5000吨丙烯腈设计说明书.doc

化工设计说明书 5000t/a丙烯腈合成工段的课程设计 5000 T/A ACRYLONITRILE SYNTHESIS SECTION OF THE COURSE DESIDN 学院（部）： 化学工程学院 专业班级： 化工13-3 学生姓名： 王庆松 指导教师： 丰芸 2016 年 5 月 16 日  5000t/a丙烯腈合成工段的课程设计 摘要 丙烯在引发剂(过氧甲酰)作用下可聚合成一线型高分子化合物―聚丙烯腈。聚丙烯制成的腈纶质地柔软，类似羊毛俗称人造羊毛，它强度高，比重轻、保温性好、耐日光、耐酸和耐大多数溶剂。丙烯腈与丁二烯共聚生产的丁腈橡胶具有良好的耐油、耐寒、耐溶剂等性能是现代工业最重要的橡胶、应用广泛。 目录 5000t/a丙烯腈合成工段的课程设计 1 摘要 2 1.绪论 5 1.1 引言 5 1.2设计任务 5 1.3丙烯腈的物理性质 6 1.4丙烯腈的化学性质 6 1.5丙烯腈的制取方法 6 1.6丙烯腈的发展简史及展望 7 1.7市场分析 7 2.物料衡算与热量衡算 8 2.1发生的主反应和副反应 8 2.2生产工艺流程 8 2.3物料衡算 9 3.丙烯腈合成工段生产工艺流程图和物料流程图 12 4.主要设备的工艺计算 13 4.1 浓相段直径计算 13 4.2 浓相段高度 13 4.3 扩大段直径 14 4.4 扩大段高度 14 4.5 浓相段冷却装置的换热面积 14 4.6 稀相段冷却装置的换热面积 14 5.设计结果汇总 16 5.1 工艺设备一览表 16 5.2 原料消耗综合表 21 5.3 能量消耗综合表 21 5.4 排出物综合表 23 6.环境保护和安全措施要求 24 6.1安全防护措施 24 参考文献 28 致谢 29  1.绪论 1.1 引言 丙烯腈是一种无色的有辛辣气味液体，易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热易引起燃烧，并放出有毒气体。与氧化剂、强酸、强碱、胺类、溴反应剧烈。在火场高温下，能发生聚合放热，使容器破裂。丙烯腈是合成纤维，合成橡胶和合成树脂的重要单体。由丙烯腈制得聚丙烯腈纤维即腈纶，其性能极似羊毛，因此也叫合成羊毛。丙烯腈与丁二烯共聚可制得丁腈橡胶，具有良好的耐油性，耐寒性，耐磨性和电绝缘性能，并且在大多数化学溶剂中，阳光和热作用下，性能比较稳定。丙烯腈与丁二烯、苯乙烯共聚制得ABS树脂，具有质轻、耐寒、抗冲击性能较好等优点。丙烯腈水解可制得丙烯酰胺和丙烯酸及其酯类。它们是重要的有机化工原料，丙烯腈还可电解加氢偶联制得己二腈，由己二腈加氢又可制得己二胺，己二胺是尼龙66原料。可制造抗水剂和胶粘剂等，也用于其他有机合成和医药工业中，并用作谷类熏蒸剂等。此外，该品也是一种非质子型极性溶剂、作为油田泥浆助剂PAC142原料。　丙烯腈是合成纤维，合成橡胶和合成树脂的重要单体，也是杀虫剂虫满腈的中间体。 1.2设计任务 年产5000t/a丙烯腈合成段设计（aspen模拟） 按工作日300天，丙烯腈损失率3.1%，设计裕量6%计算丙烯腈小时生产 原料组成：（摩尔分数）含C3H685% 、C3H815%。 进反应器的原料配比（摩尔比）为C3H6∶C3H8∶O2 =1:1.05:2.3 见表 物质 丙烯腈（AN） 氰化氢（HCN） 乙腈（ACN） 丙烯醛（ACL） 摩尔收率 0.6 0.065 0.7 0.007 0.12 操作压力0.203MPa 出口压力0.162MPa 反应器进口温度110℃ 反应温度450℃ 气体出口温度350℃。 其他设计参数查相关手册。 丙烯腈在常温常压下是无色液体熔点－82℃、密度0.80ｇ/m3、 沸点77.3℃味甜具有刺激性的微臭味、有毒。室内允许浓度为0.002mg/L，爆炸极限为3.05%―17.5%能溶于许多有机溶剂中与水部分互溶。丙烯腈可与苯、四氯化碳、甲醇形成二元共沸物能与水形成最低共沸物。 丙烯腈：化学式 CH2=CHCN含有双键和氰基其化学性质活泼，易聚合.也易与其他发生加成反应。是三大合成材料―合成纤维、合成橡胶、塑料的基本且重要的原料。是用来生产聚丙烯纤维(即合成纤维腈纶)、丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)、苯乙烯塑料和丙烯酰胺。其用途分配：合成纤维约占40%―60%.树脂和橡胶约占15%―28%。此外还有丙烯酰胺等有机产品。另外丙烯腈可制得丙烯酸酯等。丙烯在引发剂(过