丙烯腈的生产运行与操控-丙烯氨氧化法生产丙烯腈的反应设备

课程:有机化工生产运行与操控知识点：丙烯氨氧化法生产丙烯腈的主要设备课程：有机化工生产运行与操控知识点：丙烯氨氧化法生产丙烯腈的主要设备一、流化床反应器1－第三级旋风分离器；2－第二级旋风分离器；3－第一级旋风分离器；4－三级料腿；5－二级料腿；6－一级料腿；7－气体分布板；固体流态化的基本概念流化床反应器的形式与结构流化床反应器的优点缺点流化床反应器

固体流态化的基本概念

流体自上而下流过催化剂床层时，根据流体流速的不同，床层经历三个阶段：固定床阶段、流化床阶段、输送床阶段反应器主体扩大段分离段浓相段锥底锥底：一般锥角为90°或60°作用：对进入气体起预分布作用、卸催化剂。床层（浓相段）：床高与催化剂的装填量、气速有关，是反应器的有效体积。通常催化剂填充层的静止高度与流化床直径的比值很少超过1，一般接近于1。分离段扩大段

包括气体预分布器和气体分布板。其作用是使气体均匀分布，以形成良好的初始流化条件，同时支承固体颗粒。以下为常见气体分布板形式：

凹型筛孔板

气体分布装置：泡帽侧缝分布板泡帽侧孔分布板泡帽侧缝分布板泡帽侧孔分布板直孔筛板锥型侧缝分布板锥型侧孔分布板锥型侧缝分布板气体预分布器同心圆锥壳式分布器帽式分布器充填式分布器开口式分布器弯管式分布器气体预分布器

包括档网、档板和填充物等。

作用：破碎气体在床层中产生的大气泡，增大g-s相间的接触机会，减少返混，从而增加反应速度和提高转化率。

外旋挡板

内部构件：多旋挡板内旋挡板

内部构件：

间接换热列管式单管式套管式

换热方式管束式鼠笼式蛇管式直接换热——直接向床内喷水（如丁烯氧化脱氢流化床，效果很好）

换热装置气固分离器

作用：回收上升气流中不仅带的细粒和粉尘，并避免带出的粉尘影响产品的纯度。

流化床反应器的优缺点①可采用细颗粒催化剂，流固相界面积大，提高了催化剂的利用率。②传热和传质速率快，床层温度分布均匀，温度易控制。操作稳定性好，操作安全。③操作弹性范围宽，生产能力大，符合现代化大规模生产的需要。④设备制造简单，造价低，催化剂装卸方便。(1)优点：①催化剂、管子和容器的磨损严重；②气体返混严重，转化率下降。①流化床反应器比较适用于下述过程：热效应很大的放热或吸热过程；要求有均一的温度和需要精确控制温度的反应；催化剂寿命比较短，就需更换（或活化）的反应；有爆炸危险的反应。(3)适用场合②流化床反应器一般不适用如下情况：要求高转化率的反应；要求催化剂层有温度分布的反应。(2)缺点氧分析仪，实现反应器出口气体中的氧含量的连续监测，反应器出口气中的氧含量应该保持1～3％(mol)检查催化剂床层是否流化良好的一个方法是：测定料位密度记录仪上的料位曲线的幅度的变化，区域越窄，流化效果越好。

空气分布板上方催化剂藏量：应保持在合理的范围内，这将有助于在设计条件下获得良好的反应温度的控制和最高的丙烯腈收率。二、急冷塔上部筛板:水，冷却至40℃左右。因温度比较低，反应气中部分蒸气冷凝下来，也有一部分主、副产物溶入水中，故此水一部分循环使用，一部分进入水吸收塔下部，和吸收水汇合后送精制工序。中段填料:稀硫酸，84℃冷至80℃左右，此温度下，丙烯腈、氢氰酸、乙腈等在酸性溶液中的溶解度极小。下段空塔

:稀硫酸，pH5.5～6.0，太小腐蚀设备，太大发生加成和聚合，200℃急冷至84℃。

经过反应器而未转化的氨必须中和除去。如果剩余氨过多，氨可能与丙烯腈反应形成各种聚合物，并且氨还能促使氢氰酸聚合。未反应的氨是通过与加至急冷塔上段循环水物料中的硫酸起反应来除去的，硫酸和氨反应生成的硫酸铵用泵送至硫酸铵回收装置。硫酸的加入量取决于急冷塔上段循环液的PH值控制，PH值的范围应在3.5～5.0。三、吸收塔

吸收塔全塔为高效填料，吸收塔设计能回收进料气中99.9％的丙烯腈。

高压有利于吸收。在与反应器良好的操作状态相一致的前提下，吸收塔应在较高压力下进行操作；低温也同样有利于吸收，吸收塔设计在20℃的塔釜温度下操作。水量的增加，同样有利于吸收。吸收塔尾气物料的分析结果，可用来确定应使用的水量、操作温度和操作压力。四、回收塔

回收塔是一有90块浮阀塔盘的塔，它通过萃取精馏把乙腈从丙烯腈中分离出来，同时将大部分水脱除。萃取精馏如果两种组分的沸点非常相近，简单的精馏技术无法使它们分离，可采用萃取精馏分离这两种组分。在萃取精馏时，引入第三组分——溶剂，以助于分离，第三组分的存在提高了一种主要组分的相对