7萬噸年丙烯腈精制工段工藝設計

1、安徽建筑大學材料與化學工程學院畢業(yè)論文開題報告題目：專 業(yè)：姓名：學號：指導教師：20 年 月畢業(yè)設計開題報告一、課題的目的與意義1、目的（1）通過對丙烯腈工藝流程的設計和優(yōu)化，了解丙烯腈的 特性、國內(nèi)外生產(chǎn)概況、生產(chǎn)工藝流程及其研究進展以及生產(chǎn) 過程中的安全問題和廢水處理問題。（2）對生產(chǎn)工藝流程進行優(yōu)化，以期實現(xiàn)高產(chǎn)率、低能耗 的目的。（3）對生產(chǎn)工藝流程的優(yōu)化，可以排除生產(chǎn)過程中的安全 隱患，使生產(chǎn)更加安全，降低對環(huán)境的污染。2、研究意義丙烯腈是重要的化工產(chǎn)品，為了從特定的原料得到所需的 產(chǎn)品，根據(jù)既定的工藝路線和工藝條件，采用相關(guān)的單元過程 及單元操作，設計出優(yōu)化的工藝流程，并根據(jù)工藝

2、條件選擇合 適的設備，設計合理的工廠布局，以滿足生產(chǎn)的要求，同時這 些設計又要符合有關(guān)非工藝類和工程經(jīng)濟的要求，做到技術(shù)上 可行、符合安全條例、經(jīng)濟上合理。通過年產(chǎn)（），確定最優(yōu) 方案，以達到使其工藝產(chǎn)率增加，能耗降低，降低環(huán)境污染的 目的。二、研究現(xiàn)狀和前景展望1、研究現(xiàn)狀（1）催化劑的研制目前主要通過丙烯氨氧化制備丙烯腈，采用促進作用的的 Fe-Bi-Mo-O或者促進作用的Fe-Sb-O。近年來，錫/銻/氧 催化系統(tǒng)在烯丙基氧化和氨氧化中作為催化劑進行了廣泛研究。然而，近年來，一些公司開始著手研究丙烷氨氧化法制備 丙烯腈。其中一個直接氨氧化烷烴的催化劑系統(tǒng)是銻/釩/氧。目前最有潛力的系統(tǒng)為

3、Mo-V-Nb-Te-氧化物催化系統(tǒng)， 具有62 %的丙烯腈產(chǎn)率。（2 ）工藝過程的改進近年來，隨著各國對環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展理念的不斷提高， 丙烯腈生產(chǎn)技術(shù)的改進主要集中在節(jié)能降耗、環(huán)保等方面，焦 點是中和塔污水的處理，主要的技術(shù)進展如下：省去氫氤酸精 制塔，由脫氤塔頂直接分離出高純度氫氤酸，提高脫氰塔的效 率；萃取塔側(cè)線出料，由萃取塔下部側(cè)線抽出乙腈，將抽出液 送到乙腈回收塔，增大乙腈濃度，減少蒸汽消耗；增設廢熱鍋爐 回收熱量；利用萃取塔或乙腈解析塔塔釜排除的循環(huán)水熱量； 降低反應器出口的氨含量，避免較難處理的硫銨廢水問題；中 和塔硫酸循環(huán)使用，節(jié)約資源，且丙烯腈回收率較高，物耗低 缺點是投資

4、大；未反應氨回收再循環(huán)使用工藝，未反應氨、磷 酸銨回收循環(huán)使用，資源利用率高； 中和塔改造提高丙烯腈回 收率，中和塔下段補加水以控制塔釜液中重組分濃度及降低外 循環(huán)噴淋液溫度，從而有效降低了丙烯腈聚合損失。（3）反應器的改進在中國石化總公司的組織下，研究者在深入研究丙烯氨氧 化催化劑的氧化一還原、動力學行為及提升管反應器傳遞特性 的基礎(chǔ)上，提出了新型的內(nèi)循環(huán)擋板（UL ）流化床反應器。BP公司通過調(diào)節(jié)空氣分布板與丙烯氨分布器兩者之間噴 嘴的相對位置，改變噴嘴密度等，取得了較好的效果，提高了丙 烯腈的收率。旋風分離器的改進：催化劑的損失量和反應器內(nèi)細粒子保 持量直接影響裝置經(jīng)濟效益和反應器流化質(zhì)

5、量，所以旋風分離 器的回收效率是決定性因素之一。三、課題主要內(nèi)容、擬解決的問題、研究特色和創(chuàng)新之處1、主要內(nèi)容本文介紹了丙烯腈工藝流程設計及優(yōu)化：其中對丙烷氨氧 化制取丙烯腈生產(chǎn)的具體工藝流程進行優(yōu)化設計。反應設備的設計優(yōu)化：根據(jù)設計參數(shù)及技術(shù)要求對塔設備的各個部件進行設計優(yōu)化，對塔設備的強度和穩(wěn)定性進行計算。廠房布局及選址的確定：考慮環(huán)境，設備大小來合理布局 安放設備，來達到節(jié)約土地使用和環(huán)保問題等。2、需解決的問題催化劑的選擇，工藝流程的優(yōu)化，設備、廠址的選擇，以 及三廢處理問題。3、特色和創(chuàng)新以美國BP公司、日本三菱化成公司為代表的主要丙烯腈 生產(chǎn)商開始了以丙烷為原料的生產(chǎn)丙烯腈的技術(shù)開發(fā)工作。該 技術(shù)主要合成工藝有兩種：一是BP公司開發(fā)的丙烷直接氨氧 化法，在特定的催化劑下，以純氧為氧化劑，同時進行丙烷氧 化脫氫和丙烯氨氧化法反應；二是BOC與三菱化成公司開發(fā) 的獨特循環(huán)工藝，主要是丙烷氧化脫氫后生成丙烯，然后再以 常規(guī)氨氧化法生產(chǎn)丙烯腈，其主