丙烯酸生产工艺流程设计毕业论文Word格式文档下载.docx

1、按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关

2、保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。导师签名：注 意 事 项1. 设计（论文）的内容包括：1） 封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2） 原创性声明3） 中文摘要（300 字左右）、关键词4） 外文摘要、关键词5） 目次页（附件不统一编入）6） 论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7） 参考文献8） 致谢9） 附录（对论文支持必要时）2. 论文字数要求：理工类设计（论文

3、）正文字数不少于 1 万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于 1.2 万字。3. 附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4. 文字、图表要求：1） 文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求， 无错别字，不准请他人代写2） 工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3） 毕业论文须用 A4 单面打印，论文 50 页以上的双面打印4） 图表应绘制于无格子的页面上5） 软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5. 装订顺序1） 设计（论

4、文）2） 附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件） 次序装订本设计综述了国内外丙烯酸生产的工艺及其发展前景。在对各种丙烯酸的生产工艺进行详细比较的基础上，选择了丙烯两步氧化生产工艺生产丙烯酸。首先，对丙烯两步氧化法生产丙烯酸工艺流程进行了设计，主要分为三个工段，分别是反应工段、吸收工段和精制工段。其次，运用AspenPlus对工艺流程及各个设备进行模拟计算与优化，得到了各工段的工艺参数和设备参数，同时进行了物料衡算和热量衡算，在此基础上进行了反应器、精馏塔、吸收塔和换热器的设计及泵的选型，并设计了各个设备的自动控制方案，并绘制了反应器、塔的设备装配图、工艺流程图及带控制点的工艺

5、流程图等。最后对丙烯两步氧化法生产丙烯酸工艺进行了经济、环保和安全评价。关键词：丙烯酸；反应；精制；工艺设计AbstractThe acrylic acid production processes and its developments at home and abroad were reviewed and summarized in this thesis. Based on the detailed comparison among various acrylic acid processes, the technology of two-step oxidation of prop

6、ylene was selected.The technology of two-step oxidation of propylene consists of three sections, which are the reaction section, the absorb section and the refined section. The process parameters were determined and optimized using the Aspen Plus software, and the material balance and heat balance w

7、ere also calculated. According to the results of the material balance and heat balance, the reactors, towers and heat exchangers were designed and the pumps were chosen properly. Meanwhile, the automatic control schemes of all equipments were also presented. Besides, the main equipment assembly draw

8、ings, the process flow diagrams and the workshop layout were given. Finally, the evaluations of economy, environment and safety of the technology program were carried out, which show that the technology is feasible and economically reasonable.Keywords acrylic acid； reaction； refining； technology des

9、ign目录第一章绪论11.1 概述11.2 国内外丙烯酸产能及市场分析2第二章丙烯酸生产的工艺流程设计32.1 工艺方案的选择32.2 工艺流程的模拟与优化8第三章物料衡算与能量衡算183.1 物料衡算183.2 能量衡算25第四章丙烯酸生产的设备设计与选型344.1 反应器设计344.2 塔设备的设计414.3 换热器的设计和选型504.4 泵的选型54第五章电气仪表及自动控制595.1 概述595.2 常用控制系统595.3 自动控制系统的选择605.4 单元设备自动控制61第六章安全、储运设计与三废处理676.1 安全设计676.2 包装与储存696.3 三废处理70第七章5 万吨/年丙

10、烯酸生产的经济评估727.1 项目总投资估算727.2 财务评价727.3 评价结果77第八章 结论79参考文献80致谢82附录83绪论第一章绪论1.1 概述丙烯酸（英文名：Acrylic acid），分子式为C3H4O2，相对分子量为72.06，结构式为CH2=CHCOOH。比重（20）为1.051，沸点141.3， 熔点13.2（近似），闪点54.5，其为无色透明、味苦辣、带有刺激性气味的腐蚀性液体。溶于水、乙醇、乙醚等溶剂中。其危险性类别排第8.1 类，为高闪点可燃液体及酸性腐蚀品，属于丙烯酰基化合物1。丙烯酸是一种重要的不饱和有机酸，其化学结构中含有不饱和碳碳双键和羧基，能与多种化合物

11、通过均聚或缩聚反应，合成一系列丙烯酸共聚物，如丙烯酸酯及聚丙烯酸。丙烯酸的传统用途是作为合成丙烯酸酯的原料。目前丙烯酸正丁酯产量和用量最大，其次是丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯和丙烯酸甲酯用量相对较小。丙烯酸酯最大的用途是涂料，其次为胶黏剂、密封剂，还用于对纺织和纤维的改性，也是塑料重要的改性助剂。此外纸品、皮革等也需要丙烯酸酯做基料。其次，聚丙烯酸（盐）可以作为助洗剂，分散剂、增稠剂、絮凝剂、阻垢剂和上浆剂等。未来，丙烯酸最有发展的下游产品为高吸水性树脂（SAP）2，主要原料是高纯丙烯酸，1tSAP约需要高纯丙烯酸0.77t3。其酸度能为人体皮肤所承受。SAP已大量应用于婴儿纸尿片、妇女卫生

12、巾和成人卫生用品中，其他领域如农业、园林和食品等方面。1.2 国内外丙烯酸产能及市场分析1.2.1 国外产能及市场目前世界上共有15个国家或地区的近30家企业生产丙烯酸，主要分布在美国、西欧、亚洲、南非。其中，以巴斯夫、陶氏化学、阿科玛、日本触媒为全球四大丙烯酸单体生产商，其生产能力分别占世界总产能的22%、21%、12%、11%。2008年全球丙烯酸生产能力为503万t，2009年达513万t，截止2010年8月年全球丙烯酸的产能约为521万t4。2005年，世界丙烯酸的总消费量为336.1万t，丙烯酸酯的总消费量为314.5万t。主要消费地区是美国、西欧、日本和中国，这四个地区丙烯酸的消费

13、量约占世界丙烯酸总消费量的80%。20062009 年世界丙烯酸的总需求量以年均20万t 以上的速度增长，2010年达到520.5万t5。世界发达国家的丙烯酸生产经过几十年的发展，已经基本满足了当地的市场需求， 今后发展中国家将成为丙烯酸产品的主要需求市场。1.2.2 国内产能及市场中国丙烯酸产业是近10年来全球发展最快的国家，已经形成较为稳定的以国有企业为主体，外资和民营企业参与的市场竞争格局，生产企业由3 家发展到了11家，其中江苏裕廊、上海华谊、浙江卫星位列全球前10 大生产商。丙烯酸产能发展极其迅速，2001年产量为14.7万t/a，2010年增长到102.8 万t /a（占世界总产能

14、的22.1%），10年间平均复合增长率高达23.3%，进口量迅速减少，并少量出口6。经过十多年的发展，中国大陆的丙烯酸单体的生产已经具备了相当的规模。扩产后的中国将会成为全球最大丙烯酸体生产及消费国，2015年前后中国丙烯酸产能预计突破250 万吨年，很快成为丙烯酸单体净出口国。国内丙烯酸需求增长主要是由于建筑和交通等基础设施建设的快速发展，增加了对丙烯酸乳胶建筑涂料、密封胶等丙烯酸酯产品的需求。因此国内企业加快了丙烯酸装置的建设步伐，最近几年不断有大型丙烯酸装置投产。丙烯酸的工艺流程设计第二章丙烯酸生产的工艺流程设计2.1 工艺方案的选择2.1.1 丙烯酸生产方法丙烯酸在 20 世纪 30 年代实现工业化生产，其生产方法经历了氰乙醇法、雷普（Reppe）法、烯酮法、丙烯腈水解法和丙烯氧化法。1. 氯乙醇法氯乙醇法是最