年产3000吨丙烯氰AN合成工段换热器工艺设计.doc

年 产 3000 吨 丙 烯 氰 合 成 工 段 换 热 器 工 艺 设 计 目 录 一、设计说明…………………………………………………………………………… 3 1.1 概述……………………………………………………………………………3 1.2 丙烯腈生产技术的发展概国外的发展情况 1.2.2国内的发展情况……………………………………………………… 4 1.3 世界范围内产品的生产厂家、产量………………………………………… 6 1.4 世界范围内生产该产品的所有工艺及其分析……………………………… 7 1.4.1 环氧乙烷法……………………………………………………………7 1.4.2 乙炔法…………………………………………………………………7 1.4.3 丙烯氨氧化法…………………………………………………………7 1.5设计任务……………………………………………………………………… 8 二、生产方案……………………………………………………………………………8 2.1 工艺技术方案及原理……………………………………………………… 8 2.2 主要设备方案……………………………………………………………… 9 2.2.1 催化设备………………………………………………………………9 2.2.2控制系统………………………………………………………………10 三、物料衡算和热量衡算 …………………………………………………………… 10 3.1 生产工艺及物料流程……………………………………………………… 10 3.2 小时生产能力……………………………………………………………… 14 3.3 物料衡算和热量衡算……………………………………………………… 14 3.3.1 反应器的物料衡算和热量衡算…………………………………… 14 3.3.2 废热锅炉的热量衡算……………………………………………… 17 3.3.3 空气饱和塔物料衡算和热量衡算………………………………… 18 3.3.4 氨中和塔物料衡算和热量衡算…………………………………… 21 3.3.5 换热器物料衡算和热量衡算……………………………………… 27 3.3.6 丙烯蒸发器热量衡算……………………………………………… 32 3.3.7 丙烯过热器热量衡算……………………………………………… 33 3.3.8 氨蒸发器热量衡算………………………………………………… 33 3.3.9气氨过热器………………………………………………………… 34 3.3.10 混合器……………………………………………………………… 34 3.3.11 空气加热器的热量衡算…………………………………………… 35 3.3.12吸收水第一冷却器………………………………………………… 36 3.3.13 吸收水第二冷却器………………………………………………… 36 四、主要设备的工艺计算………………………………………………………………37 4.1 空气饱和塔………………………………………………………………… 37 4.2 水吸收塔…………………………………………………………………… 40 4.3 合成反应器………………………………………………………………… 43 4.4 废热锅炉…………………………………………………………………… 45 五、环境保护要求………………………………………………………………………46 5.1丙烯腈生产中的废水和废气及废渣的处理……………………………………46 六、参考文献……………………………………………………………………………50 1设 计 说 明 1.1概述 丙烯腈【化学式】：CH2CHCN，在常温下是无色透明液体，味甜，微臭，沸点77.5℃，凝固点-83.3℃，闪点0℃，自燃点481℃。可溶于有机溶剂如丙酮、苯、四氯化碳、乙醚和乙醇中，与水部分互溶，20℃时在水中的溶解度为7.3％(w)，水在丙烯腈中的溶解度为3.1％(w)。其蒸气与空气形成爆炸混合物，爆炸极限为3.05～17.5％(v)。丙烯腈和水、苯、四氯化碳、甲醇、异丙醇等会形成二元共沸混合物，和水的共沸点为71℃，共沸物中丙烯腈的含量为88％(w)，在有苯乙烯存在下，还能形成丙烯腈-苯乙烯-水三元共沸混合物。丙烯腈剧毒，其毒性大约为氢氰酸毒性的十分之一，能灼伤皮肤，低浓度时刺激粘膜，长时间吸入其蒸气能引起恶心，呕吐、头晕、疲倦等，因此在生产、贮存和运输中，应采取严格的安全防护措施，工作场所内丙烯腈允许浓度为0.002mg/L。 丙烯腈分子中有双键()和氰基()两种不饱和键，化学性质很活泼， 能发生聚合、加成、水解、醇解等反