化工专业丙烯腈工艺车间设计课程设计

1、燕山大学里仁学院化工专业毕业设计目 录1. 设计任务务书22. 丙烯腈腈车间工工艺设计计43. 前言44. 丙烯腈工工艺设计计计算55. 附表376. 毕业设计计心得39参考文献献 39燕山大学学毕业设计计（论文文）任务务书院（系）： 基基层教学学单位： 学 号071661000110055学生姓名名蔡银辉专业（班班级）化学工程程与工艺艺2班设计题目目丙烯腈车车间工艺艺设计设计技术参数1.生产产能力：47000吨/年2.原料料：丙烯烯85%，丙烷烷15%（摩尔尔分率）；液氨1100%3.产品品：1.8%（wwt）丙丙烯腈水水溶液4.生产产方法：丙烯氨氨氧化法法5.丙烯烯腈损失失率：33.1%6.设计计裕量：6%7.年操操作日3300天天设计要求1.确定定设计方方案，画画出工艺艺流程草草图；2.物料料衡算，热热量衡算算3.主要要设备的的工艺设设计计算算4. 用用CADD绘制工工艺流程程图一张张（用33#图纸纸打印）；5. 编编写设计计说明书书工作量1.设计计计算：1周2.工艺艺流程图图与设计计说明书书：0.5周3.答辩辩：0.5周工作计划第一周：物料衡衡算、热热量衡算算及主要要设备的的工

2、艺设设计计算算第二周：画图，撰撰写设计计说明书书，答辩辩参考资料化工设设计，黄黄璐主编编，化学学工业出出版社，220000年化工工工艺设计计手册，上上海医药药管理局局编，化化学工业业出版社社，20002年年化学化化工物性性参数手手册，青青岛化工工学院等等编，化化学工业业出版社社，20002年年指导教师师签字基层教学学单位主主任签字字燕山大学学毕业设计计评审意意见表指导教师师评语：该生在毕毕业设计计工作期期间态度度（认真真、较好好、一般般、较差差）；工工作（积积极主动动、较主主动、不不积极主主动）。（能能正确、基基本能）提提出设计计方案；相关基基础理论论（扎实实、较扎扎实、一一般、较较差）；（基本本上、一一般地、较较好地、出出色地）完完成了毕毕业设计计任务书书所规定定的任务务。同意意参加答答辩。设计成绩绩为（优优秀、良良好、中中等、及及格、不不及格）。指导教师师：年 月 日日评阅人评评语：说明书书书写质量量（一般般、较好好、良好好、优秀秀），逻逻辑性（一一般、较较强、强强），概概念（较较清楚、清清楚、准准确），图图表质量量（一般般、较好好、很好好），是是一篇水水平（一一般、较较好、好好、

3、优秀秀）的毕毕业设计计说明书书。评阅成绩绩为（优优秀、良良好、中中等、及及格、不不及格）。评阅人：年 月 日答辩小组组评语：在答辩辩过程中中，该同同学表述述（清晰晰，较清清晰，一一般，较较差），（基基本地、一一般地，较较好地、圆圆满地）回回答了教教师所提提出的问问题。经答辩委委员会评评议，答答辩成绩绩为（优优秀、良良好、中中等、及及格、不不及格）。答辩小组组成员签签字：年 月 日毕业设计计总成绩绩：（优优秀、良良好、中中等、及及格、不不及格）丙烯腈车车间工艺艺设计摘要：设设计丙烯烯腈的生生产工艺艺流程，通通过对原原料，产产品的要要求和物物性参数数的确定定及对主主要尺寸寸的计算算，工艺艺设计和和附属设设备结果果选型设设计，完完成对丙丙烯腈的的工艺设设计任务务。前 言丙烯腈，别别名，氰氰基乙烯烯；为无无色易燃燃液体，剧剧毒、有有刺激味味，微溶溶于水，易易溶于一一般有机机溶剂；遇火种种、高温温、氧化化剂有燃燃烧爆炸炸的危险险，其蒸蒸汽与空空气混合合物能成成为爆炸炸性混合合物，爆爆炸极限限为 33.1%-177% （体体积百分分比）；沸点为为 777.3 ，闪闪点 -5 ，自自燃点为为 488

4、1 。丙丙烯腈是是石油化化学工业业的重要要产品，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)丙丙烯是目目前大量量生产的的石油化化学工业业的产品品，氨是是合成氨氨工业的的产品，这这两种原原料均来来源丰富富且价格格低廉。 (2)工艺流流程比较较简单经一步步反应便便可得到到丙烯腈腈产物。 (3)反应的的副产物物较少，副副产物主主要是氢氢氰酸和和乙腈，都都可以回回收利用用而且且丙烯腈腈成品纯纯度较高高。 (4)丙烯氨氨氧化过过程系放放热反应应，在热热平衡上上很有利利。 (5)反应在在常压或或低压下下进行，对对设备无无加压要要求。 (6)与其他他生产方方法如乙乙炔与氢氢氰酸合合成法，

5、环环氧乙烷烷与氢氰氰酸合成成法等比比较，可可以减少少原料的的配套设设备(如如乙炔发发生装置置和氰化化氢合成成装茸)的建设设投资丙烯腈工工艺设计计计算1.生产产能力：47000吨/年2.原料料：丙烯烯85%，丙烷烷15%（摩尔尔分率）；液氨1100%3.产品品：1.8%（wwt）丙丙烯腈水水溶液4.生产产方法：丙烯氨氨氧化法法5.丙烯烯腈损失失率：33.1%6.设计计裕量：6%7.年操操作日3300天天丙烯腈工工艺流程程的确定定液态丙烯烯和液态态氨分别别经丙烯烯蒸发器器和氨蒸发发器蒸发发，然后分分别在丙丙烯过热热器和氨氨气过热热器过热热到需要要的温度度后进入入混合器器；经压压缩后的的空气先先通过空空气饱和和塔增湿湿，再经经空气加加热器预预热至一一定温度度进入混混合器。温温合器出出口气体体混合物物进入反反应器，在在反应器器内进行行丙烯的的氨氧化化反应。反反应器出出口的高高温气体体先经废废热锅炉炉回收热热量，气气体冷却却到2330左右进进人氨中中和塔，在在7080下用硫硫酸吸收收反应器器出口气体中中未反应应的氨，中和塔塔塔底的含含硫酸铵铵的酸液液经循环环冷却器器除去吸吸收热后后，返回回塔顶循

6、循环使用用同时时补充部部分新鲜鲜酸液，并并从塔釜釜排放一一部分含含硫酸铵铵的废液液。氨中中和塔出出口气体体经换热热器冷却却后进入入水吸收收塔，用用5110的水吸吸收丙烯烯腈和其其他副产产物水水吸收塔塔塔底得得到古丙丙烯腈约约1.88的丙烯烯腈水溶溶液，经经换热器器与氨中中和塔出出口气体体换热，湿湿度升高高后去精精制工段段。二 物料衡衡算和热热量衡算算1.1 小时生产产能力接年工作作日3000天，丙丙烯腈损损失率33.1、设设计裕量量6计计算，年年产量为为43000吨/年，则则每天每每小时产产量为：1.2 反应器的的物料衡衡算和热热量街算算(1)计计算依据据A丙烯烯腈产量量，即B. 原原料组成成(摩尔尔分数) 丙丙烯855%，丙丙烷155%C进反反应器的的原料配配比(摩摩尔比)为D. 反反应后各各产物的的单程收收率为物质丙烯腈（AAN）氰化氢（HHCN）乙腈(AACN)丙烯醛(ACLL)二氧化碳碳摩尔收率率0.60.06650.0770.00070.122E. 操操作压力力进口002003，出出口0 1622F反应应器进口口气体温温度lll0，反反应温度度4700，出出口气体体温度336

7、0(2)物物料衡算A反应应器进口口原科气气中各组组分的流流量B反应应器出口口混合气气中各组组分的流流量= (3)热量衡衡算查阅相关关资料获获得各物物质各物物质01100、03660、04770的的平均定定压比热热容A 浓相段热热衡算求求浓相段换换热装置置的热负负荷及产产生蒸汽汽量各物质225tt的平均均比热容容用ot的平平均比热热容代替替，误差差不大，因因此，若热损失失取的55%，则则需有浓浓相段换换热装置置取出的的热量（即即换热装装置的热热负荷）为为：浓相段换换热装置置产生00.4005的饱饱和蒸汽汽（饱和和温度1143）143饱和蒸蒸汽焓：143饱和水水焓：B 稀相段热热衡算求求稀相段段换热装装置的热热负荷及及产生蒸蒸汽量以0气气体为衡衡算基准准进入稀相相段的气气体带入入热为：离开稀相相段的气气体带出出热为：热损失取取4%，则则稀相段段换热装装置的热热负荷为为：稀相段换换热装置置产生00.4005的饱饱和蒸汽汽，产生生的蒸汽汽量为：2.3 空气气饱和塔塔物料衡衡算和热热量衡算算(1)计计算依据据A入塔塔空气压压力0.2633，出塔塔空气压压力0.2433B空压压机入口空气气温度33

8、0，相相对温度度80，空压压机出口口气体温温度1770C饱和和塔气、液比为为1522.4(体积比比)，饱饱和度00.811D塔顶顶喷淋液液为乙腈腈解吸塔塔釜液，温度度1055，组成成如下组分氰醇水合计%（Wtt）0.00050.00080.000050.0000299.9986100E塔顶顶出口湿湿空气的的成分和和量按反反应器入入口气体体的要求求为(2)物物料街算算A进塔塔空气量量查得300，相相对湿度800%时空气气温含量量为0.0222kg水水气/kkg干空空气因因此，进进塔空气气带入的水蒸蒸气量为为：B进塔塔热水量量 气、液比为为1522.4，故故进塔喷喷淋液量量为：塔顶喷淋淋液1005的的密度为为，因此此进塔水水的质量量流量为为：C出塔塔湿空气气量出塔气体体中的的的量与反反应器人人口气体体相同，因因而D出塔塔液量(3)热热衡算A空气气饱和塔塔出口气气体温度度空气饱和和塔出口口气体中中，蒸汽汽的摩尔尔分数为为： 根据分压压定律蒸汽的的实际分分压为： 因饱和和度为00.811，所所以饱和和蒸汽分分压应为为： 查饱和和蒸汽表表得到对对应的饱饱和温度度为900，因因此，须须控制出出塔气体体温度为为90才能能保证工工艺要求求的蒸汽汽量。B入塔塔热水温温度 入入塔水来来自精

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