流程模拟优化.PPT

Acrylonitrile Production Conceptual Design丙烯腈生产的概念设计 项目介绍内容 项目概述 市场调研 流程设计 模拟与优化 技术经济评价 总结 目标与任务 产品名称 丙烯腈 产品规格 丙烯腈浓度99%以上 生产能力 10万吨/年 设计任务 根据生产要求和工艺条件设计出年产20万吨丙 烯腈的 生产流程 用proⅡ对流程进行模拟，确定设备的操作参数（温度，压力，采出量，回流比等），输出设计报告 根据各单元操作的工艺特点优化操作参数，降低操作的难度，从而节约成本 对模拟流程进行经济核算 产品概述 丙烯腈，CH2=CH－CN,英文缩写为 AN，1893年已经在实验室合成成功。到1930年在工业上被用于合成耐油丁腈橡胶。现在除了丁腈橡胶之外，还广泛用于ABS塑料、AS塑料和腈纶纤维（PAN）的生产 。此外，丙烯腈还是合成丙烯酰胺、聚丙烯酸酯等的重要原料。 物理性质 分子量： 53.06 沸点： 77.3℃ 冰点： －83.5 ℃ 生成热： 184.2 kJ/mol(25℃) 燃烧热： 1761.5 kJ/mol 聚合热： 72.4 kJ/mo 闪点： 0℃ 自燃点： 481℃ 毒性： 剧毒 化学性质 C=C:聚合反应，加成反应，氰乙基化反应等 2CH2=CHCN+H2 NC(CH2)4CN CN基：水解反应，水合反应，醇解反应等 CH2=CHCN+H2O CH2=CHCNH2 ∥ O 市场调研 ——国际现状 截至2006年4月, 全球丙烯腈能力为605万t·a-1，其中，东北亚占29%、北美占27%、中国占19%、西欧占10%、东欧占5.5%、其他地区占3.5%。 丙烯腈工业发展的一个新亮点是新的丙烷制丙烯腈技术,较低的成本费用可望提高下游产品的竞争能力。据旭化成公司预测,2010年世界丙烯腈需求将达约550万。 市场调研 ——国内现状 2005年我国主要的丙烯腈生产企业有10家,总产能约为101.3万t·a-1，(全国总产能约达110万t·a-1，),总产量达到93.1万t。 2006年底我国丙烯腈主要企业总产能达到106.3万t·a-1，全国总产能约达115万t·a-1。2005年我国丙烯腈消费量达到124.7万，国内供应缺口为31.6万。2006年丙烯腈消费量略有增加。 催化剂的研制与选择 催化剂始终是丙烯腈生产的核心。 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。 目前最有潜力的系统为Mo-V-Nb-Te-氧化物催化系统，具有 62％的丙烯腈产率。 丙烯腈生产方法选择 在现有的生产方法中，丙烯氨氧化工艺占绝对优势，但丙烷与丙烯之间存在着巨大的价格差，且丙烷资源丰富，从而促使很多公司纷纷研究用丙烷作原料生产丙烯腈的工艺。 丙烷氨氧化法目前有两种工艺流程，一是丙烷在催化剂作用下，同时进行丙烷的氧化脱氢和丙烯氨氧化反应，称为丙烷一段氨氧化法；二是丙烷经氧化脱氢后生成丙烯，然后以常规的丙烯氨氧化工艺生产丙烯腈，称为丙烷两段氨氧化法。 本项目在文献调研及文献小试实验数据的基础上对丙烯腈概念设计，选择丙烷一段氨氧化生产方法。采用必威体育精装版的工艺技术进展及目前原料市场价格，丙烷转化率和丙烯腈选择性分别为87%和55%。 丙烷氨氧化法制丙烯腈工艺流程图 合成过程分析 高纯度的液态丙烷和液氨，分别用水加热蒸发，再经过预热器预热到66℃左右，计量后两者混合，进入流化床反应器丙烯-氨混合气体分配管。空气经过滤器除尘后压缩至0.325MPa 左右，经计量进入反应器。 反应器温度为750-900℉，压力稍高于常压。反应器浓相段U型冷却管内通入高压软水，用以控制反应温度。产生的高压（压力为4.0MPa 左右）过热蒸汽用作空气压缩机和制冷机的动力。反应器内的催化剂经三级旋风分离器捕集后返回反应段参加反应。 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