年产8万吨丙烯腈工艺设计(丙烷一段氨氧化法)(5)
丙烷进料量(流量)对丙烯腈单收的影响主要是因物料流中丙烷进料量的增加还意包括氨进料，氮气和氧气进料的增加, 丙烷进料的变化引起总物料的变化是以一当十,就物料流对丙烯腈单收的影响来看它是最大的，空比的影响次之,空比的影响主要是自身的物料流基数很大和空气中的惰性组分冲淡了反应物浓度。因此,应采用低空比尤其是高负荷时更要降低空比，丙烷流量和空比增加,增加了反应压力,这也是使丙烯腈单收降低的原因之一。
温度对丙烯腈单收的影响有双重性，一是高温可以稍提高丙烯腈的单收，二是温度高催化剂的使用寿命减短，因而不宜于用提高反应温度来提高丙烯腈单收。
3.2.2 流程设计
与合成部分相关的工艺流程如图3.2所示：
图3.2 丙烷氨氧化生成丙烯腈工艺流程图（反应部分）
① 流化床反应器 ② 反应气体冷却器 ③ 开工空气加热炉 ④ 催化剂贮槽⑤ 催化剂补充料斗 ⑥ 冷剂槽 ⑦ 垂直换热器 ⑧ 来自丙烯过热器的丙烯进料 ⑨ 来自氨过热器的氨进料 ⑩ 经冷却器的反应器出口气体去急冷塔
工艺:(1)原料液态丙烷由丙烷球罐送入丙烯蒸发器蒸发，气态丙烷经捕沫器除去夹带液体丙烯后，进入丙烷过热器，经过热后与氨混合。(2)原料液态氨由氨球罐送入氨蒸发器，气态氨经捕沫器除去夹带的液体氨后进入氨过热器，经过热后与丙烯混合。(3)混合气体通过反应器内部的丙烯/氨分布器进入反应器内。(4)原料空气自空气压缩机压缩后，经开工空气加热炉从反应器底部的空气分布板进入床层。开车时，开工空气加热炉以丙烷为燃料，通过加热来自空气压缩机的空气使反应器升温。（5）丙烷、氨和空气在反应器内混合，当与催化剂接触后，发生反应，生成丙烯腈以及其它副产物，反应产物经过两级旋风分离器分离催化剂后，进入产物冷却器用脱氧水冷却，然后去急冷塔降温。（6）丙烷氨氧化反应为放热反应，放出的热量由安装在反应器内部的 U 型撤热水管将热量移出反应器外。（7）催化剂的加入。系统开车时，由空气将催化剂贮槽中的催化剂送入反应器中。由于连续的反应操作，催化剂不断磨损消耗而导致催化剂的损失，需要不断补充新鲜催化剂，由催化剂连续补充系统送入反应器。
3.3 丙烯腈分离过程
因反应气中剩余的氨使吸收水呈碱性，在碱性条件下易发生许多副反应，使丙烯腈产率降低，堵塞管道等，因此，在分离前必须将反应气中剩余的氨除去。
从反应器出来的气液混合物，经过激冷塔除氨后，溶于水的有机物、微溶于水的惰性气体（CO2，CO，N2等）和大量水组成的混合物可以通过解吸塔解吸，把大量气体分离出来。
4 工艺计算
4.1 全车间物料衡算
4.1.1物性数据
表4.1 物性数据表
序号 组份 分子式 分子量 常压沸点℃
4.1.2 设计依据
1 设计任务：年产8万吨丙烯腈工艺计算
2 每小时生产能力：
采取连续生产方式，则每小时生产丙烯腈的能力为：（按每年300天计算）
= 11111.11 kg/h = 11.11 t/h
3 高纯度丙烯腈收率：59.7%
4 丙烷转化率：91%
5 丙烯腈选择性：100%
4.1.3 全车间的物料衡算
（1）原料进料量的计算
合成丙烯腈的反应方程式：
C3H8 + NH3 + 1.5 O2 → CH2=CHCN + 3 H2O
44.10 17.03 32 53.06 18.02
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