产万吨丙烯腈生产概念设计.ppt

项目介绍内容 1. 产品概述 2. 市场调研 3. 目标与任务 4. 研究方案 5. 模拟及结果 6. 设备参数核算 7. 展望 1.产品概述 丙烯腈是重要的基本有机化工原料,广泛应用于三大合成工业。与丁二烯共聚制耐油丁腈橡胶;与丁二烯、苯乙烯共聚制ABS 树脂,而ABS 和SAN 树脂广泛应用于汽车、家具和包装材料等领域,消费量约占全球产量的30 %;自聚抽丝制丙烯腈纤维用于地毯和衣物,占全球需求50 %以上;丙烯腈通过水合反应可制丙烯酰胺和丙烯酸酯类等产品。丙烯腈生产发展很快,目前世界总产量已达750万t/ a ,其中约50%用于腈纶生产。 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℃) 产品规格 2.市场调研 国内需求 2005年我国丙烯腈的总需求量为120万吨，是1995年的四倍，2002年的1.6倍。 2004年底报道 在国际市场丙烯腈价格过去2年涨幅超过33 %。欧洲和亚洲价格涨幅分别为50 %和45 %。 2004 年8 月成交价在12000 元/吨比2001年6000元/吨翻了一番，预计2005年11月将到达14000元/吨。 国内表观需求量120万吨/年，生产能力只有76万吨/年。 通过市场调研我们发现随着石油价格的节节攀升，丙烯腈的价格随之上涨，而且丙烯腈的制备工艺在我国还有待发展，做好这个项目模拟有很广阔的市场前景。 3.目标与任务 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Aspen plus 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 4.研究方案 丙烯腈的合成路线主要有丙烯氨氧法和丙烷氨氧法两种，其中，丙烯氨氧法相对比较成熟，世界95％以上的丙烯腈都是由BP公司的Sohio法制备而成。 经大组讨论，选定通过Sohio法的途径制备丙烯腈，并对此方法进行模拟与优化。 丙烯氨氧化法原理 主反应： C3H6 + 1.5 O2 + NH3 C3H3N (丙烯腈) + 3 H2O 丙烯转化率 = 89 % 副反应： C3H6+2O2+2NH3 C2H3N(乙腈)+HCN+4 H2O 丙烯转化率 = 5 % C3H3N + 2 O2 HCN + CO + CO2 + H2O 丙烯腈转化率 = 19 % CO + 0.5 O2 CO2 一氧化碳转化率 = 25 % 生产工艺过程流程图（第三大组绘） 拟解决的关键问题 1.热力学参数的缺少 Aspen不自带丙烯腈和水等二元交互参数和硫酸铵的吉布斯生成焓，必须自己输入。 2.分离难度大 丙烯腈和其他极性物质不易分离，且它能与水形成共沸物，要获得纯度99％的成品难度较高。 3.数据不足 丙烯腈生产工艺的数据不多，因此必须通过流量控制，设计规定和灵敏度分析等技巧确定设备操作条件。 热力学方程的选定 基于丙烯腈反应和分离的过程是极性系统，热力学方程的选定比较关键，由于Aspen不自带丙烯腈系统的二元交互参数，所以极性体系热力学方程的参数必须自己输入。 设备操作参数的确定 T301(闪蒸罐)：1个设计规定，丙烯腈回收率：99.5%；变量：闪蒸罐的热负荷； T302(水吸收塔)：1个流量控制，丙烯腈回收率：0.999；变量：进料量（水的流量11653.793kmol/hr）； T401(乙腈塔)：1个设计规定，丙烯腈回收率：0.995；变量：塔顶采出量（7723.348 kmol/hr）； 1个灵敏度分析，最佳进料位置：第2块板； T501(HCN塔)：2个设计规定：丙烯腈回收率（0.976）和HCN的回收率（0.93）；变量：塔顶采出量（108.683 kmol/hr）和回流比（4.39）； 1个灵敏度分析，最佳进料位置：第4块板； T601(成品塔)：2个设计规定：丙烯腈纯度（摩尔纯度：0.993；质量纯度：0.996）和回收率（0.92）；变量：塔顶采出量（445.873 kmol/hr）和回流比（17.71）； 1个灵敏度分析，最佳进料位置：第10块板。 设备一览表 换热器技术参数 总设备投资为﹩2894562 达到预期目标 年产量：23493.985×360×24=20.3万吨 工程费用 经济估算 总操作费