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丙烯腈生产概念设计 设计作者：林英光 喻冬秀 指导教师：钱 宇 教授 陆恩锡 教授 项目背景 2. 设计目标和任务 3. 技术分析 4. 流程模拟与优化 5. 经济分析 6. 总结(改进之处） 7. 建议 一、项目背景 1、丙烯腈应用广泛---丙烯腈是一种非常重要的有机化工原料，在合成纤维、树脂、橡胶急胶粘剂等领域有着广泛的应用。 2、丙烯腈的产量和市场需求大 全球产量：5050kt/a，年均需求增长4.0%； 中国产量：410kt/a,年均需求增长14.3%。 3、合成方法----提出了对传统的丙烯氨氧化法具有挑战性的丙烷氨氧化法 三、技 术 分 析---生产流程系统结构图 三、技 术 分 析---工艺条件 三、技 术 分 析---分离系统结构设计 四、流程模拟与优化---工艺流程图 Aspen plus 模拟流程图 四、流程模拟与优化--冷凝塔F-101操作条件确定 四、流程模拟与优化--冷凝塔F-101操作条件确定 四、流程模拟与优化--冷凝塔F-102操作条件确定 四、流程模拟与优化--冷凝塔F-102操作条件确定 四、流程模拟与优化---精馏塔T-101 优化结果 四、流程模拟与优化---精馏塔T-101 优化结果 四、流程模拟与优化---精馏塔T-101 优化结果 四、流程模拟与优化---精馏塔T-101 优化结果 四、流程模拟与优化---精馏塔T-102 优化结果 四、流程模拟与优化---精馏塔T-102 优化结果 四、流程模拟与优化---精馏塔T-102 优化结果 四、流程模拟与优化---精馏塔T-102 优化结果 四、流程模拟与优化---产物物流（Stream No18）模拟结果 四、流程模拟与优化---生产流程部分物料衡算表 五、 经济分析 ---投资成本对比经济分析 * * 主 要 内 容 设计目标 ——设计规模：100000吨丙烯腈/年，按照300天开工计算，即7200小时，丙烯腈产品流量13888.89Kg/hr,即261.56Kmol/h； ——设计要求：丙烯腈产品纯度（质量）≥99.5%。 二、设计目标和任务 二、设计目标和任务 设计任务 ——以丙烷、氨为原料，以空气中的氧为氧化剂，采用必威体育精装版的高效催化剂，设计丙烷直接进行氨氧化制备丙烯腈的工艺流程； ——对分离系统结构加以调整和改进，精简结构，优化工艺，提高效率； ——用ASPEN-PLUS软件对流程进行全程模拟和优化主要操作单元工艺参数； ——与丙烯氨氧化法进行比较，分析丙烷氨氧化法的经济可行性。 三、技 术 分 析---反应过程分析 C3H8 + NH3 +1.5 O2 → CH2 =CHCN + 3 H2O C3H8 + 1.5NH3 + 2O2 → 1.5CH3CN + 4H2O C3H8 + 3NH3 + 3.5O2 → 3HCN + 7H2O C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O C3H8 + 3.5O2 → 3CO + 4H2O 丙烷 丙烯腈 氨 乙腈、氢氰酸 氧气 废气：CO2、 CO；废水 原料预 热汽化 反应系统 分离系统 氨-再生-循环 丙烷-处理-循环 乙腈、氢氰酸 丙烷、氨、氧 废气：CO2、CO等; 丙烯腈 废水 原料 丙烷、氨、氧气 配比： 1:1~1.1:1.8~2.3 催化剂 三菱化学的必威体育精装版催化剂 具有最高的转化率和选择性 MoV0.3Te0.23Nb0.15Ox 丙烷转化率 91% 目前最高的转化率 丙烯腈收率