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研 究 生 课 程 论 文 (2009-2010 学年第一学期) 年产 15 万吨丙烯腈概念设计 研究生：于 冲 马 建 提交日期： 2010/3/17 研究生签名： 学 号 200920119145 学 院 化学与化学工程学院 课程编号 S0817107 课程名称 化工过程分析与设计 学位类别 硕士 任课教师 李秀喜 副研究员 教师评语： 成绩评定： 分 任课教师签名： 年 月 日 一 项目简介 1.1 项目来源 该项目来源于卓越化学公司(Excellent Chemicals) 的商业开发部门想要扩大 他们的纤维和树脂生产线，这一项目能为作为原料之一丙烯腈提供 20 万吨(4 亿 磅) 的市场。因此，经济的丙烯腈生产工艺的开发成为该公司迫切需要解决的问 题 。 为 解 决 此 问 题 ， 要 求 EnDoCor 公 司 (ENGINEERING DESIGN CORPORATION) 对此进行概念设计。 1.2 设计目标 设计规模：年产 15 万吨丙烯腈 产品要求：丙烯腈产品纯度（质量）99 ％ 1.3 设计任务 根据生产规模和产品要求，对丙烯腈生产工艺进行概念设计，具体任务如 下： 1. 根据现有的文献资料设计出年产 15 万吨丙烯腈的生产工艺流程 2. 用 Aspen plus 对流程进行模拟，确定主要设备的操作参数，输出设计报 告 3. 根据各单元操作的工艺特点优化操作参数，达到节约成本的目的 4. 对整个流程的投入和产出做经济核算 二 产品概述 2.1 性质与用途 丙烯腈，CH2=CH －CN，英文名Acrylonitrile （简称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。 2.1.1 丙烯腈的物理性质 丙烯腈的物理性质如下表所示： 表1 丙烯腈的物理性质 特性 性 状 无色或淡黄色液体，有特殊气味 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/mol 蒸汽压 11.0KPa(20℃) 闪 点 0℃ 自燃点 481 ℃ 爆炸极限