燕山大学里仁学院化工专业课程设计
目 录
1. 设计任务书????????????????????2
2. 丙烯腈车间工艺设计????????????????4
3. 前言???????????????????????4
4. 丙烯腈工艺设计计算????????????????5
5. 附表???????????????????????37
6. 课程设计心得???????????????????39
参考文献 ????????????????????39
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燕山大学里仁学院化工专业课程设计
燕山大学课程设计（论文）任务书
院（系）： 基层教学单位： 学 号 设计题目 设 计 技 术 参 数 设 计 要 求 071610011055 学生姓名 蔡银辉 专业（班级） 化学工程与工艺2班 丙烯腈车间工艺设计 1.生产能力：4700吨/年 2.原料：丙烯85%，丙烷15%（摩尔分率）；液氨100% 3.产品：1.8%（wt）丙烯腈水溶液 4.生产方法：丙烯氨氧化法 5.丙烯腈损失率：3.1% 6.设计裕量：6% 7.年操作日300天 1.确定设计方案，画出工艺流程草图； 2.物料衡算，热量衡算 3.主要设备的工艺设计计算 4. 用CAD绘制工艺流程图一张（用3#图纸打印）； 5. 编写设计说明书 1.设计计算：1周 2.工艺流程图与设计说明书：0.5周 3.答辩：0.5周 第一周：物料衡算、热量衡算及主要设备的工艺设计计算 第二周：画图，撰写设计说明书，答辩 工 作 量 工 作 计 划 参 考 资 料 《化工设计》，黄璐主编，化学工业出版社，2000年 《化工工艺设计手册》，上海医药管理局编，化学工业出版社，2002年 《化学化工物性参数手册》，青岛化工学院等编，化学工业出版社，2002年 指导教师签字
基层教学单位主任签字 2
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燕山大学课程设计评审意见表
指导教师评语： 该生在课程设计工作期间态度（认真、较好、一般、较差）；工作（积极主动、较主动、不积极主动）。（能正确、基本能）提出设计方案；相关基础理论（扎实、较扎实、一般、较差）；（基本上、一般地、较好地、出色地）完成了课程设计任务书所规定的任务。同意参加答辩。 设计成绩为（优秀、良好、中等、及格、不及格）。 指导教师： 年 月 日 评阅人评语： 说明书书写质量（一般、较好、良好、优秀），逻辑性（一般、较强、强），概念（较清楚、清楚、准确），图表质量（一般、较好、很好），是一篇水平（一般、较好、好、优秀）的课程设计说明书。 评阅成绩为（优秀、良好、中等、及格、不及格）。 评阅人： 年 月 日 答辩小组评语：在答辩过程中，该同学表述（清晰，较清晰，一般，较差），（基本地、一般地，较好地、圆满地）回答了教师所提出的问题。 经答辩委员会评议，答辩成绩为（优秀、良好、中等、及格、不及格）。 答辩小组成员签字： 年 月 日 课程设计总成绩：（优秀、良好、中等、及格、不及格）
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丙烯腈车间工艺设计
摘要：设计丙烯腈的生产工艺流程，通过对原料，产品的要求和物性参数的确
定及对主要尺寸的计算，工艺设计和附属设备结果选型设计，完成对丙烯腈的工艺设计任务。
前 言
丙烯腈，别名，氰基乙烯；为无色易燃液体，剧毒、有刺激味，微溶于水，易溶于一般有机溶剂；遇火种、高温、氧化剂有燃烧爆炸的危险，其蒸汽与空气混合物能成为爆炸性混合物，爆炸极限为 3.1%-17% （体积百分比）；沸点为 77.3℃ ，闪点 -5℃ ，自燃点为 481℃ 。丙烯腈是石油化学工业的重要产品，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(丙烯腈水解产物)。另外，丙烯腈醇解可制得丙烯酸酯等。丙烯腈在引发剂(过氧甲酰)作用下可聚合成一线型高分子化合物——聚丙烯腈。聚丙烯腈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，应用十分广泛。丙烯氨氧化法的优点如下
(1)丙烯是目前大量生产的石油化学工业的产品，氨是合成氨工业的产品，这两种原料均来源丰富且价格低廉。
(2)工艺流程比较简单．经一步反应便可得到丙烯腈产物。
(3)反应的副产物较少，副产物主要是氢氰酸和乙腈，都可以回收利用．而且丙烯腈成品纯度较高。
(4)丙烯氨氧化过程系放热反应，在热平衡上很有利。 (5)反应在常压或低压下进行，对设备无加压要求。
(6)与其他生产方法如乙炔与氢氰酸合成法，环氧乙烷与氢氰酸合成法等比较，可以减少原料的配套设备(如乙炔发生装置和氰化氢合成装茸)的建设投资
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丙烯腈工艺设计计算
1.生产能力：4700吨/年
2.原料：丙烯85%，丙烷15%（摩尔分率）；液氨100% 3.产品：1.8%（wt）丙烯腈水溶液 4.生产方法：丙烯氨氧化法 5.丙烯腈损失率：3.1% 6.设计裕量：6% 7.年操作日300天
丙烯腈工艺流程的确定
液态丙烯和液态氨分别经丙烯蒸发器和氨蒸发器蒸发，然后分别在丙烯过热器和
氨气过热器过热到需要的温度后进入混合器；经压缩后的空气先通过空气饱和塔增湿，再经空气加热器预热至一定温度进入混合器。温合器出口气体混合物进入反应器，在反应器内进行丙烯的氨氧化反应。反应器出口的高温气体先经废热锅炉回收热量，气体冷却到230℃左右进人氨中和塔，在70～80℃下用硫酸吸收反应器出口气体中未反应的氨， 中和塔塔底的含硫酸铵的酸液经循环冷却器除去吸收热后，返回塔顶循环使用．同时补充部分新鲜酸液，并从塔釜排放一部分含硫酸铵的废液。氨中和塔出口气体经换热器冷却后进入水吸收塔，用5～10℃的水吸收丙烯腈和其他副产物．水吸收塔塔底得到古丙烯腈约1.8％的丙烯腈水溶液，经换热器与氨中和塔出口气体换热，湿度升高后去精制工段。
二 物料衡算和热量衡算
1.1 小时生产能力
接年工作日300天，丙烯腈损失率3.1％、设计裕量6％计算，年产量为4300
4700?1000?1.06?1.031?713.39kg/h
300?241.2 反应器的物料衡算和热量街算
(1)计算依据
吨/年，则每天每小时产量为：
A．丙烯腈产量713.39kg/h，即13.46kmol/h B. 原料组成(摩尔分数) 丙烯85%，丙烷15% C．进反应器的原料配比(摩尔比)为
C3H4:NH3:O2:H2O???1:1.05:23:3 D. 反应后各产物的单程收率为 物质 摩尔收率 丙烯腈（AN） 氰化氢（HCN） 乙腈(ACN) 丙烯醛(ACL) 二氧化碳 0.6 0.065 0.07 0.007 0.12 E. 操作压力进口0．203MPa，出口0 162MPa
F．反应器进口气体温度ll0℃，反应温度470℃，出口气体温度360℃
(2)物料衡算
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