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丙烯腈生产概念设计
汇报日期
设计作者：林英光 喻冬秀
指导教师：钱 宇 教授
陆恩锡 教授
主 要 内 容
项目背景
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01
02
设计目标和任务
技术分析
流程模拟与优化
经济分析
总结(改进之处）
建议
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一、项目背景
丙烯腈应用广泛---丙烯腈是一种非常重要的有机化工原料，在合成纤维、树脂、橡胶急胶粘剂等领域有着广泛的应用。
丙烯腈的产量和市场需求大
全球产量：5050kt/a，%；
中国产量：410kt/a,%。
合成方法----提出了对传统的丙烯氨氧化法具有挑战性的丙烷氨氧化法
二、设计目标和任务
设计目标
——设计规模：100000吨丙烯腈/年，按照300天开工计算，即7200小时，,；
——设计要求：丙烯腈产品纯度（质量）≥%。
二、设计目标和任务
设计任务
——以丙烷、氨为原料，以空气中的氧为氧化剂，采用最新的高效催化剂，设计丙烷直接进行氨氧化制备丙烯腈的工艺流程；
——对分离系统结构加以调整和改进，精简结构，优化工艺，提高效率；
——用ASPEN-PLUS软件对流程进行全程模拟和优化主要操作单元工艺参数；
——与丙烯氨氧化法进行比较，分析丙烷氨氧化法的经济可行性。
三、技 术 分 析---反应过程分析
C3H8 + NH3 + O2 → CH2 =CHCN + 3 H2O
C3H8 + + 2O2 → + 4H2O
C3H8 + 3NH3 + → 3HCN + 7H2O
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
C3H8 + → 3CO + 4H2O
丙烷 丙烯腈
氨 乙腈、氢氰酸
氧气 废气：CO2、
CO；废水
原料预
热汽化
反应系统
分离系统
氨-再生-循环
丙烷-处理-循环
乙腈、氢氰酸
丙烷、氨、氧
废气：CO2、CO等;
丙烯腈
废水
三、技 术 分 析---生产流程系统结构图
三、技 术 分 析---工艺条件
项目 内容 备注
原料 丙烷、氨、氧气 配比： 1:1~:~
催化剂 三菱化学的最新催化剂 具有最高的转化率和选择性
丙烷转化率 91% 目前最高的转化率
丙烯腈收率 % 目前最高收率
反应器 流化床反应器
反应温度 410℃
反应压力 ()
丙烯腈生产过程中各组分性状及流向
组分 常压沸点/℃ 常温常压性状 水溶性 流向
丙烷 - 无色气体 不溶 反应器-处理-循环
氨 - 无色气体 溶 反应器-再生-循环
氧气 - 无色气体 不溶 反应器
二氧化碳 -78 无色气体 不溶 尾气处理排放
一氧化碳 - 无色气体 不溶 尾气处理排放
丙烯腈 78 无色液体 溶 主产物回收
乙腈 无色液体 溶 副产物回收
氢氰酸 26 无色液体 溶 副产物回收
水 100 无色液体 溶 排放处理
三、技 术 分 析---分离过程分析
反应产物
冷凝塔
冷凝塔
精馏塔
精馏塔
反应气 CO2、CO、原料气
氨、水
丙烯腈
乙腈
HCN
三、技 术 分 析---分离系统结构设计