年产5000t丙烯腈合成工段的工艺设计开题报告

泰 山 医 学 院

本科生毕业设计（论文）开题报告

题目： 年产5000t丙烯腈合成工段的工艺设计

院（部）系 化工学院

所 学 专 业 化学工程与工艺

年级、班级

学号

学生姓名

专指导教师姓名业技术职称

2015年 3 月 20 日

说 明

1．毕业设计（论文）题目确定后，学生应尽快征求指导教师意见，讨论立题与整个毕业设计（论文）的工作计划，然后根据课题要求查阅、收集有关资料。开题报告可在教研室或院（部）系范围内举行，须适当请有关专家参加，指导教师必须参加，报告最迟在毕业实习前完成。

2．本表在开题报告通过论证后填写，一式三份。本人、指导教师、所在教学院（部）系各一份。

3．开题报告的撰写完成，意味着毕业设计（论文）工作已经开始，学生已对整个毕业设计（论文）工作有了周密的思考，是完成毕业设计（论文）关键的环节。在开题报告的撰写中指导教师只可提示，不可包办代替。

4．无开题报告者不得申请答辩。

5．本表打印或用黑色笔填写。

一、选题依据(拟开展研究项目的目的、意义) 1、 目 的 ( 1) 通 过 对 丙 烯 腈 工 艺 流 程 的 设 计 和 优 化 ， 了 解 丙 烯 腈 的 特 性 、 国 内 外 生 产 概 况 、 生 产 工 艺 流 程 及 其 研 究 进 展 以 及 生 产 过 程 中 的 安 全 问 题 和 废 水 处 理 问 题 。 ( 2) 通 过 对 反 应 过 程 中 物 料 和 能 量 进 行 衡 算 ， 对 生 产 工 艺 流 程 进 行 优 化 ，以 期 实 现 高 产 率 、低 能 耗 的 目 的 。 ( 3) 对 生 产 工 艺 流 程 的 优 化 ， 可 以 排 除 生 产 过 程 中 的 安 全 隐 患 ， 使 生 产 更 加 安 全 ， 降 低 对 环 境 的 污 染 。 2、 研 究 意 义 丙 烯 腈 是 重 要 的 化 工 产 品 ，为 了 从 特 定 的 原 料 得 到 所 需 的 产 品 ， 根 据 既 定 的 工 艺 路 线 和 工 艺 条 件 ， 采 用 相 关 的 单 元 过 程 及 单 元 操 作 ， 设 计 出 优 化 的 工 艺 流 程 ， 并 根 据 工 艺 条 件 选 择 合 适 的 设 备 ， 设 计 合 理 的 工 厂 布 局 ， 以 满 足 生 产 的 要 求 ， 同 时 这 些 设 计 又 要 符 合 有 关 非 工 艺 类 和 工 程 经 济 的 要 求 ， 做 到 技 术 上 可 行 、 符 合 安 全 条 例 、 经 济 上 合 理 。 通 过 年 产 5000t, 确 定 最 优 方 案 ， 以 达 到

使 其 工 艺 产 率 增 加 ， 能 耗 降 低 ， 降 低 环 境 污 染 的 目 的 。

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二、国内外研究现状(附主要参考文献) 1、 研 究 现 状 ( 1) 催 化 剂 的 研 制 在 丙 烯 腈 工 艺 中 催 化 剂 是 关 键 ，各 公 司 着 重 催 化 剂 的 开 发 ，提 高 催 化 剂 的 性 能 与 活 性 ，最 终 以 提 高 丙 烯

腈 的 收 率 。目 前 主 要 通 过 丙 烯 氨 氧 化 制 备 丙 烯 腈 ，采 用 促 进 作 用 的 的 Fe-Bi-Mo-O 或 者 促 进 作 用 的 Fe-Sb-O。 近 年 来 ，

锡 /锑 /氧 催 化 系 统 在 烯 丙 基 氧 化 和 氨 氧 化 中 作 为 催 化 剂 进 行 了 广 泛 研 究 。 如 standardoil 公 司 声 称 其 催 化 剂 的 主 要 成 分 为 Mo, Bi,Fe,Co 等 十 种 金 属 的 混 合 氧 化 物 ， 以 50%硅 土 为 载 体 ， 反 应 温 度 为 到 80.2%。 旭 化 公 司 也 透 露 采 用 50%α -低 氧 化 硅 载 体 的 金 属 氧 435℃ , 丙 烯 转 化 率 为 96.4%, 丙 烯 腈 收 率 达

化 物 催 化 剂 收 率 达 到 84.3%, 这 些 催 化 剂 的 共 同 特 点 是 制 作 简 单 ， 活 性 高 ， 反 应 温 度 低 ， 氨 转 化 率 高 等 特 点 ， 提 高 了 收 率 ， 并 减 少 了 环 境 污 染 。 目 前 居 于 世 界 领 先 水 平 的 催 化 剂 有 美 国 的 BP 公 司

C-49MC,日 东 化 学 的 NS-733D.目 前 国 内 主 要 采 用 MB-82 和 MB-86,特 别 是 MB-86 达 到 国 际 水 平 ，与 最 新 的 C-49MC 相 当 。 近 期 上 海 石 化 股 份 有 限 公 司 研 制 的 剂 也 具 有 很 好 的 应 用 前 景 。 然 而 ，近 年 来 ，一 些 公 司 开 始 着 手 研 究 丙 烷 氨 氧 化 法 制 备 丙 烯 腈 。其 中 一 个 直 接 氨 氧 化 烷 烃 的 催 化 剂 系 统 是 锑 /钒 /氧 。 目 前 最 有 潜 力 的 系 统 为 统 ， 具 有 Mo-V-Nb-Te-氧 化 物 催 化 系 CTA5 低 氧 比 催 化

62% 的 丙 烯 腈 产 率 。

( 2) 工 艺 过 程 的 改 进 近 年 来 ，随 着 各 国 对 环 保 和 可 持 续 发 展 理 念 的 不 断 提

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高 ，丙 烯 腈 生 产 技 术 的 改 进 主 要 集 中 在 节 能 降 耗 、环 保 等 方 面 ， 焦 点 是 中 和 塔 污 水 的 处 理 ， 主 要 的 技 术 进 展 如 下 ： 省 去 氢 氰 酸 精 制 塔 ， 由 脱 氰 塔 顶 直 接 分 离 出 高 纯 度 氢 氰 酸 ，提 高 脱 氰 塔 的 效 率 ；萃 取 塔 侧 线 出 料 ，由 萃 取 塔 下 部 侧 线 抽 出 乙 腈 ，将 抽 出 液 送 到 乙 腈 回 收 塔 , 增 大 乙 腈 浓 度 ， 减 少 蒸 汽 消 耗 ；增 设 废 热 锅 炉 回 收 热 量 ；利 用 萃 取 塔 或 乙 腈 解 析 塔 塔 釜 排 除 的 循 环 水 热 量 ；降 低 反 应 器 出 口 的 氨 含 量 ，避 免 较 难 处 理 的 硫 铵 废 水 问 题 ；中 和 塔 硫 酸 循 环 使 用 ， 节 约 资 源 ， 且 丙 烯 腈 回 收 率 较 高 ， 物 耗 低 缺 点 是 投 资 大 ； 未 反 应 氨 回 收 再 循 环 使 用 工 艺 ，未 反 应 氨 、磷 酸 铵 回 收 循 环 使 用 ，资 源 利 用 率 高 ； 中 和 塔 改 造 提 高 丙 烯 腈 回 收 率 ，

中 和 塔 下 段 补 加 水 以 控 制 塔 釜 液 中 重 组 分 浓 度 及 降 低 外 循 环 喷 淋 液 温 度 ， 从 而 有 效 降 低 了

丙 烯 腈 聚 合 损 失 。 ( 3) 反 应 器 的 改 进 在 中 国 石 化 总 公 司 的 组 织 下 ，研 究 者 在 深 入 研 究 丙 烯 氨 氧 化 催 化 剂 的 氧 化 - 还 原 、动 力 学 行 为 及 提 升 管 反 应 器 传 递 特 性 的 基 础 上 ， 提 出 了 新 型 的 内 循 环 挡 板 ( UL) 流 化 床 反 应 器 。 BP 公 司 通 过 调 节 空 气 分 布 板 与 丙 烯 氨 分 布 器 两 者 之

间 喷 嘴 的 相 对 位 置 ，改 变 喷 嘴 密 度 等 , 取 得 了 较 好 的 效 果 ， 提 高 了 丙 烯 腈 的 收 率 。 旋 风 分 离 器 的 改 进 ：催 化 剂 的 损 失 量 和 反 应 器 内 细 粒 子 保 持 量 直 接 影 响 装 置 经 济 效 益 和 反 应 器 流 化 质 量 ，所 以 旋 风 分 离 器 的 回 收 效 率 是 决 定 性 因 素 之 一 。 参 考 文 献 【 1】 黄 璐 ， 王 宝 国 .化 工 设 计 .北 京 ： 化 学 工 业 出 版 社 ， 2001.2. 【 2】 徐 世 仁 ， 龚 明 生 .化 工 类 毕 业 设 计 (论 文 ) 写 作 指 导 .北 京 ： 化 学 工 业 出 版 社 ， 2010.12. 【 3】米 振 涛 .化 学 工 艺 学 .第 二 版 .北 京 ：化 学 工 业 出

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版 社 ， 2008. 【 4】 李 国 庭 ， 陈 焕 章 ， 黄 文 焕 ， 等 .化 工 设 计 概 论 . 北 京 ： 化 学 工 业 出 版 社 ， 2008. 【 5】 刘 乃 鸿 .工 业 塔 新 型 规 整 填 料 应 用 手 册 .天 津 ： 天 津 大 学 出 版 社 ， 1993.6. 【 6 】大 庆 合 成 纤 维 会 战 联 队 编 写 . 大 庆 年 产 5 0 0 0 t 丙 烯 腈 工 艺 计 算 .1971.

三、研究方案(主要研究内容、目标、研究方法)

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1、 主 要 内 容 本 文 介 绍 了 丙 烯 腈 工 艺 流 程 设 计 及 优 化 ： 其 中 对 丙 烯 氨 氧 化 制 取 丙 烯 腈 生 产 的 具 体 工 艺 流 程 进 行 优 化 设 计 。 反 应 设 备 的 设 计 优 化 ： 对 丙 烯 腈 合 成 工 段 主 要 设 备 进 行 物 料 衡 算 ,热 量 衡 算 。 对 主 要 设 备 进 行 工 艺 计 算 。 用 AutoCAD 绘 制 工 艺 流 程 图 以 及 用 Aspen 件 对 该 工 段 模 拟 设 计 及 计 算 。 2 主 要 目 标 工 艺 路 线 的 确 定 ： 确 定 设 计 方 案 ， 选 着 以 丙 烯 氨 氧 化 法 制 取 丙 烯 腈 。 在 流 化 床 反 应 器 中 进 行 。 3 研 究 方 法 物 料 衡 算 和 热 量 衡 算 ： 分 别 对 流 化 床 反 应 器 ， 废 热 锅 炉 ， 空 气 饱 和 塔 ， 氨 中 和 塔 ， 换 热 器 ， 水 吸 收 塔 丙 烯 蒸 发 器 氨 蒸 发 器 等 进 行 物 料 和 热 量 衡 算 。 主 要 设 备 的 工 艺 计 算 和 选 型 ：主 要 设 备 包 括 空 气 饱 和 塔 的 塔 径 ， 合 成 反 应 器 的 塔 径 ， 塔 高 和 换 热 面 积 ， 废 热 锅 炉 的 换 热 面 积 和 管 长 ，水 吸 收 塔 的 塔 径 的 计 算 和 选 型 。 Pluss 软

四、进程计划(各研究环节

的时间安排、实施进度、完成程度)

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备注：表格可另加附纸。以A4纸双面打印。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/va61.html