091652008 刘彩玲 09应化(1)班 年产6000吨丙烯腈工段工艺(3)

2．消耗与排出一览表 （1）工段原料消耗表。 （2）工段能量消耗表。 （3）工段排出除物综合表。

3．其它

（1）带控制点的工艺流程图，绘制物料流程图和主要设备图。 （2）厂址的选择方法，车间的布置。 （3）主要管道流速表。

（四）研究方案

1.结合文献资料对丙烷氨氧化法制丙烯腈的工艺流程和设备进行了解。

2.对丙烷氨氧化工艺流程的反应器系统、急冷系统、吸收系统、回收塔系统、脱氰塔系统等丙烯腈生产过程进行概念设计，使用化工软件对工艺流程进行模拟优化。 3.对各个工艺过程进行优化设计与分析，找到最佳的工艺路线。

（五）主要性质指标及用途

1．性质

（1）性状：无色或淡黄色液体，有特殊气味。 （2）毒性：属于高毒性 （3）挥发性：易挥发

2．主要用途

主要用途：生产合成纤维、合成树脂、合成橡胶、染料、医药等行业的重要原料。丙烯腈是合成纤维，合成橡胶和合成树脂的重要单体。

（六）设计进度安排

课程设计进度安排如表5。

表5 课程设计进度安排

序号 1 设计内容 查阅资料 所用时间 2天

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2 3 4 5 工艺计算（物料衡算，热量衡算，设备选型） 带控制点流程图 填写一览表 整理打印装订课程设计说明书有关资料 合 计 4天 3天 2天 1天 12天

三、环境保护和安全措施要求

（一）丙烯腈生产中的废水处理方法

在丙烯腈生产中，有大量的工业污水产生，这些污水中含有氢氰酸、乙腈、丙烯腈和丙烯醛等有毒物质，如不经处理直接排放，会污染水源，对人体和动、植物造成危害。因此，国家对含氰废水的排放有严格的规定，一定要将它们治理达到标准后，才准予排放。丙烯腈装置的废水来源主要是反应生成水和工艺过程用水。因反应条件和采用的催化剂不同，各主、副反应物的单程收率不会一样，生成水量也会有所差别。工艺过程用水包括分离合成产物过程用的吸收水和萃取水，反应器用的稀释蒸气（有些催化剂不用），和蒸馏塔用的直接蒸气（最终冷凝成水）。在提纯丙烯腈、乙腈、氢氰酸的加工过程中需将水分离、排放。这些排放水中有含氰毒物、聚合物、无机物（硫酸铵、催化剂粉尘等），在排放前都需要经过处理。例如，氨中和塔釜液经废水塔处理后，含丙烯腈100～300 mg/l，乙腈100～200 mg/l，氢氰酸1000～1500 mg/l，化学需氧量20000～30000 mg/l，总有机物含量达5%（w）。来自乙腈精制系统及清洗设备的废碱液中，含乙腈1.0～1.5%（w），氢氧化钠2.0～2.5%（w），其它物质1.5～2.0%（w）[1]。减少废水量对废水治理极为有利，是防治污染的有效措施。

1．生化处理法

由于丙烯腈生产中各设备排放出来的污水成分不同，将它们分别处理比较有利。氨中和塔（急冷塔）产生的硫酸铵污水，先经废水塔回收丙烯腈等有机物，再通过沉降分离除去催化剂粉末和不溶性的固体聚合物，由于这部分污水有毒物质含量高、

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杂质多，处理比较困难，故直接送焚烧炉烧掉。燃烧时，用中压蒸气雾化，以重油作辅助燃料，炉内温度保持在800～1000℃之间[2]。因污水中含有硫酸铵，燃烧中又转化成二次污染物二氧化硫，为了不造成二次污染，需用60 m高的烟囱排入大气，保持着地废气中二氧化硫含量小于0.5 ppm。?

来自乙腈精制系统及清洗设备的碱性污水，乙腈含量较高，用焚烧方法处理比较合适。由于碱对一般的污水焚烧炉耐火材料的腐蚀作用，故应专门设置碱性污水焚烧炉。当废水量较大，氰化物（包括有机氰化物）含量较低时，则可用生化方法处理，最常用的方法是曝气池活性污泥法。其流程见图1。?

1-废水贮池，2-曝气池，3-沉淀池

图1 完全混合型标准活性污泥处理流程

在废水贮池中混合均匀的废水进入曝气池，由通气管激烈供气（有时也采用表面叶轮搅拌）。经曝气后进入沉淀池，其上清液作为已处理好的水加氯气杀菌后排放。一部分沉淀污泥作为剩余污泥被排出系统外，余下的作为回流污泥再流回曝气池使用。活性污泥是微生物群和被吸附的有机物、无机物的总称，在这里微生物群体形成菌胶团，它将废水包裹在内，进行生物学吸附作用，继而进一步发生氧化分解生成CO2和水[3]。由于菌胶团容易沉降，所以就能在较短时间内处理废水。?

用活性污泥法处理有机化工厂废水主要缺点是曝气过程中，易挥发的氰化物会随空气逸出，造成二次污染。?

2．物理、化学处理方法 （1）加压水解法

利用有的有机物质在加压下很快与水作用而分解的性质，以达到除去这种有机

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物的目的，但并不降低化学需氧量（COD）。有机腈和无机氰化物都可以用此法处理。例如：

结果-CN被破坏，变成低毒或无毒物质。? （2）活性炭吸附法

经过生化处理或物理和化学方法处理以后的石油化工废水往往还具有一定的化学需氧量（COD值）和含氮、磷等杂质，如排入水域，将促进藻类疯长，使水中氧含量明显减少，致使鱼类及其它水生生物因缺氧而死亡，水发生恶臭。因此，这些污水排入水域前，用活性炭吸附进行三级处理，可使废水不带色、气味，水中的有机物可以除去，达到排放标准。含有某些重金属的污水，也可采用本法处理。用过的活性炭可以用溶剂、酸或碱洗涤，蒸气活化和加热等方法再生。

（二）安全防护措施与应急措施及处理 1．安全防护措施

（1）呼吸系统防护可能接触毒物时，必须佩戴过滤式防毒面具（全面罩）。紧急事态抢救或撤离时，佩戴空气呼吸器。 （2）眼睛防护：呼吸系统防护中已作防护。 （3）身体防护：穿连衣式胶布防毒衣。 （4）手防护：戴橡胶手套。

（5）其它：工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作毕，彻底清洗。单独存放被毒物污染的衣服，洗后备用。车间应配备急救设备及药品。作业人员应学会自救互救。

2．急救措施

（1）皮肤接触：立即脱去被污染的衣着，用流动清水或5%硫代硫酸钠溶液彻底冲洗至少20分钟。就医。

（2）眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。

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（3）吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难，给输氧。呼吸心跳停止时，立即进行人工呼吸（勿用口对口）和胸外心脏按压术。给吸入亚硝酸异戊酯，就医。

（4）食入：饮足量温水，催吐，用1∶5000高锰酸钾或5%硫代硫酸钠溶液洗胃。就医。

3．泄漏应急处理

迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防毒服。尽可能切断泄漏源，防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。

四、设计说明书

（一）概论

丙烯腈是重要的有机化工产品，在丙烯系列产品中居第二位，仅次于聚丙烯[4]。在常温常压下丙烯腈是无色液体，味甜，微臭，沸点77.3℃。丙烯腈有毒，室内允许浓度为0.002mg／L，在空气中爆炸极限（体积分数）为3.05％～17.5％，与水、苯、四氯化碳、甲醇、异丙醇等可形成二元共沸物。丙烯腈分子中含有C—C双键和氰基，化学性质活泼，能发生聚合、加成、氰基和氰乙基等反应，制备出各种合成纤维、合成橡胶、塑料、涂料等。

近年来，丙烷氨氧化生产丙烯腈的研究也取得长足进展，现已处于中试阶段。这一方面是由于价格的因素，丙烷的价格比丙烯低得多，另一方面也为惰性的丙烷开拓了新的应用领域。但就目前的技术水平来看，固定资产投资大，转化率低，选择性不高，目前报道的丙烷的转化率67％，选择性60％，还难以和丙烯氨氧化法相竞争，但其前景看好，根据美国斯坦福研究所18万t/a丙烯腈概念设计，丙烷为原料生产丙烯腈的成本只是丙烯的64％。研究开发的催化剂主要有V-Sb-Al-O、V-Sb-W-Al-O、Ga-Sb-A1-O、V-Bi-Mo-O等。

主要用途：丙烯腈是重要的有机原料，主要用于橡胶合成（如丁腈橡胶）、塑料合成（如ABS，AS树脂、聚丙烯酰胺等）、有机合成、制造腈纶、尼龙66等膈成纤

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