文档介绍：年产4亿磅丙烯腈工艺概念设计
指导老师:钱宇教授
李秀喜副教授
学生:李卫军江丽

设计背景介绍
设计要求
丙烯腈两种生产工艺的原理比较
设计背景介绍
丙烯腈主要被用来生产ABS树脂,丙烯酰胺、丙烯酸纤维、己二腈和苯乙烯-己二腈树脂。
卓越化学公司拟扩大纤维和树脂生产线,为丙烯腈提供了4亿磅的市场。
丙烷氨氧化法因其低廉的原料价格对丙烯氨氧化法提出了挑战。
设计内容简介
在甲方给定条件下,对丙烷氨氧化法进行概念设计。
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。
工艺原理比较
对于丙烯氨氧化法来说,丙烯腈是丙烯在一种混合金属氧化物催化剂的作用下与氨和氧气(或空气)反应合成的。
C3H6+NH3+ C3H3N+3H2O
对于丙烷氨氧化法来说,丙烯腈是丙烷在催化剂的作用下与氨和氧气(或空气)反应合成的
C3H8+NH3+2O2 C3H3N+4H2O
典型的反应条件为:
温度,750-9000F;压力,30-50psia;接触时间,2-6秒;氨/丙烯(摩尔进料比),-;空气/丙烯(摩尔进料比),8-20。在这些条件下丙烯的转化率通常大于90%,丙烷小于80%。

丙烯腈合成的工艺设计
回收和分离的工艺设计
精制部分的工艺设计
丙烯腈合成工艺的设计
合成反应过程分析
反应是个强放热过程,参照丙烯氨氧化法,采用流化床反应器,反应过程中所放出的热量由内取热器取出。
为了利于反应的引发,反应的进料需要一定的温度,因此进料应设预热器。
反应是一个体积增大的反应,虽然减小压力可以增加转化率,但会使设备投资大大增加,根据已有的丙烯氨氧化法的经验,反应器的压力选择略高于常压。
反应器的温度和工艺所用催化剂有关,根据资料所给信息,采用750-9000F。
本过程设计的突破点
催化剂的设计,在V/Sb基催化剂上,逐步添加助剂W、P、Mg、B和Bi,来改变催化剂的比表面、孔径等活性参数,进而改变原料的转化率和反应对物料的选择性。
流化床附加装置的设置,即设置横向构件,限制气体的返混,使床层内能形成轴向的浓度分布,促进二段布气。
合成工艺流程简述
丙烷、氨和空气经预热、计量后进入反应器。反映器温度为750-9000F,压力少高于常压。反映器浓相段U型冷却管内通入高压软水,用以控制反应温度。反映器内的催化剂经三级旋风分离器捕集后仍回反应段参加反应。反应后的气体从反应器的顶部出来,在反应器冷却器进行热量交换后,冷却至200℃左右,进入后续的回收和分离工序。