年产2000吨丙烯酸的合成工段工艺设计开题报告

1. 研究目的与意义

丙烯酸是一种简单的不饱和羧酸有机物，且纯的丙烯酸是一种无色澄清液体，具有刺激性气味，化学式为c₃h₄o₂,能够与水，醇，醚等有机溶剂互溶，化学性质比较活泼，具有酸性，腐蚀性，能够与苯乙烯，甲基丙烯酸甲酯，丁二烯，丙烯酰胺，氯乙烯，丁二烯等单体共聚。

丙烯酸作为一种重要的合成原料，通过对丙烯酸的纯化处理，可以把丙烯酸分为两类，一类是粗丙烯酸，主要用于生产丙烯酸酯，丙烯酸酯又包括丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，丙烯酸辛酯。生产的丙烯酸酯广泛运用于涂料，皮革，纸张，光亮剂，纺织品，粘合剂等方面。另一类是通过脱醛处理后的得到的高纯丙烯酸，而高纯丙烯酸用于生产聚丙烯酸和丙烯酸共聚物，生产的聚丙烯酸和丙烯酸共聚物合成高吸水性树脂，水处理剂等，比如高吸水性树脂用于生产尿不湿，水处理剂用于生产絮凝剂等。随着科学技术的不断发展丙烯酸在纤维纺织，医疗卫生、农业园林、建筑工业和石油化工等领域具有广泛的应用，对国民经济和人民生活起到了非常重要的作用。

丙烯酸在上个世纪三十年代实现了工业化生产，然而随着合成技术的不断成熟，年产量，年消费量也在不断上涨。美国作为世界上丙烯酸和丙烯酸酯的最大生产国，同时也是最大的消费国，1993年，美国的丙烯酸消费量就已经达到了50万吨，丙烯酸酯的消费量则达到了53.79万吨。目前，全球对于丙烯酸需求最高的地区为东北亚地区，2020年需求量占全球总需求量的49%。其次为北美地区，占总需求量的16%；第三为西欧，占总需求量的14%。未来东北亚的产能占比将进一步提升，主要原因为2024年前中国新增丙烯酸产能将增加103万吨/年，新增产能主要来自于盛虹控股集团连云港丙烯酸工厂。

2. 研究内容与预期目标

本课题的主要研究内容和预期目标是：通过查阅文献了解丙烯酸的相关制备方法，对其优缺点进行分析，选择一条最佳的丙烯酸生产工艺路线，完成年产量为2000吨，且浓度不低于98％的丙烯酸合成工段工艺流程设计。对反应工段的所有设备进行物料衡算，得到进口物料组成和出口物料组成得到物料衡算一览表；对反应工段的所有换热设备进行热量衡算，然后确定设备的热负荷，根据设备热负荷的大小，所处理物料的性质及工艺要求再选择换热器的形式，计算换热面积，确定所需的冷热物流的规格和流量，得到热量衡算一览表。对反应工段的所有标准设备进行设计选型，对非标设备进行设计计算，给出主要的工艺参数尺寸。对厂房的配置和设备的排列作出合理的安排，并决定车间、工段的长度、宽度、高度和建筑结构型式，以及各车间之间与工段之间的相互联系，满足生产，安全，发展三个方面的要求。三废处理系统，废气废水处理系统的作用在于减少废气与废水等有害物的排放，实现清洁生产目标。然后绘制丙烯酸合成工段的物料流程图，丙烯酸合成工段的带控制点的工艺流程图，反应器设备条件图，车间布置平面图，车间布置立面图。

3. 研究方法与步骤

一．拟采用的研究方法

丙烯酸有很多的工业生产方法氯乙醇法，氰乙醇法，环氧乙烷法，丙烯氰水解法，乙烯法，丙烯两步氧化法等。

1.氯乙醇法

4. 参考文献

[1] 娄爱娟，化工设计[m]. 上海：华东理工大学出版社，2002

[2] 陈敏恒，化工原理(第三版)[m]. 北京：化学工业出版社，2006

5. 工作计划

2022-12-27～2022-3-06查阅文献，熟悉相关的专业知识及技能，完成文献翻译工作。查找资料，并与指导教师进行学习和探讨，确定工艺流程，完成开题报告；

2022-3-07～2022-5-08 进行物料衡算及热量衡算，对主体及附属设备进行设计，确定设备类型及尺寸，进行化工厂布置等工作，完成设计说明书（包括计算书）；完成各种工程图纸的绘制；

2022-5-09～2022-5-20 将设计说明书（包括计算书）和工程图纸交指导教师审阅、修改，提交设计说明书查重，制作答辩ppt，准备答辩；