年产2000吨丙烯腈的合成工段工艺设计开题报告

1. 研究目的与意义

(1) 研究背景：丙烯腈(ch₂=ch-c≡n)具有无色透明液体，易挥发，味甜，微臭。密度(20℃)0.8060g/cm³，凝固点-83~-84℃，沸点77.5℃，闪点-5℃，粘度(25℃)0.34mpas。微溶于水，与水形成共沸混合物。可溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯和四氯化碳。蒸汽与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限3.1%~17%(体积分数)。光照、受热、长期存放易聚合，有燃烧、爆炸危险等性质。丙烯腈是一种重要的有机化工原料，主要用于制造合成纤维(腈纶纤维)、合成橡胶(丁腈橡胶)和合成树脂(abs树脂、as树脂等)等，也用于电解制己二腈和水解制丙烯酰胺，也是生产染料等化工产品的原料。

据统计2020年，全球丙烯腈产能为788.4万吨，近年来随着丙烯腈下游产品腈纶纤维、abs/as、丙烯酰胺、丁腈橡胶、己二腈和乙二胺等方面的发展，特别是下游精细化工产品的不断开发与应用，世界的丙烯腈需求量也不断增加。近年来，我国的丙烯腈行业虽然得到较快的发展，但随着国内外工业发展，丙烯腈需求逐渐升高，随之生产量也逐步提高。然而目前的生产能力还是不能满足市场需求，因此需要加紧现有新建或者扩建项目实施以及进一步推动催化剂的国产化进程来提高生产量，满足市场需求。另外需要探索新的工艺路线以及加大下游产品的开发应用，开拓新的市场，以促进我国丙烯腈及相关行业的迅速发展

(2) 研究目的：丙烯腈是重要旳化工产品，经过对丙烯腈丙烯氨氧化合成工艺的研究，从特定旳原料得到所需旳产品，根据既定旳工艺路线和工艺条件，设计出优化旳工艺流程，并根据工艺条件选择合适旳设备，设计合理旳工厂布局，以满足生产旳规定。对生产步骤的优化可以得出更加具体的工艺条件和工艺设备数据以及排除生产过程中的隐患，使生产更加安全，降低对环境的污染；对反应过程中物料及热量行计算等，可以实现高产率，低能耗的目标。

(3) 研究意义：课题研究可以使化工流程更加合理化更加节能省耗，做到节能生产，加深对化工流程的研究，更加优化生产工艺，生产设备，做到节能减排，优化工艺流程工艺设备，深入研究有利于工艺设备的合理布局，研究出符合经济条件以及工艺条件的最佳工艺流程以及设备，做到技术上可行，实现工艺生产以及建设。

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：通过查阅相关文献了解目前丙烯腈生产方法以及生产工艺路线，对比其优缺点，选择最佳的丙烯腈生产方法以及生产工艺路线。对此工艺过程的合成工段进行工艺流程设计；对合成工段的所有设备进行物料衡算得到各设备进出口的物流组成和流量，得到物料衡算一览表；对合成工段反应器进行热量衡算，得到换热装置的热负荷(产生的蒸气量)，得到所需的冷热流体的规格、流量以及设备所需的换热面积；对丙烯蒸发器、氨蒸发器、丙烯过热器、氨过热器、混合器等非标准设备进行设计计算，确定主要的工艺尺寸，对反应器、空气饱和塔等标准设备进行设计计算，并确定设备型号，并绘制反应器和换热器的设备条件图；确定各工艺设备在车间的平面和立面位置以及设备的空间方位，确定车间内主要道路及通道的位置，确定各种管道、管线的位置和走向。得到车间布置平面图及立面图等。应做到经济合理、操作方便、符合安全生产的要求、设备排列整齐美观。总体布局主要应该满足生产、安全、发展三个方面的要求。另外还需注意废水，废气，废渣的处理，尽量做到资源循环利用的同时避免对环境所造成污染。

3. 研究方法与步骤

1．拟采用的研究方法

4. 参考文献

娄爱娟,化工设计[m].上海:华东理工大学出版社,2002

5. 工作计划

1. 2022-12

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；