年产20万吨丙烯腈项目—四效蒸发工段工艺设计化学工程与工艺专业开题报告

1、题 目年产20万吨丙烯腈项目四效蒸发工段工艺设计课题来源自拟题目科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）丙烯睛(AN)是一种重要的有机化工原料，在合成树脂、合成纤维、合成橡胶等高分子材料中占有显著的地位并有着广阔的应用前景。除此之外，丙烯睛聚合物与丙烯睛衍生物也广泛应用于国民经济的多个领域，近年来大量用于生产睛纶纤维、丙烯酞胺、丁睛橡胶、己二睛、Ass树脂、As树脂等产品。为此，国家大力发展丙烯睛产业。全世界丙烯睛的生产主要集中在美国、西欧和日本等国家和地区。目前，全世界丙烯睛总生产能力为6658 kt/ a。美、日、西欧丙烯睛生产能力合计为4063 kt/

2、a，占世界总能力的61%。20世纪80年代以来我国丙烯睛工业发展较快，从国外引进8套装置，全部采用美国BP公司技术。由于近年来我国经济的迅猛发展，与丙烯睛相关的下游产品睛纶、ABS、聚丙烯酞胺对丙烯睛的需求增大，国内丙烯睛的产量己远远不能满足需求，不足部分只得通过进口解决。进入二十一世纪以来国内各家丙烯睛装置为了满足市场的需求，陆陆续续进行了扩能改造。与此同时，我国加入WTO后，国外的规模化生产对国内的市场冲击很大，因此发展国内丙烯睛工业刻不容缓。为此，专家建议采取以下措施:依托现有丙烯睛装置进行扩产改造，采用国内先进技术，尤其是通过采用国内己开发成功的高效催化剂，使现有的5万吨/年装置扩产到

3、7万吨/年一10万吨/年，并通过使用四效蒸发工段工艺进行工艺改良，进行20万吨年产规模化生产，提高产量的同时，降低生产成本。通过扩能改造既缓解了部分市场需求，也提高了装置的经济效益。研究内容本文以20万吨/年丙烯睛生产装置中的回收和精制过程为主要研究对象。首先应用化工过程模拟软件PRO/ II模拟计算生产装置中的回收和精制过程，其中包括:适合该体系热力学方程的选取，软件中适合该过程的模块的选用和对过程的模拟，模拟结果与工业数据间的对比以进行可靠性验证。然后，应用该模拟程序考察分析影响回收和精制过程的主要工艺参数，以提高丙烯睛的回收率和更加合理的利用能量为目标，对相关的工艺参数进行分析，在保证丙

4、烯睛收率的前提下，向消耗低的方向努力。本文的研究对于工厂的实际生产操作具有方向性和指导性意义。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析研究方法：进行工艺流程论证，确定工艺方案和流程，对全生产工艺流程进行物料、热量衡算，采用手工计算、Excel模拟计算相结合进行磺化工段非标设备化工计算、选型及定型设备的选型熟练掌握软件化工过程模拟软件PRO/ II模拟计算。技术路线及实验方案：丙烯氨氧化法生产丙烯睛的典型工艺，三种原料，丙烯、氨和空气按一定比例被送入流化床反应器，在催化剂的作用和控制反应条件下，原料经化学反应生成丙烯睛，同时也有乙睛、水、丙烯醛、氰化氢和丙烯酸等副产物产生。反应后的气相经

5、冷却、急冷降温，除去重组分、废催化剂，并用硫酸中和未反应的氨，硫氨液送硫氨回收装置。除氨后的气体被送入吸收工段，水作为吸收剂去吸收气体中的丙烯睛、乙睛、氢睛酸和其它有机物，未被吸收的C0, COz, Nz, Oz及未反应的烃类由尾气处理系统处理，吸收液进入到精制工段。精制部分中首先由萃取精馏塔将吸收液中的乙睛分离出并送入乙睛装置，然后由脱氢睛酸塔分离出氢睛酸送入丙酮氰醇装置，最后粗丙烯睛进入成品塔精制。废水被送入四效蒸发进行预处理后送至污水处理装置进行生化处理。可行性分析：通过查阅文献，并结合之前所学知识和企业实习所学经验，可以论证工艺方案和流程的可行性，此设计符合现实车间的生产工艺研究计划及

6、预期成果1、2017年1月收集整理文献，拟定课题；2、2017年2月查阅翻译翻译文献，拟写开题报告；3、2017年3月进行全生产工艺过程的物料、热量衡算；4、2017年4月进行磺化工段典型非标设备的设计计算及定型设备的选型；5、2017年5月至6月完成设计说明书，准备答辩特色或创新之处 1、本论文在文献工作和充分调研的基础上，对扩能改造各种工艺路线及研究现状进行分析对比。 2、对国外20万吨/年丙烯睛装置运行现状进行分析，结合装置自身情况提出改造方案并对具体实施情况进行了描述。 3、对原装置存在的生产瓶颈问题提出解决办法。 4、通过对改造前后装置标定数据的分析和比较，找出扩能后装置运行存在的问题并提出扩能改造后的优化运行方案。已具备的条件和尚需解决的问题已具备的条件：1、本课题导师多年从事化工产品生产装置工程设计，有极丰富的设计经验；2、前期查阅文献并结合企业实习经验，确定了全车间生产工艺流程；3、已确定工艺设计参数及工艺条件，基本参数的确定为之后进行的物料、热量衡算提供了可靠依据尚需解决的问题：1、具体流程的参数（包括物料的种类、流