栏评估基元评审要素评审内涵分值评分签名栏设计阐明，50%格式规范内容完整格式与否规范10评阅教师签名内容与否完整10工艺计算对的、完整和规范物料恒算10热量衡算10设备设计和选型10设计图纸，40%图纸规范标注清晰方案流程图10评阅教师签名工艺物料流程图10带控制点工艺流程图20平时成绩，10%上课出勤上课出勤考核5指引教师签名制图出勤制图出勤考核5共计100化工工艺设计课程设计任务书学号学生姓名专业（班级）设计题目年产3.5万吨丙烯腈合成工段工艺设计设计技术参数1.生产能力：35000吨/年2.原料：丙烯85%，丙烷15%（摩尔分率）；液氨100%3.产品：1.8%（wt）丙烯腈水溶液4.生产办法：丙烯氨氧化法5.丙烯腈损失率：3%6.设计裕量：6%7.年操作日：300天设计要求1.拟定设计方案，并画出流程框图（规定见4（1））；2.物料衡算，热量衡算3.重要设备工艺设计计算4.绘图规定：（1）流程框图（CAD或者PPT绘，截图在方案设计中）；（2）方案流程图（CAD或手绘，A3图纸）；（3）工艺物料流程图（带物料表，CAD或手绘，A3图纸）；（4）制带控制点工艺流程图（CAD或手绘，A3图纸）；5.编写设计阐明书工作量1.设计计算：1.5周2.工艺流程图与设计阐明书：1周3.答辩：0.5周工作计划第一周：物料衡算、热量衡算及重要设备工艺设计计算第二周：画图，撰写设计阐明书，第三周：答辩参考资料《化工工艺设计手册》第四版(上下册)，中华人民共和国石化集团上海工程有限公司编，化学工业出版社，《化学化工物性参数手册》，青岛化工学院等编，化学工业出版社，第一某些概述1.1丙烯腈性质1.1.1丙烯腈物理性质丙烯腈是一种非常重要有机化工原料，在合成纤维、树脂、橡胶急胶粘剂等领域有着广泛应用。丙烯腈，英文名Acrylonifrile（简称为ACN），化学分子式：CH2=CH-CN；分子量：53.1。丙烯腈在常温下是无色或淡黄色液体，剧毒，有特殊气味；可溶于丙酮、苯、四氯化碳、乙醚和乙醇等有机溶剂；与水互溶，溶解度见表1-1。丙烯腈在室内容许浓度为0.002MG/L，在空中爆炸极限为3.05~17.5%（体积）。因而，在生产、贮存和运送中，必要有严格安全防护办法。丙烯腈和水、苯、四氯化碳、甲醇、异丙醇等会成二元共沸混合物，和水共沸点为71℃，共沸点中丙烯腈含量为88%（质量），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。丙烯腈重要物理性质见表1-2。表1-1丙烯腈与水互相溶解度温度/℃水在丙烯腈中溶解度（质量）/%丙烯腈在水中溶解度（质量）/%02.107.15102.557.17203.087.30303.827.51404.857.90506.158.41607.659.10709.219.908010.9511.10表1-2丙烯腈重要物理性质性质指标性质指标性质指标沸点(101.3KPa)78.5℃燃点/℃481蒸汽压/KPa熔点/℃—82.0比热容/J.kg-1.K-120.92±0.038.7℃时6.67相对密度(d426)0.0806蒸发潜热(0~77℃)32.6kJ/mol45.5℃时33.33粘度(25℃)0.34生成热(25℃)151kJ/mol77.3℃时101.32折射率(nD25)1.3888燃烧热1761kJ/mol临界温度246℃闪点/℃0聚合热(25℃)72kJ/mol临界压力3.42MPa1.1.2丙烯腈化学性质及应用丙烯腈分子中具有双键及氰基（-CN），其化学性质非常活泼，可以发生加成、聚合、水解、醇解、腈基及氢乙基化等反映。聚合反映和加成反映都发生在丙烯腈C=C双键上，纯丙烯腈在光作用下能自行聚合，因此在丙烯腈成品及丙烯腈生产过程中，普通要加少量阻聚剂，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、丙烯酰胺等中一种或几种发生共聚反映，由此可制得合成纤维、塑料、涂料和粘合剂等。丙烯腈经电解加氢偶联反映可以制得已二腈。氰基反映涉及水合反映、水解反映、醇解反映等，丙烯腈和水在铜催化剂存在下，可以水合制取丙烯酰胺。氰乙基化反映是丙烯腈与醇、硫醇、胺、氨、酰胺、醛、酮等反映；丙烯腈和醇反映可制取烷氧基丙胺，烷氧基丙胺是液体染料分散剂、抗静电剂、纤维解决剂、表面活性剂、医药等原料。丙烯腈与氨反映可制得1，3丙二胺，该产物可用作纺织溶剂、聚氨酯溶剂和催化剂。丙烯腈重要用来生产ABS树脂，丙烯酰胺、丙烯酸纤维、己二睛和苯乙烯-己二睛树脂等，当前国内供不应求，每年需大量进口来满足市场需求，年进口