年产5000t丙烯腈合成工段的工艺设计开题报告.docx
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年产5000t丙烯腈合成工段的工艺设计开题报告
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
指导教师姓名
专业技术职称
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。
一、选题依据（拟开展研究项目的目的、意义）
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435℃，丙烯转化率为96.4%，丙烯腈收率达到80.2%。
旭化公司也透露采用50%α-低氧化硅载体的金属氧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CTA5低氧比催化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：
化学工业出版社，2008.
【4】李国庭，陈焕章，黄文焕，等.化工设计概论.北京：
化学工业出版社，2008.
【5】刘乃鸿.工业塔新型规整填料应用手册.天津：
天津大学出版社，1993.6.
【6】大庆合成纤维会战联队编写.大庆年产5000t丙烯腈工艺计算.1971.
三、研究方案（主要研究内容、目标、研究方法）
1、主要内容
本文介绍了丙烯腈工艺流程设计及优化：
其中对丙烯氨氧化制取丙烯腈生产的具体工艺流程进行优化设计。
反应设备的设计优化：
对丙烯腈合成工段主要设备进行物料衡算,热量衡算。
对主要设备进行工艺计算。
用AutoCAD绘制工艺流程图以及用AspenPluss软件对该工段模拟设计及计算。
2主要目标
工艺路线的确定：
确定设计方案，选着以丙烯氨氧化法制取丙烯腈。
在流化床反应器中进行。
3研究方法
物料衡算和热量衡算：
分别对流化床反应器，废热锅炉，空气饱和塔，氨中和塔，换热器，水吸收塔丙烯蒸发器氨蒸发器等进行物料和热量衡算。
主要设备的工艺计算和选型：
主要设备包括空气饱和塔的塔径，合成反应器的塔径，塔高和换热面积，废热锅炉的换热面积和管长，水吸收塔的塔径的计算和选型。
四、进程计划（各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度）
2015.3.10——3.20，查阅资料，完成开题报告；
2015.3.23——4.30，实验阶段（或设计计算阶段），完成实验数据收集（或设计基本计算）；
2015.5.04——5.29，毕业论文（设计）撰写阶段，完成毕业论文初稿；
2015.6.01——6.10，毕业论文修改整理阶段，论文提交指导教师审阅及修改；
2015.6.11——6.20，毕业论文装订及毕业答辩准备阶段。
五、指导教师意见
签字：
年月日
接受任务日期：
2015年3月10日
要求完成日期：
2015年6月10日
学生（签字）：
王亚奇2015年3月20日
指导教师（签字）：
2015年3月20日
院部系分管教学领导（签字）：
2015年3月24日
备注：
表格可另加附纸。
以A4纸双面打印。
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