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      8.1 换热器选型设计    57
        8.1.1 换热器设计软件    57
        8.1.2 换热器结构设计    58
        8.1.3 换热器选型结果    60
      8.2 储罐选型设计    60
        8.2.1 丙烯储罐    60
        8.2.2 液氨储罐    61
        8.2.3丙烯腈储罐    61
      8.3 设备选型一览表    61
    设计结论    63
    致 谢    64
    参考文献    65
    附 录    67
    1概述
    1.1 丙烯腈的生产工艺及设计意义
    丙烯腈属于重要的石油化工基础原料,主要用于生产ABS树脂、聚丙烯腈纤文、丙烯酸、丙烯酰胺等产品[3]。最近几年,丙烯腈的下游需求快速增加。但与此同时,丙烯腈的产能增长却相对较缓,预计2014年丙烯腈的市场供应仍将偏紧。
    据相关数据分析,世界丙烯腈产能的年均增长速度还不到3%,而丙烯腈消费增长率远远超过3%。由于消费增速远大于产能增速,预计在未来几年内,全球丙烯腈市场将出现供不应求的情况。近几年,亚洲丙烯腈产能有加速增长的趋势,影响未来丙烯腈市场的供求关系。
    因此,以丙烯原料设计13万吨/年的丙烯腈系统装置,对于扩展延伸企业工程产业链、综合优化企业工艺流程、提高生产效率、提升企业整体经济效益有着至关重要的意义。
    1.1.1 环氧乙烷法
    在200—280oC,催化剂MgCO3的作用下,环氧乙烷与氢氰酸反应脱水可制得丙烯腈,收率大约为75%。
             (1-1)
    环氧乙烷法能过制得纯度较高的丙烯腈产品,但同时存在有毒物质氰化氢,生产成本较高。
    1.1.2 乙炔法
    乙炔和氢氰酸在CuCl-KCl-NaCl的稀盐酸溶液的催化作用下,在80-90 oC的条件下反应可制得丙烯腈。
        (1-2)
    乙炔法制乙烯在工业上已逐步淘汰,原因是乙炔价格偏高,工艺过程副反应多,丙烯腈的精制过程困难,并且存在有毒物质HCN。
    1.1.3 乙醛-氢氰酸法
       (1-3)
    乙醛可通过乙烯大量制得且生产成本低于前两种,但随着丙烯氨氧化法的工业化,本法在发展初期就夭折了。
    1.1.4 丙烯胺氧化法
    即丙烯、氨和氧在一定条件下反应生成丙烯腈和其他副产物[2]。
    主反应:
            (1-4)
    副反应:
                       (1-5)
    生成氢氰酸含量约占丙烯腈质量的1/6。
                     (1-6)
    生成乙腈的量约占丙烯腈质量的1/7。
                       (1-7)
    生成丙烯醛的量约占丙烯腈质量的1/100。
                              (1-8)
    副产物中二氧化碳含量最多,约占丙烯腈质量的一半。该反应是个放热量较大的副反应,转化成二氧化碳的反应热要比转化成丙烯腈的反应热大三倍多,因此应特别注意反应器的温度控制。另外副产物还有乙醛、丙酮、丙烯酸、丙腈,因生成量较少,可忽略不计。
    结论:
    综上所述,环氧乙烷法、乙炔法、乙醛法工艺过程均涉及有毒物质氢氰酸作原料且生产成本高。而对于丙烯氨氧化法制丙烯腈中,原料丙烯便宜易得,对丙烯纯度要求不高,工艺流程简单,投资少,产品质量高。以上优势使丙烯腈生产得到迅速发展,成为生产丙烯腈的主要方法,故本设计采用该方法。
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