5000噸丙烯腈設計說明書詳解

1、勤發(fā)霰理工大學化工設計說明書5000t/a丙烯睛合成工段的課程設計5000 T/A ACRYLONITRILE SYNTHESIS SECTION OF THECOURSE DESIDN學院（部）：化學工程學院專業(yè)班級：化工13-3學生姓名：王慶松指導教師：豐蕓2016年5月 16 日5000t/a丙烯睛合成工段的課程設計摘要丙烯在引發(fā)劑（過氧甲酰）作用下可聚合成一線型高分子化合物 一聚丙烯月青。聚丙烯 制成的月青綸質(zhì)地柔軟，類似羊毛俗稱人造羊毛，它強度高，比重輕、保溫性好、耐日光、 耐酸和耐大多數(shù)溶劑。丙烯月青與丁二烯共聚生產(chǎn)的丁月青橡膠具有良好的耐油、耐寒、耐 溶劑等性能是現(xiàn)代工業(yè)最重要的

2、橡膠、應用廣泛。關鍵詞：丙烯睛，強度，廣泛，重要目錄5000t/a丙烯月青合成工段的課程設計 1摘要 21 .緒論 51.1 弓I言 51.2 設計任務 51.3 丙烯月青的物理性質(zhì) 61.4 丙烯月青的化學性質(zhì) 61.5 丙烯月青的制取方法 61.6 丙烯月青的發(fā)展簡史及展望 71.7 市場分析 72 .物料衡算與熱量衡算 82.1 發(fā)生的主反應和副反應 82.2 生產(chǎn)工藝流程 82.3 物料衡算 93 .丙烯月青合成工段生產(chǎn)工藝流程圖和物料流程圖 124 .主要設備的工藝計算 134.1 濃相段直徑計算 134.2 濃相段高度 134.3 擴大段直徑 144.4 擴大段高度 144.5 濃

3、相段冷卻裝置的換熱面積 144.6 稀相段冷卻裝置的換熱面積 145 .設計結(jié)果匯總 165.1 工藝設備一覽表 165.2 原料消耗綜合表 215.3 能量消耗綜合表 215.4 排出物綜合表 236 .環(huán)境保護和安全措施要求 246.1 安全防護措施 24參考文獻 28致謝 291 .緒論1.1 引言丙烯月青是一種無色的有辛辣氣味液體，易燃，其蒸氣與空氣可形成爆炸性混合物。遇明火、高熱易引起燃燒，并放出有毒氣體。與氧化劑、強酸、強堿、胺類、澳反應劇 烈。在火場高溫下，能發(fā)生聚合放熱，使容器破裂。丙烯月青是合成纖維，合成橡膠和合 成樹脂的重要單體。由丙烯月青制得聚丙烯月青纖維即月青綸，其性能

4、極似羊毛，因此也叫合 成羊毛。丙烯月青與丁二烯共聚可制得丁月青橡膠，具有良好的耐油性，耐寒性，耐磨性和 電絕緣性能，并且在大多數(shù)化學溶劑中，陽光和熱作用下，性能比較穩(wěn)定。丙烯月青與丁 二烯、苯乙烯共聚制得ABSW脂，具有質(zhì)輕、耐寒、抗沖擊性能較好等優(yōu)點。丙烯月青水 解可制得丙烯酰胺和丙烯酸及其酯類。它們是重要的有機化工原料，丙烯月青還可電解加 氫偶聯(lián)制得己二月青，由己二月青加氫又可制得己二胺，己二胺是尼龍66原料。可制造抗水劑和膠粘劑等，也用于其他有機合成和醫(yī)藥工業(yè)中，并用作谷類熏蒸劑等。止匕外，該 品也是一種非質(zhì)子型極性溶劑、作為油田泥漿助劑PAC14加料。 丙烯月青是合成纖維，合成橡膠和合

5、成樹脂的重要單體，也是殺蟲劑蟲滿月青的中間體。1.2 設計任務年產(chǎn)5000t/a丙烯月青合成段設計（aspen模擬）按工作日300天，丙烯月青損失率3.1%,設計裕量6旭算丙烯月青小時生產(chǎn)量原料組成：（摩爾分數(shù)）含 C3H385%、C3M15%進反應器的原料配比（摩爾比）為 C3H5 ： C3H8 ： 02 =1:1.05:2.3反應后各產(chǎn)物單程收率見下表：ANHCNACNACLCQ0.60.0650.70.0070.12操作壓力0.203MPa ,出口壓力0.162MPq反應器進口溫度110c ,反應溫度450C ,氣體出口溫度350C 其他設計參數(shù)查相關手冊。1.3 丙烯月青的物理性質(zhì)丙烯

6、月青在常溫常壓下是無色液體，熔點82C、密度0.80 g/m3、沸點77.3 C。 味甜具有刺激性的微臭味、有毒。室內(nèi)允許濃度為0.002mg/L,爆炸極限為3.05%17.5%。 能溶于許多有機溶劑中，與水部分互溶。丙烯月青可與苯、四氯化碳、甲醇形成二元共沸 物能與水形成最低共沸物。1.4 丙烯月青的化學性質(zhì)丙烯月青：化學式CH2=CHC信有雙鍵和鼠基其化學性質(zhì)活潑，易聚合.也易與其他發(fā) 生加成反應。是三大合成材料一合成纖維、合成橡膠、塑料的基本且重要的原料。是用 來生產(chǎn)聚丙烯纖維（即合成纖維月青綸）、丙烯月青-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS）、苯乙烯塑 料和丙烯酰胺。其用途分配：合成纖維約占

7、40%-60%樹脂和橡膠約占15%-28%此外 還有丙烯酰胺等有機產(chǎn)品。另外丙烯月青可制得丙烯酸酯等。丙烯在引發(fā)劑（過氧甲酰）作用下可聚合成一線型高分子化合物一聚丙烯月青。聚丙烯制成的月青綸質(zhì)地柔軟，類似羊毛 俗稱人造羊毛，它強度高，比重輕、保溫性好、耐日光、耐酸和耐大多數(shù)溶劑。丙烯月青 與丁二烯共聚生產(chǎn)的丁月青橡膠具有良好的耐油、耐寒、耐溶劑等性能是現(xiàn)代工業(yè)最重要 的橡膠、應用廣泛。1.5 丙烯月青的制取方法“丙烯月青的生產(chǎn)方法有氟乙醇法、乙烘法和乙醛 -氫氟酸法、丙烯氨化氧化法。其 中氟乙醇法已淘汰，乙烘法僅少數(shù)國家沿用。鼠乙醇法環(huán)氧乙烷和氫氟酸在水和三甲胺的存在下反應得氟乙醇。然后以碳酸

8、鎂為催化劑，于200280c脫水制得丙烯月青，收率約 75%。此法雖能制得高純度丙 烯月青，但氫氟酸毒性大，成本也較高。乙烘法乙烘和氫氟酸在氯化亞酮-氯化鉀-氯化鈉稀鹽酸溶液的催化作用下，在8090c反應得丙烯月青：C2H2+HCNH-CH= CHCN此法生產(chǎn)簡單，收率良好，以氫鼠 酸計可達97%,但副反應多，產(chǎn)物精制較難，毒性也大，且原料乙烘價格高于丙烯，在 技術經(jīng)濟上落后于丙烯氨化氧化法。乙醛-氫氟酸法 乙醛已能由乙烯大量廉價制得CH3CHO + HCN = CHCH20H - CH2=CHCN * 八2丙烯氨化氧化法丙烯氨化氧化的反應為：2QHs+ 2NH+ 3O f 2CF2=CHCI

9、+ 6H2O丙烯是目前大量生產(chǎn)的石油化學工業(yè)的產(chǎn)品，氨是合成氨工業(yè)的產(chǎn)品，這兩種原料 均來源豐富且價格低廉。工藝流程比較簡單，反應的副產(chǎn)物較少品純度較高。經(jīng)一步反 應便可得到內(nèi)梯脯產(chǎn)物。副產(chǎn)物主要是氫氟酸，都可以回收利用。1.6 丙烯月青的發(fā)展簡史及展望第二次世界大戰(zhàn)前夕，發(fā)現(xiàn)丙烯月青的共聚物可極大改善合成橡膠的耐油和耐溶劑性， 丙月青烯因而開始受到重視。戰(zhàn)爭期間，德國開發(fā)了環(huán)氧乙烷和氫氟酸合成丙烯月青的氟乙 醇法工藝。后來，德國法本公司又開發(fā)了乙烘和氫氟酸直接合成丙烯月青的乙烘法。在1960年以前，此法是丙烯月青的主要生產(chǎn)方法。其后，丙烯月青在合成纖維、樹脂等方面的新應 用，又促進了丙烯月青

10、新生產(chǎn)方法的研究及其產(chǎn)量激增。1960年，美國俄亥俄標準油公司采用流化床反應器開發(fā)丙烯氨化氧化一步合成丙烯月青工藝并投入工業(yè)生產(chǎn)，引起丙烯月青生產(chǎn)工藝的巨大變革。1983年，世界丙烯月青年產(chǎn)量已達3Mt,幾乎全部采用丙烯氨化氧 化法生產(chǎn)。目前全球95%Z上的裝置采用BP公司開發(fā)的丙烯氨氧化法技術，催化劑是丙 烯月青合成的關鍵，用MO Bi、CO數(shù)十種金屬混合氧化物，反應溫度為 35C,丙烯轉(zhuǎn) 化率達到96.4%,丙烯月青*$化率為80.2%。近年來丙烷氨化氧化法生產(chǎn)丙烯月青的研究已經(jīng)取得了長足性的進展，現(xiàn)處于中試階段，就一方面由于價格的因素，丙烷的價格比丙烯低的多，但另一方面也為惰性的丙烷 開

11、拓新的領域，就目前的技術水平看，投資大、轉(zhuǎn)化率低、選擇性不高等多方面弱點， 所以在目前還不能和丙烯氨化氧化法相媲美，所以丙烯氨化氧化法至今經(jīng)久不衰。1.7 市場分析我國丙烯月青主要用作月青綸，2000年我國丙烯月青產(chǎn)量約為400kt,消費量約為550kt , 消費結(jié)構與月青綸占85% ABS/AS約占7%丙烯酰胺約占3%其他為5%,由于國內(nèi)供應不 足，國內(nèi)近期有多家企業(yè)計劃擴建丙烯月青裝置。近十年來我國發(fā)展迅速，1988年產(chǎn)量為80.5kt , 2000年約為400kt,年增長率約 為14.3%,丙烯月青的生產(chǎn)與消費主要集中在美國，西歐，日本與工業(yè)發(fā)達國家和地區(qū)， 他們生產(chǎn)能力約占全球生產(chǎn)能力

12、的 66.2%。2 .物料衡算與熱量衡算2.1 發(fā)生的主反應和副反應主要采用丙烯氨化氧化法。丙烯氨化氧化法：反應的主要副產(chǎn)物為氫氟酸、乙月青和二氧化碳、水等。生產(chǎn)上,原料氣中丙烯、氨、空氣之體積比為1: （11.2） : （9.511.5） o原料氣從底部通入 流化床反應器，反應溫度430450C、壓力0.160.18MPa （絕對壓力），反應熱用軟 水循環(huán)回收，發(fā)生高壓蒸汽。反應后氣體經(jīng)洗滌、吸收、精儲等可得到高純度丙烯月青。 由于氫氟酸為劇毒物質(zhì)，可就近與氫氧化鈉溶液制成氟化鈉，或與丙酮反應制成丙酮鼠 醇，用作合成甲基丙烯酸的原料。乙月青提純后，雖可用作選擇性溶劑及中間體，但用量 不大，因

13、此許多工廠常常把它燒掉，此法原料便宜，成本低，目前已是丙烯月青最主要的 生產(chǎn)方法。主反應：2G3H5+2NH+3Q- 2CH2=CHCN+6H副反應：生成氟化氫（HCN） C 3H6+NH+3Q 3HCN=6HO生成丙烯醛（ACL C3H3+Q CH=CHCHOOH生成乙月青（ACN 2C 3HS+3NH+3Q t 3CH3CN+6HO生成 CO 和睦O 2C 3H3+9Q 6CO+6H2O2.2 生產(chǎn)工藝流程液態(tài)丙烯和液態(tài)氨分別經(jīng)丙烯蒸發(fā)器和氨蒸發(fā)器氣化，然后分別在丙烯過熱器和氨過熱 器過熱到需要的溫度后進入混合器；經(jīng)壓縮后的空氣先通過空氣飽和塔增濕，再經(jīng)空氣 加熱器預熱至一定溫度后進入混合

14、器?；旌掀鞒隹跉怏w混合物進入反應器，在反應器內(nèi) 進行丙烯的氨氧化反應。反應出口的高溫氣體先經(jīng)過廢熱鍋爐回收熱量，氣體冷卻到 230c左右進入氨中和塔，在70-80c下用硫酸吸收反應器出口氣體中未反應的氨，中 和塔塔底的含硫酸氨的酸經(jīng)循環(huán)冷卻器除去吸收熱后，返回塔頂循環(huán)使用，同時補充部 分新鮮酸液，并從塔釜排放一部分含硫酸氨的廢液。氨中和塔出口氣體經(jīng)換熱器冷卻后 進水吸收塔，用510C的水吸收丙烯月青和其他副產(chǎn)物。水吸收塔塔底得到含丙烯月青約 1.8%的丙烯月青水溶液，經(jīng)換熱器與氨中和塔出口氣體換熱，溫度升高后去精制工段。2.3 物料衡算2QH5+2NH+3Q - 2CH2=CHCN+6H已知條

15、件：液態(tài)丙烯原料含丙烯 85%,丙烷15%,液態(tài)氨原料含氨100%丙烯月青損失率3.1 %設計裕量6%工段產(chǎn)品為丙烯月青水溶液，含丙烯月青約1.8 % (wt)丙烯月青的實際摩爾流量：5000M1000 M1.06M1.=034.32kggk/h/h300 24.所需丙烯量：14.320.6 =23.87kmol/h所需丙烷的量：23.87 - 0.85 0.15 =4.21kmol/h所需氨氣的量：23.87 1.05 =25.06kmol/h所需氧氣的量:23.87 2.3 =54.90kmol /h 79 54.90 =206.53kmol/h所需氮氣的量：21所以總進料量：F=314.

16、57kmol/h各物質(zhì)0t C的平均定壓比熱容如下:溫度 比熱容物質(zhì)C3比C3H8NHjQN2H2OanhcnacnACLCQCP/KJ/(kg K)0710 c0-360C0-470C1.8412.052.3010.9411.0461.8832.6783.0132.6361.0041.0882.0081.8741.6401.9331.9661.1302.9293.3472.9391.0461.1092.0922.0291.7242.102.1721.213假設如下熱力學途徑:110C,反應器入口混合氣470 C,濃相段出口混合氣 Hi25 C,反應器入口混合氣25 C,濃相段出口混合氣注：4

17、H1為進料的溫變熱量 H2為反應熱； H3為出口物的溫變熱量;各物質(zhì)25tC的平均比熱容用0t C的平均比熱容代替誤差不大。因此:Hi =(10023父 1.841 + 1853M 2.05+426父 2.301+17564M 0.941+578151.046+128877.883 黑(25-110 = T.1331C6KJ/hH2 = -(14.32 103 512.5 2.506 103 362.3 4.654 103 315.1十0.167父103 M3531 + 8.591103 M 64。= -1.473父107 KJ/hH3 =(138.3 2,929 185.3 3,347 60

18、.86 2.929 422.4 1,046 5781.5 1.109 2475 2.092 759 2.092 102.7 2,10 125.8 1,724 9.35 2.172 378 1.213 (470-25) =6.98 106KJ/hH = H1H2H3 = -1.133 106 -1.473 107 6.98 106=-8.883 106kJ /h若熱損失取 H的5%則需由濃相段換熱裝置取出的熱量（即換熱裝置的熱負荷）為:Q = （1 -0.05） 8.883 106 =8.439 106kJ/h濃相段換熱裝置生產(chǎn)0.405MPa的飽和蒸汽（飽和溫度143C）143c飽和蒸汽始：i

19、steam = 2736kJ/kg143c 飽和水始：iH2o = 601.2kJ/kg產(chǎn)生的蒸汽量8.439 1062736 - 601.2=3953 kg/h稀相段熱衡算求稀相段換熱器的熱負荷及產(chǎn)生蒸汽量 以0c氣體為衡算基準，進入稀相段的氣體帶入熱為:Q1 =(138.3 2,929 185.3 3,347 60.86 2.929 422.4 1,046 5781.5 1.1092475 2.029 102.7 2,1 125.8 1,724 9.35 2.172 378 1,213) (470-0)=7.372 106kJ/h離開稀相段的氣體帶出熱為：Q2 =(138.3 2,678

20、185.3 3,013 60.86 2.636 422.4 1,004 5781.5 1.0882475 2.008 759 1.874 102.7 1,933 125.8 1,64 9.35 1.966 3781.130) (360-0)=5.417 106kJ/h熱損失取4%則稀相段換熱裝置的熱負荷為：Q = (1 - 0,04) (Q1 - Q2)=(1 - 0.04) (7.372 106 -5.417 106) = 1.877 106kJ/h稀相段換熱裝置產(chǎn)生0.405MPa的飽和蒸汽，產(chǎn)生的蒸汽量為:1.877 1062736 - 601.2=879 kg / h3.丙烯睛合成工段

21、生產(chǎn)工藝流程圖和物料流程圖稀堿融水蒸氣一反應氨中和冷卻水吸收吸收液產(chǎn)物和副產(chǎn)物的分得產(chǎn)物和副產(chǎn)物的精制*副產(chǎn)高壓水蒸破愫水溶液一副產(chǎn)HCN一副產(chǎn)乙膜產(chǎn)物丙的腑4.主要設備的工藝計算4.1 濃相段直徑計算 因為反應過程總物質(zhì)的量增加，所以按出口處計算塔徑比較安全。1, 一2734700.10133出口處氣體體積流量為：V = 398.512123 m3/s2730.162=3.60m3/s取空床線速0.6m/s 濃相段直徑為:2.67 m3.368d = J 0.7850.6取流化床濃相段直徑為2.8m。4.2 濃相段高度 按接觸時間為10s計算，催化劑的堆體積應為:W = 33.68 640

22、= 21555kg = 21.56tVr = 3.368 10 = 33.68m3凈床高 H0 = 33.68/0.785 2.82 = 5.47m取濃相段高為12m 催化劑的堆密度為640kg/m3 催化劑質(zhì)量所以催化劑負荷為:23.86 100021555= 1.107 mol /( h kg )試驗裝置的催化劑負荷可達到1.77mol/ (hkg),本設計的值小于實驗值，是可靠地4.3 擴大段直徑取擴大段氣速為操作氣速的一半，即 u=0.3m/s273 360 0.10133氣體流量為.V =398.5 22.4 = 12942m /h飛仰仞刀.2730.162t 一13.60擴大段直徑

23、為：d = .= 3.91m 0.785 0.3故取擴大段直徑為4m4.4 擴大段高度根據(jù)流化床直徑2.8m,空塔氣速0.6m/s ,查圖得 h2/D=2故稀相段高度H2 = 2D = 2 2.8 = 5.6m取 H2=6m4.5 濃相段冷卻裝置的換熱面積 換熱裝置用套管式，總傳熱系數(shù)取 233W/(m2-K)Q = 8.439 106kJ/h = 2.344 1 06J/s換熱裝置的熱負荷已由熱衡算求出：換熱面積為:2.344 1062F30.8m2233 (470-143)取30%勺設計裕量，則換熱面積為40m。4.6 稀相段冷卻裝置的換熱面積用套管式換熱裝置，水為冷卻劑，產(chǎn)生 0.405

24、MPa (143C)蒸汽總傳熱系數(shù)取20W/(吊 K),換熱裝置熱負荷為：Q = 1.877 106kJ/h = 5.214 105J/stm267c(470 - 143) - (360 - 143),470 - 143 ln360 - 143換熱面積為:5 .214102026797 .64取30煙計裕量，則換熱面積為130m。5.設計結(jié)果匯總5.1工藝設備一覽表序號設備位號設備名稱及規(guī)格設備圖 號、型 號或標 準圖號單位數(shù)量材料單重總重備注123456789101R-1合成反應器流化床反應器.依 箱膠直徑800mm,高12000mm稀相 段直徑4000mm高6000mm濃相段內(nèi)肩 換熱卸積

25、為40 m2的套管式換熱裝置， 稀相段內(nèi)有換熱面 積為130 1tf的套管換 熱裝置臺12T-1空氣飽和塔填料塔.塔徑 1200mm內(nèi)裝50x50X4.5的陶瓷拉西 環(huán)11m.填料共分兩層，兩層填科間設液 體分布一再分布器臺13T-2水吸收塔填料塔。塔徑 1300mm內(nèi)裝 250Y型 塑料孔板波紋填料 7m臺14T-3氨機口塔穿流板塔.塔徑 1800mm塔飯數(shù) 20, 板間距440mm塔板 孔徑8mm孔數(shù)6220臺15E-1廢熱鍋爐殼管式，內(nèi)肩230 根2X3.5mm 長6m 的冷卻管，總換熱西 積150m2,管外為水 的蒸發(fā)空間.產(chǎn)生0.4O5MP4勺飽和蒸汽臺16E-2丙烯蒸發(fā)器圓筒式，內(nèi)

26、有 38X2.5的U型鋼管，內(nèi)走冷凍鹽水，管 外是丙烯蒸發(fā)空間， 換熱面積36 m2臺17E-3丙烯過熱器浮頭式換熱器，殼 體直徑426mm內(nèi)有 2.5X2.5mm 長4.5m的換熱管74 根，換熱面積25.6m 。雙恬1,單殼層BFT426臺18E-4氨蒸發(fā)器圓筒式，內(nèi)有換熱 蛇管，管內(nèi)走加熱蒸 汽，管外為液氨蒸發(fā) 空間。換熱面積22.Om臺19E-5氨氣過熱器浮頭式熱交換器， 殼體直徑325mm.內(nèi)啟價19X2mm長 3m的換熱管60根。換熱回積10.5m.雙管程、單殼程BFT325臺110E-6空氣加熱器浮頭式換熱器。殼 體直徑700mm內(nèi)有 25X2.5mm長 3m 的抉熱管268根，

27、換熱面積2,、，80.4m ,雙冗層、單殼程BFT700臺111E-7循環(huán)冷卻器列管式石墨換熱 器,殼體直徑900mm 內(nèi)啟內(nèi)徑 22mm長 3m的衣?lián)Q熱管 4172根，換熱面積105mGH90-105 1臺1石墨12E-8換熱器浮頭式換熱器.殼 體直徑1000mm內(nèi)有25X2.5mm長 4.5m的換熱器甘606 根.換熱面積206.6m ,雙田.單 殼程AFT1000臺1不銹鋼13E-9吸收水第一冷卻器螺旋板換熱器，外徑 1600mm 1.2m 板厚 4mm通過間距14mm.一2換熱面積123.7m ,公稱壓力1.OMPaJB/T4723-92臺1不銹鋼14E-10吸收水第二冷卻器規(guī)格、型號

28、與吸收 水第一冷卻器相同JB/T4723-92臺1不銹鋼15E-11吸收水第三冷卻器規(guī)格、型號與吸收 水第一冷卻器相同JB/T4723-92臺1不銹鋼16B-1循環(huán)液泵耐腐蝕離心泵.流一3室5OnYh,揚程30m電機功率7.5kw80FVZ-30臺317C-1空氣壓縮機活塞式空氣壓縮機，一一2，”排氣重55m/Min ,排氣壓力 0.35MPa.電機功率250kw5L-55/3.5臺418V-1中和液貯槽臥式橢圓封頭容器.工作壓0.25MPa. 、3，公稱容積6m,直徑1600mm 2600mJB1428-74119V-2空氣飽和塔釜液槽臥式橢圓封頭容器. 工作壓力0.25MPa, 公稱容積

29、6n3,直徑 1600mmr 2600mmJB1428-74臺120V-3混合器立式橢圓封頭容 器，工作壓0.25MPa.公稱容積 6m,直徑1600mm高 2600mmJB1426-74臺1管 口 按 工 藝 條 件 修 改5.2原料消耗綜合表序 號物料名 稱成分單位每噸產(chǎn) 品的消 耗 量 100%噸品消量業(yè)度 每產(chǎn)的耗工純每小 時消 耗量 工業(yè) 純度每晝夜 消耗量 工業(yè)純 度每本 量度乒消耗 二業(yè)純1234567891丙烯85%t1.331.5651.18828.585502氨100%t0.56130.56130.42610.2230673硫酸93%t0.23610.25390.19274

30、.6251387.44原料水100%t9.5159.5157.221173.3519915.3能量消耗綜合表 0.405MPa蒸汽產(chǎn)生量a.濃相段換熱裝皿3953kg/hb.稀相段換熱裝里879kg/hc.廢熱鍋護1217kg/h(2) 0.405MPa加熱蒸汽消耗量a.丙烯過熱器 71.6kg/hb.氮燕發(fā)器280kg/hc.氮過熱器35kg/h(3) 0.608MPa加熱蒸汽消耗量空氣加熱器288kg/h(4)循環(huán)水用皿a.循環(huán)冷卻器188.65t/hb.吸收水第一冷卻器 214. 88t/hc.空氣壓縮機冷卻水9. 6t/h(5)深井水吸收水第二冷卻器196. 2t/h(6)冷凍鹽水a(chǎn).

31、 0 。 0c冷凍鹽水76.122t/h(丙烯蒸發(fā)器用)b. -51 。0c冷凍鹽水，94.566t/h(吸收水第三冷卻器用)由上面所列數(shù)據(jù)可以得到加熱蒸汽、循環(huán)水、深井水和冷凍鹽水的用量的計算值，再在深井水、循環(huán)水和加熱蒸汽量的計算值乘以1.3的安全系數(shù)，冷凍鹽水用量按計算值乘以1.2的安全系效，就得到能量消耗綜合表。往意表中第 7欄是工段產(chǎn)生的蒸汽，而非 消耗量。序 號名稱單 位規(guī)格每噸產(chǎn) 品的消 耗量每小 時的 消耗 量每晝 夜的 消耗 量每年的 消耗量備 注1深井水t336255612018360002循環(huán)水t692525126037800003加熱蒸汽t0.405MPa0.6590.

32、5036004加熱蒸汽t0.608MPa0.5010.381227365冷凍鹽水t0 c118.6909.126480006冷凍鹽水t5 C151.511521608280007產(chǎn)生蒸汽t0.405MPa6.056.05276043560量145.25.4排出物綜合表序 號名稱特性和成分單位每噸 產(chǎn)品 排出 量每小時 排出量每年 排出 量備 注1中和塔其中含 ANt1. 0080.76465505廢液0.03%（質(zhì)量分數(shù)，下同）ACN 0.153%HCN 0.5% (NH4)2SO 30.9%H2O 68.53%溫度81 C 其中含2水吸收 塔尾氣GH 1.38%(質(zhì)量 分數(shù)，下同)C2H6

33、1.764%O2 5.53%N, 86.52%CO 1.212%水蒸氣3.599%m3(ST P)704653473.85義107溫度10 C其中 含AN 0.00525%（質(zhì) 量分數(shù)，下同）3空氣飽 和塔塔 底排污AN 0.0084%鼠醇 0.00053%ACL 0.00021%H2O 99.985%溫度79 Ct11.28.5612006.環(huán)境保護和安全措施要求丙烯月青生產(chǎn)中的廢水和廢氣處理在丙烯月青生產(chǎn)中，有大量的工業(yè)污水產(chǎn)生，這些污水中含有氫氟酸、乙月青、丙烯月青和丙烯醛等有毒物質(zhì)，如不經(jīng)處理直接排放，會污染水源， 對人體和動、植物造成危害。因此，國家對含氟廢水的排放有嚴格的規(guī)定，一定

34、要將它們 治理達到標準后，才準予排放。丙烯月青裝置的廢水來源主要是反應生成水和工藝過程用水。因反應條件和采用的催化劑不同，各主、副反應物的單程收率不會一樣，生成水量 也會有所差別。通常合成1 t丙烯月青產(chǎn)生1.52.0 m+3反應生成水。工藝過程用水包 括分離合成產(chǎn)物過程用的吸收水和萃取水，反應器用的稀釋蒸氣（有些催化劑不用），和蒸儲塔用的直接蒸氣（最終冷凝成水）。在提純丙烯月青、乙月青、氫氟酸的加工過程中需將 水分離、排放。這些排放水中有含氟毒物、聚合物、無機物（硫酸錢、催化劑粉塵等）,在排放前都需要經(jīng)過處理。例如 ，氨中和塔釜液經(jīng)廢水塔處理后，含丙烯月青100300 mg/l,乙月青 10

35、0200 mg/l,氫氟酸 10001500 mg/l,化學需氧量 2000030000 mg/l, 總有機物含量達5%（w）。來自乙月青精制系統(tǒng)及清洗設備的廢堿液中，含乙月青1.01.5%（w）, 氫氧化鈉2.02.5%（w）,其它物質(zhì)1.52.0%（w）。減少廢水量對廢水治理極為有利，是防治污染的有效措施。由于丙烯月青生產(chǎn)中各設備排放出來的污水成分不同，將它們分別處理比較有利。氨中和塔（急冷塔）產(chǎn)生的硫酸錢污水，先經(jīng)廢水塔回收丙烯月青等有機物，再通過沉降分離除去催化劑粉末和不溶性的 固體聚合物，由于這部分污水有毒物質(zhì)含量高、雜質(zhì)多，處理比較困難，故直接送焚燒爐 燒掉。燃燒時，用中壓蒸氣霧化

36、，以重油作輔助燃料，爐內(nèi)溫度保持在8001000c之間。 因污水中含有硫酸錢，燃燒中又轉(zhuǎn)化成二次污染物二氧化硫，為了不造成二次污染，需用 60 m高的煙囪排入大氣，保持著地廢氣中二氧化硫含量小于 0.5 ppm。來自乙月青精制系統(tǒng)及清洗設備的堿性污水，乙月青含量較高，用焚燒方法處理比較合適。由于堿對一般的污水焚燒爐耐火材料的腐蝕作用，故應專門設置堿性污水焚燒爐。當廢水量較大，氟化物（包括有機氟化物）含量較低時，則可用生化方法處理，最常用的方法是曝氣池 活性污泥法。在廢水貯池中混合均勻的廢水進入曝氣池，由通氣管激烈供氣（有時也采用表面葉輪攪拌）。經(jīng)曝氣后進入沉淀池，其上清液作為已處理好的水加氯氣

37、殺菌后排放。一部分沉淀 污泥作為剩余污泥被排出系統(tǒng)外，余下的作為回流污泥再流回曝氣池使用?；钚晕勰嗍?微生物群和被吸附的有機物、無機物的總稱，在這里微生物群體形成菌膠團，它將廢水包 裹在內(nèi)，進行生物學吸附作用，繼而進一步發(fā)生氧化分解生成 CO牙口水。由于菌膠團容易 沉降,所以就能在較短時間內(nèi)處理廢水。6.1 安全防護措施撤離時，佩戴空氣呼吸器。眼睛防護：呼吸系統(tǒng)防護中已作防護 身體防護：穿連衣式膠布防毒衣。手防護：戴橡膠手套。其它：工作現(xiàn)場禁止吸煙、進食和飲水。工作畢，徹底清洗。單獨存放被毒物污染 的衣服，洗后備用。車間應配備急救設備及藥品。作業(yè)人員應學會自救互救。應急措施。急救措施：（1）皮

38、膚接觸：立即脫去被污染的衣著，用流動清水或 5%（代硫酸鈉 溶液徹底沖洗至少20分鐘。就醫(yī)。（2）眼睛接觸：提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水 沖洗。就醫(yī)。（3）吸入：迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難， 給輸氧。呼吸心跳停止時，立即進行人工呼吸（勿用口對口）和胸外心臟按壓術。給吸 入亞硝酸異戊酯，就醫(yī)。（4）食入：飲足量溫水，催吐，用1 ： 5000高鈕酸鉀或5蜥 代硫酸鈉溶液洗胃。就醫(yī)。泄漏應急處理：迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至安全區(qū)，并進行隔離，嚴格限制出入。 切斷火源。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿防毒服。盡可能切斷泄漏源，防 止進入下水道、排洪溝等限制性空間。小量泄

39、漏：用活性炭或其它惰性材料吸收。也可 用大量水沖洗，洗水稀釋后放入廢水系統(tǒng)。大量泄漏：構筑圍堤或挖坑收容；用泡沫覆 蓋，降低蒸氣災害。噴霧狀水冷卻和稀釋蒸氣、保護現(xiàn)場人員、把泄漏物稀釋成不燃物。 用防爆泵轉(zhuǎn)移至槽車或?qū)Ｓ檬占鲀?nèi)，回收或運至廢物處理場所處置。廢棄物處置方法： 焚燒法，焚燒爐要有后燃燒室，焚燒爐排出的氮氧化物通過洗滌器除去?；瘜W法，用乙 醇氫氧化鈉處理，將其產(chǎn)物同大量水一起排入下水道。另外，從廢水中回收丙烯月青也是 一種可考慮的處理辦法。滅火方法：消防人員必須佩戴過濾式防毒面具（全面罩）或隔離式呼吸器、穿全身防火防毒服， 在上風處滅火。滅火劑：二氧化碳、干粉、砂土。 用水滅火無效

40、，但須用水保持火場容器冷卻。工藝流程中安全防護措施丙烯氨氧化法的生產(chǎn)工序主要有氧化和回收精制。丙烯與氨按一定比例混合送入氧化反應器，由分布器均勻分散到催化劑床層中?？諝獍匆欢ū壤龔姆磻鞯撞窟M入，經(jīng)分布板向上 流動，與丙烯、氨混合并使催化劑床層流化。丙烯、氨、空氣在 440450c和催化劑的 作用下生成丙烯月青。反應生成熱由高壓冷卻水管產(chǎn)生高壓蒸汽移出；反應氣體中的過量 氨在中和塔上部與硫酸中和生成硫酸錢被回收；反應氣體中的丙烯月青和其它有機產(chǎn)物在吸收塔被水全部吸收下來；吸收塔液中的乙月青在回收塔被分離出來；回收塔液中的氫鼠 酸在脫氨酸塔蒸出回收；在成品塔將水和易揮發(fā)物脫除得到高純度的丙烯月青

41、產(chǎn)品。 本裝置所用原料和產(chǎn)品及副產(chǎn)物均為可燃氣體或易燃液體，其中氫氟酸為I級毒物，丙 烯月青等為R級毒物。該裝置屬石油、化工生產(chǎn)中安全衛(wèi)生檢查的重點。重點部位。（1）氧化反應器 氧化反應器是本裝置的主要生產(chǎn)設備，生產(chǎn)中參加反 應的物料丙烯、氨、空氣具有形成爆炸性混合物的基礎條件，加之反應溫度提供的熱能 源，因此具備燃燒、爆炸三要素。當工藝控制失調(diào)，參加反應氣體比例達到爆炸范圍， 由催化劑床溫即可引爆或引燃（床溫 450C,丙烯自燃點410C）,此類事故在開、停 工過程中更易發(fā)生。某丙烯月青裝置在開工預熱時，因系統(tǒng)的氮氣置換不徹底，加熱爐點火造成反應器內(nèi)的可燃氣體爆鳴。 丙烯氨氧化為強放熱反應，

42、保持器內(nèi)正常熱量平衡是安全穩(wěn)定操作的關鍵，當遇到自動 控制系統(tǒng)故障，如：突然停電、停水 、停氣（儀表空氣）或儀表局部失靈等，有發(fā)生 飛溫燒壞催化劑或設備的危險。在自動化程度不高和安全保護設施不夠完善的固定床反 應器的操作中，發(fā)生事故的可能性更大。如某廠固定床反應器，曾兩次發(fā)生反應器列管 腐蝕泄漏，造成丙烯、氨、空氣進入熱載體一熔鹽（硝酸鉀、亞硝酸鈉的混合物）著火， 引起熔鹽分解爆炸事故。精制工序機泵區(qū)精制工序機泵區(qū)是轉(zhuǎn)送丙烯月青、氫氟酸、乙月青和其它混合物料的集中區(qū)。泵區(qū)的靜、動密封點甚多，是跑、冒、滴、漏等隱患的危險區(qū)域，特別是氫氟酸 的沸點僅為26C,常溫下極易氣化，對作業(yè)人員威脅甚大。該

43、裝置中發(fā)生氫氟酸、丙烯 月青中毒或因搶救知識不足、方法不當而發(fā)生的死亡事故已有多起。正確的操作維護和嚴 格的防護以及安全監(jiān)督是該區(qū)不容忽視的工作?；鹁婧头贌隣t?；鹁婧头贌隣t是處理裝置中排出的廢氣、廢液、廢渣的專用設施， 一般不被重視。但是，它們的故障會造成整個裝置的廢料無處排放而被迫停車，還可構 成爆炸、污染、中毒等嚴重事故。氧化反應器。預熱升溫投料前，必須進行系統(tǒng)氣密性試壓，經(jīng)氮氣置換氧含量低于2% 否則不準點火升溫和投料。投料升溫時，要檢查投料程序是否正確，一定按照先投空氣 再投氨，待器內(nèi)氧含量降至7姒下逐漸投入丙烯的順序進行，防止丙烯過早進入反應器 與過量氧氣發(fā)生激烈燃燒而飛溫，致使催化劑和設備被燒壞生產(chǎn)過程中須經(jīng)常對原料氣 的混合比例和催化劑床層溫度進行檢查。其中床層溫度不能超過450 C ,發(fā)現(xiàn)異常要及時查找原因和處理。要防止丙烯投料過量，造成飛溫或投料比例失常，形成爆炸性混合 氣體.反應器的高壓冷卻水是平衡反應熱量的重要手段，其供水壓力是重要的工藝指標 之一，必須經(jīng)常檢查。發(fā)現(xiàn)不正?，F(xiàn)象時要迅速處理，防止燒壞水管（高壓蒸汽鍋爐） 或由此而引起的其它事故。精制工藝機泵區(qū)及塔系的靜、動密封點是正常生產(chǎn)中應經(jīng)常檢查和嚴密監(jiān)視的部 位，發(fā)現(xiàn)泄漏和有不正?，F(xiàn)象時，必須迅速采取措施處理，不準在泄漏和不正常的情況 下繼續(xù)生產(chǎn)，以防