7万吨年丙烯腈精制工段工艺设计

1、安徽建筑大学材料与化学工程学院毕业论文开题报告题目：专 业：姓名：学号：指导教师：20 年 月毕业设计开题报告一、课题的目的与意义1、目的（1）通过对丙烯腈工艺流程的设计和优化，了解丙烯腈的 特性、国内外生产概况、生产工艺流程及其研究进展以及生产 过程中的安全问题和废水处理问题。（2）对生产工艺流程进行优化，以期实现高产率、低能耗 的目的。（3）对生产工艺流程的优化，可以排除生产过程中的安全 隐患，使生产更加安全，降低对环境的污染。2、研究意义丙烯腈是重要的化工产品，为了从特定的原料得到所需的 产品，根据既定的工艺路线和工艺条件，采用相关的单元过程 及单元操作，设计出优化的工艺流程，并根据工艺

2、条件选择合 适的设备，设计合理的工厂布局，以满足生产的要求，同时这 些设计又要符合有关非工艺类和工程经济的要求，做到技术上 可行、符合安全条例、经济上合理。通过年产（），确定最优 方案，以达到使其工艺产率增加，能耗降低，降低环境污染的 目的。二、研究现状和前景展望1、研究现状（1）催化剂的研制目前主要通过丙烯氨氧化制备丙烯腈，采用促进作用的的 Fe-Bi-Mo-O或者促进作用的Fe-Sb-O。近年来，锡/锑/氧 催化系统在烯丙基氧化和氨氧化中作为催化剂进行了广泛研究。然而，近年来，一些公司开始着手研究丙烷氨氧化法制备 丙烯腈。其中一个直接氨氧化烷烃的催化剂系统是锑/钒/氧。目前最有潜力的系统为

3、Mo-V-Nb-Te-氧化物催化系统， 具有62 %的丙烯腈产率。（2 ）工艺过程的改进近年来，随着各国对环保和可持续发展理念的不断提高， 丙烯腈生产技术的改进主要集中在节能降耗、环保等方面，焦 点是中和塔污水的处理，主要的技术进展如下：省去氢氤酸精 制塔，由脱氤塔顶直接分离出高纯度氢氤酸，提高脱氰塔的效 率；萃取塔侧线出料，由萃取塔下部侧线抽出乙腈，将抽出液 送到乙腈回收塔，增大乙腈浓度，减少蒸汽消耗；增设废热锅炉 回收热量；利用萃取塔或乙腈解析塔塔釜排除的循环水热量； 降低反应器出口的氨含量，避免较难处理的硫铵废水问题；中 和塔硫酸循环使用，节约资源，且丙烯腈回收率较高，物耗低 缺点是投资

4、大；未反应氨回收再循环使用工艺，未反应氨、磷 酸铵回收循环使用，资源利用率高； 中和塔改造提高丙烯腈回 收率，中和塔下段补加水以控制塔釜液中重组分浓度及降低外 循环喷淋液温度，从而有效降低了丙烯腈聚合损失。（3）反应器的改进在中国石化总公司的组织下，研究者在深入研究丙烯氨氧 化催化剂的氧化一还原、动力学行为及提升管反应器传递特性 的基础上，提出了新型的内循环挡板（UL ）流化床反应器。BP公司通过调节空气分布板与丙烯氨分布器两者之间喷 嘴的相对位置，改变喷嘴密度等，取得了较好的效果，提高了丙 烯腈的收率。旋风分离器的改进：催化剂的损失量和反应器内细粒子保 持量直接影响装置经济效益和反应器流化质

5、量，所以旋风分离 器的回收效率是决定性因素之一。三、课题主要内容、拟解决的问题、研究特色和创新之处1、主要内容本文介绍了丙烯腈工艺流程设计及优化：其中对丙烷氨氧 化制取丙烯腈生产的具体工艺流程进行优化设计。反应设备的设计优化：根据设计参数及技术要求对塔设备的各个部件进行设计优化，对塔设备的强度和稳定性进行计算。厂房布局及选址的确定：考虑环境，设备大小来合理布局 安放设备，来达到节约土地使用和环保问题等。2、需解决的问题催化剂的选择，工艺流程的优化，设备、厂址的选择，以 及三废处理问题。3、特色和创新以美国BP公司、日本三菱化成公司为代表的主要丙烯腈 生产商开始了以丙烷为原料的生产丙烯腈的技术开发工作。该 技术主要合成工艺有两种：一是BP公司开发的丙烷直接氨氧 化法，在特定的催化剂下，以纯氧为氧化剂，同时进行丙烷氧 化脱氢和丙烯氨氧化法反应；二是BOC与三菱化成公司开发 的独特循环工艺，主要是丙烷氧化脱氢后生成丙烯，然后再以 常规氨氧化法生产丙烯腈，其主