年產(chǎn)5000t丙烯腈合成工段的工藝設(shè)計開題報告

1、PAGE PAGE - 7 -泰 山 醫(yī) 學(xué) 院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題目： 年產(chǎn)5000t丙烯腈合成工段的工藝設(shè)計 院（部）系化工學(xué)院所 學(xué) 專 業(yè)化學(xué)工程與工藝年級、班級學(xué)號學(xué)生姓名指導(dǎo)教師姓名專業(yè)技術(shù)職稱2015年 3 月 20 日說 明1畢業(yè)設(shè)計（論文）題目確定后，學(xué)生應(yīng)盡快征求指導(dǎo)教師意見，討論立題與整個畢業(yè)設(shè)計（論文）的工作計劃，然后根據(jù)課題要求查閱、收集有關(guān)資料。開題報告可在教研室或院（部）系范圍內(nèi)舉行，須適當(dāng)請有關(guān)專家參加，指導(dǎo)教師必須參加，報告最遲在畢業(yè)實習(xí)前完成。2本表在開題報告通過論證后填寫，一式三份。本人、指導(dǎo)教師、所在教學(xué)院（部）系各一份。3開題報告的撰寫完成

2、，意味著畢業(yè)設(shè)計（論文）工作已經(jīng)開始，學(xué)生已對整個畢業(yè)設(shè)計（論文）工作有了周密的思考，是完成畢業(yè)設(shè)計（論文）關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。在開題報告的撰寫中指導(dǎo)教師只可提示，不可包辦代替。4無開題報告者不得申請答辯。5本表打印或用黑色筆填寫。一、選題依據(jù)（擬開展研究項目的目的、意義）1、目的（1）通過對丙烯腈工藝流程的設(shè)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）通過對反應(yīng)過程中物料和能量進行衡算，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。

3、 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(shè)計出優(yōu)化的工藝流程，并根據(jù)工藝條件選擇合適的設(shè)備，設(shè)計合理的工廠布局，以滿足生產(chǎn)的要求，同時這些設(shè)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)5000t，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、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀（附主要參考文獻）1、研究現(xiàn)狀（1）催化劑的研制在丙烯腈工藝中催化劑是關(guān)鍵，各公司著重催化劑的開發(fā)，提高催化劑的性能與活性，最終以提高丙烯腈的收率。目前主要通過丙烯氨氧化制備丙烯腈

4、，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。如standardoil公司聲稱其催化劑的主要成分為Mo，Bi,Fe,Co等十種金屬的混合氧化物，以50%硅土為載體，反應(yīng)溫度為435，丙烯轉(zhuǎn)化率為96.4%，丙烯腈收率達到80.2%。旭化公司也透露采用50%-低氧化硅載體的金屬氧化物催化劑收率達到84.3%，這些催化劑的共同特點是制作簡單，活性高，反應(yīng)溫度低，氨轉(zhuǎn)化率高等特點，提高了收率，并減少了環(huán)境污染。目前居于世界領(lǐng)先水平的催化劑有美國的BP公司C-49MC,日東化學(xué)的NS-733D.目前國

5、內(nèi)主要采用MB-82和MB-86，特別是MB-86達到國際水平，與最新的C-49MC相當(dāng)。近期上海石化股份有限公司研制的CTA5低氧比催化劑也具有很好的應(yīng)用前景。 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：省去氫氰酸精制塔，由脫氰塔頂直接分離出高純度氫氰酸，提高脫氰塔的效率；萃取塔側(cè)

6、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(shè)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(yīng)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，物耗低缺點是投資大；未反應(yīng)氨回收再循環(huán)使用工藝，未反應(yīng)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(yīng)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還原、動力學(xué)行為及提升管反應(yīng)器傳遞特性的基礎(chǔ)上，

7、提出了新型的內(nèi)循環(huán)擋板（UL）流化床反應(yīng)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(fēng)分離器的改進：催化劑的損失量和反應(yīng)器內(nèi)細(xì)粒子保持量直接影響裝置經(jīng)濟效益和反應(yīng)器流化質(zhì)量，所以旋風(fēng)分離器的回收效率是決定性因素之一。參考文獻【1】黃璐，王寶國.化工設(shè)計.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.2.【2】徐世仁，龔明生.化工類畢業(yè)設(shè)計(論文）寫作指導(dǎo).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.12.【3】米振濤.化學(xué)工藝學(xué).第二版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.【4】李國庭，陳煥章，黃文煥，等.化工設(shè)計概論.北京：化學(xué)工業(yè)出版

8、社，2008.【5】劉乃鴻.工業(yè)塔新型規(guī)整填料應(yīng)用手冊.天津：天津大學(xué)出版社，1993.6.【6】大慶合成纖維會戰(zhàn)聯(lián)隊編寫.大慶年產(chǎn)5000t丙烯腈工藝計算.1971.三、研究方案（主要研究內(nèi)容、目標(biāo)、研究方法）1、主要內(nèi)容 本文介紹了丙烯腈工藝流程設(shè)計及優(yōu)化：其中對丙烯氨氧化制取丙烯腈生產(chǎn)的具體工藝流程進行優(yōu)化設(shè)計。 反應(yīng)設(shè)備的設(shè)計優(yōu)化：對丙烯腈合成工段主要設(shè)備進行物料衡算,熱量衡算。對主要設(shè)備進行工藝計算。 用AutoCAD繪制工藝流程圖以及用Aspen Pluss軟件對該工段模擬設(shè)計及計算。2 主要目標(biāo) 工藝路線的確定：確定設(shè)計方案，選著以丙烯氨氧化法制取丙烯腈。在流化床反應(yīng)器中進行。3

9、 研究方法 物料衡算和熱量衡算：分別對流化床反應(yīng)器，廢熱鍋爐，空氣飽和塔，氨中和塔，換熱器，水吸收塔丙烯蒸發(fā)器氨蒸發(fā)器等進行物料和熱量衡算。 主要設(shè)備的工藝計算和選型：主要設(shè)備包括空氣飽和塔的塔徑，合成反應(yīng)器的塔徑，塔高和換熱面積，廢熱鍋爐的換熱面積和管長，水吸收塔的塔徑的計算和選型。 四、進程計劃（各研究環(huán)節(jié)的時間安排、實施進度、完成程度）2015.3.103.20，查閱資料，完成開題報告；2015.3.234.30，實驗階段（或設(shè)計計算階段），完成實驗數(shù)據(jù)收集（或設(shè)計基本計算）；2015.5.045.29，畢業(yè)論文（設(shè)計）撰寫階段，完成畢業(yè)論文初稿；2015.6.016.10，畢業(yè)論文修改整理階段，論文提交指導(dǎo)教師審閱及修改；2015.6.116.20，畢業(yè)論文裝訂及畢業(yè)答辯準(zhǔn)備階段。五、指導(dǎo)教師意見 簽字： 年 月 日