091652008 刘彩玲 09应化(1)班 年产6000吨丙烯腈工段工艺(5)

五、物料流程图

图3 生产丙烯腈简图

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图4 带控制点的工艺流程图

1.空气分布板;2.丙烯和氨分配管；3.U形冷却管;4.旋风分离器

图5 流化床反应器?

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图6 丙烯腈合成工艺流程图

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六、工艺计算

（一）反应器的物料衡算

1．计算依据

（1）丙烯腈产量 910.7kg/h，即17.18kmol/h （2）原料组成（摩尔分数）含C3H685%,C3H815% （3）进反应器的原料配比（摩尔分数）为

C3H6:NH3:O2:H2O?1:1.05:23:3d.反应后各产物的单程收率如表6。

表6 反应后各产物的单程收率

物质 丙烯腈（AN） 氰化氢（HCN） 摩尔收率 0.6 0.065 0.07 乙腈（ACN） 丙烯醛（ACL） 0.007 0.12 CO2

（4） 操作压力 进口0.203MPa， 出口0.162MPa

（5）反应器进口气体温度110℃，反应温度470℃，出口气体温度360℃

2．物料衡算

（1）反应器进口原料气中各组分的流量

C3H6 17.18/0.6=28.63kmol/h=1202.6kg/h 28.63?0.15?5.05kmol/h?222.3kg/h C3H8

0.85kg/h NH3 28.63?1.05?30.06kmol/h?511.2kg/h O2 28.63?2.3?65.85kmol/h?2107.02kg/h H2O 28.63?3?85.89kmol/h?1546N265.85?0.79?247.72kmol/h?6936.2kg/h

0.21（2） 反应器出口混合气中各组分的流量 丙烯腈 17.18kmol/h?910.54kg/h

3乙腈 ?28.63?0.07?3.006kmol/h?123.3kg/h

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丙烯醛 28.63?0.007?0.2kmol/h?11.22kg/h

CO2 3?28.63?0.12?10.307kmol/h?453kg/h HCN 3?28.63?0.065?5.583kmol/h?150.7kg/h

C3H8 5.05kmol/h?222.3kg/h

.2kg/h N2 247.72kmol/h?6936O23965.85??17.18?5.583?0.2?3.006??10.307?15.83kmol/h?506.6kg/h23?2

12128.63??5.583?0.2??3.006?17.18??10.307 C3H6 333?3.949kmol/h?165.9kg/hkmol/h?72.95kg/h NH3 30.06?17.18?3.006?5.583?4.291H2O

85.89?3?17.18?2?3.006?2?5.583?10.307?0.2?165.1kmol/h?2972kg/h

（二）氨气过热器

1．计算依据

（1）进口气氨的温度-7℃，出口气氨的温度65℃。 （2）加热剂为0.405Mpa的蒸汽，温度143℃。 （3）热负荷8.977?104 KJ/h=2.4936?104J/s.

2．计算换热面积 （1）总传热系数

管壳式换热器用作加热器时，一方为蒸汽冷凝、一方为气体情况下，K值的推荐范围是28-250W/(m.K)，取K=35W/(m.K)。 （2）对数平均温差：冷端温差为143-（-7）=150℃

热端温差为143-65=78℃ ?tm?150?78?110oC 150ln78

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