年产5000t丙烯腈合成工段的工艺设计开题报告

泰 山 医 学 院

本科生毕业设计（论文）开题报告

题目： 年产5000t丙烯腈合成工段的工艺设计 院（部）系 化工学院 所 学 专 业 化学工程与工艺 年级、班级 学

号

学生姓名 专指导教师姓名业技术职称

2015年 3 月 20 日

说 明

1．毕业设计（论文）题目确定后，学生应尽快征求指导教师意见，讨论立题与整个毕业设计（论文）的工作计划，然后根据课题要求查阅、收集有关资料。开题报告可在教研室或院（部）系范围内举行，须适当请有关专家参加，指导教师必须参加，报告最迟在毕业实习前完成。

2．本表在开题报告通过论证后填写，一式三份。本人、指导教师、所在教学院（部）系各一份。

3．开题报告的撰写完成，意味着毕业设计（论文）工作已经开始，学生已对整个毕业设计（论文）工作有了周密的思考，是完成毕业设计（论文）关键的环节。在开题报告的撰写中指导教师只可提示，不可包办代替。

4．无开题报告者不得申请答辩。 5．本表打印或用黑色笔填写。

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一、选题依据（拟开展研究项目的目的、意义） 1、目的 （1）通过对丙烯腈工艺流程的设计和优化，了解丙烯腈的特性、国内外生产概况、生产工艺流程及其研究进展以及生产过程中的安全问题和废水处理问题。 （2）通过对反应过程中物料和能量进行衡算，对生产工艺流程进行优化，以期实现高产率、低能耗的目的。 （3）对生产工艺流程的优化，可以排除生产过程中的安全隐患，使生产更加安全，降低对环境的污染。 2、研究意义 丙烯腈是重要的化工产品，为了从特定的原料得到所需的产品，根据既定的工艺路线和工艺条件，采用相关的单元过程及单元操作，设计出优化的工艺流程，并根据工艺条件选择合适的设备，设计合理的工厂布局，以满足生产的要求，同时这些设计又要符合有关非工艺类和工程经济的要求，做到技术上可行、符合安全条例、经济上合理。通过年产5000t，确定最优方案，以达到使其工艺产率增加，能耗降低，降低环境污染的目的。

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二、国内外研究现状（附主要参考文献） 1、研究现状 （1）催化剂的研制 在丙烯腈工艺中催化剂是关键，各公司着重催化剂的开发，提高催化剂的性能与活性，最终以提高丙烯腈的收率。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。 如standardoil公司声称其催化剂的主要成分为Mo，Bi,Fe,Co等十种金属的混合氧化物，以50%硅土为载体，反应温度为到80.2%。 旭化公司也透露采用50%α-低氧化硅载体的金属氧435℃，丙烯转化率为96.4%，丙烯腈收率达化物催化剂收率达到84.3%，这些催化剂的共同特点是制作简单，活性高，反应温度低，氨转化率高等特点，提高了收率，并减少了环境污染。 目前居于世界领先水平的催化剂有美国的BP公司C-49MC,日东化学的NS-733D.目前国内主要采用MB-82和MB-86，特别是MB-86达到国际水平，与最新的C-49MC相当。近期上海石化股份有限公司研制的剂也具有很好的应用前景。 然而，近年来，一些公司开始着手研究丙烷氨氧化法制备丙烯腈。其中一个直接氨氧化烷烃的催化剂系统是锑/钒/氧。 目前最有潜力的系统为Mo-V-Nb-Te-氧化物催化系CTA5低氧比催化统， 具有 62％的丙烯腈产率。 （2）工艺过程的改进 近年来，随着各国对环保和可持续发展理念的不断提

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高，丙烯腈生产技术的改进主要集中在节能降耗、环保等方面，焦点是中和塔污水的处理，主要的技术进展如下：省去氢氰酸精制塔，由脱氰塔顶直接分离出高纯度氢氰酸，提高脱氰塔的效率；萃取塔侧线出料，由萃取塔下部侧线抽出乙腈，将抽出液送到乙腈回收塔,增大乙腈浓度，减少蒸汽消耗；增设废热锅炉回收热量；利用萃取塔或乙腈解析塔塔釜排除的循环水热量；降低反应器出口的氨含量，避免较难处理的硫铵废水问题；中和塔硫酸循环使用，节约资源，且丙烯腈回收率较高，物耗低缺点是投资大；未反应氨回收再循环使用工艺，未反应氨、磷酸铵回收循环使用，资源利用率高； 中和塔改造提高丙烯腈回收率，中和塔下段补加水以控制塔釜液中重组分浓度及降低外循环喷淋液温度，从而有效降低了丙烯腈聚合损失。 （3）反应器的改进 在中国石化总公司的组织下，研究者在深入研究丙烯氨氧化催化剂的氧化－还原、动力学行为及提升管反应器传递特性的基础上，提出了新型的内循环挡板（UL）流化床反应器。 BP 公司通过调节空气分布板与丙烯氨分布器两者之间喷嘴的相对位置，改变喷嘴密度等,取得了较好的效果，提高了丙烯腈的收率。 旋风分离器的改进：催化剂的损失量和反应器内细粒子保持量直接影响装置经济效益和反应器流化质量，所以旋风分离器的回收效率是决定性因素之一。 参考文献 【1】黄璐，王宝国.化工设计.北京：化学工业出版社，2001.2. 【2】徐世仁，龚明生.化工类毕业设计(论文）写作指导.北京：化学工业出版社，2010.12. 【3】米振涛.化学工艺学.第二版.北京：化学工业出

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