年產(chǎn)14萬噸丙烯腈項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)附錄

QIUBGQIUBG年產(chǎn)14萬噸丙烯腈項(xiàng)目——附錄年產(chǎn)14萬噸丙烯腈項(xiàng)目附錄

目錄第一章物料衡算 51.1總論 51.2衡算方法 51.3總項(xiàng)目核算 61.3.1總工藝流程圖 61.3.2物料衡算任務(wù) 61.3.3反應(yīng)器系統(tǒng)物料衡算 71.3.4急冷吸收系統(tǒng)物料衡算 111.3.5回收系統(tǒng)物料衡算 151.3.5丙烯腈精制系統(tǒng)物料衡算 191.3.6乙腈精制系統(tǒng)物料衡算 241.3.7四效蒸發(fā)系統(tǒng)物料衡算 28第二章熱量衡算 332.1概述 332.2熱量衡算原則 332.3各工段熱量衡算 342.3.1反應(yīng)器系統(tǒng)熱量衡算 342.3.2急冷吸收系統(tǒng)熱量衡算 352.3.3回收系統(tǒng)熱量衡算 352.3.4丙烯腈精制系統(tǒng)熱量衡算 362.3.5乙腈精制系統(tǒng)熱量衡算 372.3.6四效蒸發(fā)精制系統(tǒng)熱量衡算 38第三章熱集成及節(jié)能技術(shù) 403.1概述 403.2換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)任務(wù) 403.2.1工藝流程 403.2.2物料流股提取 403.2.3確定熱量目標(biāo) 413.3換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 42第四章設(shè)備選型與典型設(shè)備設(shè)計(jì) 454.1塔設(shè)備選型及設(shè)計(jì) 454.1.1塔設(shè)備選型設(shè)計(jì)依據(jù) 454.1.2塔設(shè)備選型 454.1.3塔設(shè)備設(shè)計(jì)方法 494.1.4塔體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 504.1.5塔體強(qiáng)度校核 554.1.6塔設(shè)備選型結(jié)果 774.2換熱器選型設(shè)計(jì) 784.2.1換熱器選型設(shè)計(jì)依據(jù) 784.2.2換熱器類型簡介 784.2.3換熱器選型原則 824.2.4換熱器選型 844.2.5換熱器設(shè)計(jì)軟件 884.2.6換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 884.2.7換熱器強(qiáng)度校核 914.2.8換熱器選型結(jié)果： 984.3蒸發(fā)器選型 1164.3.1蒸發(fā)器類型簡介 1164.3.2蒸發(fā)器選型原則 1194.3.3蒸發(fā)器選型設(shè)計(jì) 1204.3.4蒸發(fā)器選型結(jié)果： 1214.4儲罐選型設(shè)計(jì) 1214.4.1儲罐選型依據(jù) 1214.4.2丙烯儲罐 1214.4.2液氨儲罐 1224.4.3丙烯腈儲罐 1224.4.4乙腈儲罐 1234.4.5儲罐選型一覽表 1234.5泵選型設(shè)計(jì) 1214.5.1泵選型設(shè)計(jì)依據(jù) 1254.5.2工業(yè)用泵的分類和適用范圍 1254.5.3化工裝置對泵的要求 1264.5.4泵的選型原則 1274.5.6泵選型結(jié)果 1274.6設(shè)備選型一覽表 130第五章物料性質(zhì) 1345.1概述 1345.2物料概覽 1345.3MSDS數(shù)據(jù) 1355.3.1丙烯MSDS 1355.3.2氨MSDS 1385.3.3丙烯腈MSDS 1415.3.4乙腈MSDS 1455.3.5氫氰酸MSDS 1485.3.6丙烯醛MSDS 1515.3.7COMSDS 1545.3.8CO2MSDS 1575.3.9丙烷MSDS 1605.3.10磷酸MSDS 1635.3.11氫氧化鈉MSDS 165第一章物料衡算1.1總論項(xiàng)目使用丙烯氨氧化法制丙烯腈，產(chǎn)品制得純度為97%的丙烯腈氣體，年產(chǎn)量為13萬噸；下游使用10萬噸丙烯腈與丁二烯、苯乙烯共聚制得ABS樹脂。在已確定化學(xué)生產(chǎn)工藝和流程后，由定性階段轉(zhuǎn)向定量階段，通過對整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)、生產(chǎn)車間，以及部分重要的生產(chǎn)單元進(jìn)行物料衡算計(jì)算出主、副產(chǎn)品的產(chǎn)量，原材料的消耗定額、“三廢”排放量及組成，以及產(chǎn)品收率等各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，從而定量地評述初步設(shè)計(jì)所選擇的工藝路線、生產(chǎn)方法及工藝流程在經(jīng)濟(jì)上是否合理，技術(shù)上是否先進(jìn)，為后階段的設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)。1.2衡算方法物料衡算是根據(jù)質(zhì)量守恒定律，利用某進(jìn)出化工過程中某些已知物流的流量和組成，通過建立有關(guān)物料的平衡式和約束式，求出其他未知物流的流量和組成的過程。系統(tǒng)中物料衡算一般表達(dá)式為：系統(tǒng)中的積累=輸入-輸出+生成-消耗式中，生成或消耗項(xiàng)是由于化學(xué)反應(yīng)而生成或消耗的量；積累量可以是正值，也可以是負(fù)值，當(dāng)系統(tǒng)中積累量不為零時(shí)稱為非穩(wěn)定狀態(tài)過程；積累量為零時(shí)，稱為穩(wěn)定狀態(tài)過程。穩(wěn)定狀態(tài)過程時(shí)，可以簡化為：輸入=輸出-生成+消耗對無化學(xué)反應(yīng)的穩(wěn)定過程，又可表示為：輸入=輸出物料衡算包括總質(zhì)量衡算、組分衡算和元素衡算。各種衡算方法的適用情況如Table1-2所示：表1-1物料橫算式適用范圍類別物料衡算形式無化學(xué)反應(yīng)有化學(xué)反應(yīng)總衡算式總質(zhì)量衡算式適用適用總物質(zhì)的量衡算式適用不適用組分衡算式組分質(zhì)量衡算式適用不適用組分物質(zhì)的量衡算式適用不適用元素原子衡算式元素原子質(zhì)量衡算式適用適用元素原子物質(zhì)的量衡算式適用適用由于系統(tǒng)中存在化學(xué)反應(yīng)，我們主要采用總質(zhì)量衡算的的衡算方法，同時(shí)列出每種物料組分的質(zhì)量流量便于查找和計(jì)算。1.3總項(xiàng)目核算1.3.1總工藝流程圖從原料入廠到產(chǎn)品輸出，其工藝路線可分為如下6個(gè)系統(tǒng)：反應(yīng)器系統(tǒng)、急冷吸收系統(tǒng)、回收系統(tǒng)、丙烯腈精制系統(tǒng)、乙腈精制系統(tǒng)、四效蒸發(fā)系統(tǒng)圖1-1產(chǎn)品總工藝路線圖1.3.2物料衡算任務(wù)對于本廠，工藝采取年開工300天的連續(xù)操作，其中一年內(nèi)的三~四周（約25天）用于固定的停車設(shè)備檢修及緊急情況處理。物料衡算的主要任務(wù)在于：確定丙烯腈、乙腈和氫氰酸的實(shí)際產(chǎn)量以及質(zhì)量指標(biāo)確定磷酸吸收劑的循環(huán)量以及損失率等指標(biāo)；確定工藝中的“三廢”排放量等公共經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；匯總?cè)鞒涛锪虾馑?，?shù)據(jù)用于完成物料流程圖等后續(xù)設(shè)計(jì)任務(wù)。1.3.3反應(yīng)器系統(tǒng)物料衡算圖1-2反應(yīng)器系統(tǒng)工藝路線圖表1-2反應(yīng)器系統(tǒng)總物料衡算入口出口物流編號101102103104物流說明丙烯液氨空氣反應(yīng)產(chǎn)物Temperature（℃）0.94.2183.5446.0Pressure（bar）6.0005.0003.5001.410VaporFrac0.1940.0891.0001.000MoleFlow（kmol/hr）451.448548.1233836.2375110.091MassFlow（kg/hr）19023.3109334.835110676.953139035.494VolumeFlow（cum/hr）360.268239.37641614.423216698.658Enthalpy（Gcal/hr）0.271-8.6464.271-51.557MassFlow（kg/hr）C3H618452.6110.0000.000292.726C3H8570.6990.0000.000570.699NH30.0009334.8350.0001194.431O20.0000.00025778.544775.267N20.0000.00084898.40985270.135AN0.0000.0000.00019312.931ACN0.0000.0000.000570.664HCN0.0000.0000.0001988.800ACL0.0000.0000.000125.379H2O0.0000.0000.00025285.790CO0.0000.0000.000906.680CO20.0000.0000.0002741.991MAP0.0000.0000.0000.000DAP0.0000.0000.0000.000C4H5NO0.0000.0000.0000.0002AN0.0000.0000.0000.000NAOH0.0000.0000.0000.000C4H4N20.0000.0000.0000.000NACN0.0000.0000.0000.000H3O+0.0000.0000.0000.000NA+0.0000.0000.0000.000NAOH(S)0.0000.0000.0000.000NAOH:(S)0.0000.0000.0000.000NACN(S)0.0000.0000.0000.000CN-0.0000.0000.0000.000OH-0.0000.0000.0000.000NACL0.0000.0000.0000.000MassFracC3H60.9700.0000.0000.002C3H80.0300.0000.0000.004NH30.0001.0000.0000.009O20.0000.0000.2330.006N20.0000.0000.7670.613AN0.0000.0000.0000.139ACN0.0000.0000.0000.004HCN0.0000.0000.0000.014ACL0.0000.0000.0000.001H2O0.0000.0000.0000.182CO0.0000.0000.0000.007CO20.0000.0000.0000.020MAP0.0000.0000.0000.000DAP0.0000.0000.0000.000C4H5NO0.0000.0000.0000.0002AN0.0000.0000.0000.000NAOH0.0000.0000.0000.000C4H4N20.0000.0000.0000.000NACN0.0000.0000.0000.000H3O+0.0000.0000.0000.000NA+0.0000.0000.0000.000NAOH(S)0.0000.0000.0000.000NAOH:(S)0.0000.0000.0000.000NACN(S)0.0000.0000.0000.000CN-0.0000.0000.0000.000OH-0.0000.0000.0000.000NACL0.0000.0000.0000.000MoleFlowkmol/hrC3H6438.5060.0000.0006.956C3H812.9420.0000.00012.942NH30.000548.1230.00070.135O20.0000.000805.61024.228N20.0000.0003030.6273043.897AN0.0000.0000.000363.958ACN0.0000.0000.00013.901HCN0.0000.0000.00073.589ACL0.0000.0000.0002.236H2O0.0000.0000.0001403.575CO0.0000.0000.00032.369CO20.0000.0000.00062.304MAP0.0000.0000.0000.000DAP0.0000.0000.0000.000C4H5NO0.0000.0000.0000.0002AN0.0000.0000.0000.000NAOH0.0000.0000.0000.000C4H4N20.0000.0000.0000.000NACN0.0000.0000.0000.000H3O+0.0000.0000.0000.000NA+0.0000.0000.0000.000NAOH(S)0.0000.0000.0000.000NAOH:(S)0.0000.0000.0000.000NACN(S)0.0000.0000.0000.000CN-0.0000.0000.0000.000OH-0.0000.0000.0000.000NACL0.0000.0000.0000.000MoleFracC3H60.9710.0000.0000.001C3H80.0290.0000.0000.003NH30.0001.0000.0000.014O20.0000.0000.2100.005N20.0000.0000.7900.596AN0.0000.0000.0000.071ACN0.0000.0000.0000.003HCN0.0000.0000.0000.014ACL0.0000.0000.0000.000H2O0.0000.0000.0000.275CO0.0000.0000.0000.006CO20.0000.0000.0000.012MAP0.0000.0000.0000.000DAP0.0000.0000.0000.000C4H5NO0.0000.0000.0000.0002AN0.0000.0000.0000.000NAOH0.0000.0000.0000.000C4H4N20.0000.0000.0000.000NACN0.0000.0000.0000.000H3O+0.0000.0000.0000.000NA+0.0000.0000.0000.000NAOH(S)0.0000.0000.0000.000NAOH:(S)0.0000.0000.0000.000NACN(S)0.0000.0000.0000.000CN-0.0000.0000.0000.000OH-0.0000.0000.0000.000NACL0.0000.0000.0000.0001.3.4急冷吸收系統(tǒng)物料衡算圖1-3急冷吸收系統(tǒng)工藝路線圖表1-3急冷吸收系統(tǒng)總物料衡算入口出口物流編號105130106111110物流說明磷酸二氫銨吸收水磷酸氫二銨吸收后富水塔頂放空Temperature（℃）30.04.285.066.04.2Pressure（bar）1.5001.3001.0001.7001.000VaporFrac0.0000.0000.0000.0001.000MoleFlow（kmol/hr）1119.52816938.485247.80819628.0673210.333MassFlow（kg/hr）27000.000305793.70213461.983367323.64691043.568VolumeFlow（cum/hr）28.003302.15614.570396.53874029.287Enthalpy（Gcal/hr）-50.321-1161.833-30.345-1280.881-9.078MassFlow（kg/hr）C3H60.0000.0000.0000.274292.451C3H80.0000.0000.0000.134570.565NH30.0000.0000.0000.0000.000O20.0000.0000.0000.149775.118N20.0000.0000.0328.31585261.789AN0.0000.00096.65818205.3880.006ACN0.0000.2495.784565.1000.028HCN0.0000.0004.6881923.6720.001ACL0.0000.0000.0000.0000.000H2O18900.000305000.0002964.574345711.750509.466CO0.0000.0000.0000.130906.550CO20.0000.0000.02614.3732727.592MAP8100.0000.00032.7190.0000.000DAP0.0000.0009261.7120.0000.000C4H5NO0.000355.826140.503401.1380.0022AN0.000437.628955.284493.2220.000NAOH0.0000.0000.0000.0000.000C4H4N20.0000.0000.0000.0000.000NACN0.0000.0000.0000.0000.000H3O+0.0000.0000.0000.0000.000NA+0.0000.0000.0000.0000.000NAOH(S)0.0000.0000.0000.0000.000NAOH:(S)0.0000.0000.0000.0000.000NACN(S)0.0000.0000.0000.0000.000CN-0.0000.0000.0000.0000.000OH-0.0000.0000.0000.0000.000NACL0.0000.0000.0000.0000.000MassFracC3H60.0000.0000.0000.0000.003C3H80.0000.0000.0000.0000.006NH30.0000.0000.0000.0000.000O20.0000.0000.0000.0000.009N20.0000.0000.0000.0000.936AN0.0000.0000.0070.0500.000ACN0.0000.0000.0000.0020.000HCN0.0000.0000.0000.0050.000ACL0.0000.0000.0000.0000.000H2O0.7000.9970.2200.9410.006CO0.0000.0000.0000.0000.010CO20.0000.0000.0000.0000.030MAP0.3000.0000.0020.0000.000DAP0.0000.0000.6880.0000.000C4H5NO0.0000.0010.0100.0010.0002AN0.0000.0010.0710.0010.000NAOH0.0000.0000.0000.0000.000C4H4N20.0000.0000.0000.0000.000NACN0.0000.0000.0000.0000.000H3O+0.0000.0000.0000.0000.000NA+0.0000.0000.0000.0000.000NAOH(S)0.0000.0000.0000.0000.000NAOH:(S)0.0000.0000.0000.0000.000NACN(S)0.0000.0000.0000.0000.000CN-0.0000.0000.0000.0000.000OH-0.0000.0000.0000.0000.000NACL0.0000.0000.0000.0000.000MoleFlowkmol/hrC3H60.0000.0000.0000.0076.950C3H80.0000.0000.0000.00312.939NH30.0000.0000.0000.0000.000O20.0000.0000.0000.00524.223N20.0000.0000.0010.2973043.599AN0.0000.0001.822343.0860.000ACN0.0000.0060.14113.7650.001HCN0.0000.0000.17371.1790.000ACL0.0000.0000.0000.0000.000H2O1049.10916930.073164.55919189.91828.280CO0.0000.0000.0000.00532.365CO20.0000.0000.0010.32761.977MAP70.4190.0000.2840.0000.000DAP0.0000.00070.1350.0000.000C4H5NO0.0004.2821.6914.8280.0002AN0.0004.1249.0014.6470.000NAOH0.0000.0000.0000.0000.000C4H4N20.0000.0000.0000.0000.000NACN0.0000.0000.0000.0000.000H3O+0.0000.0000.0000.0000.000NA+0.0000.0000.0000.0000.000NAOH(S)0.0000.0000.0000.0000.000NAOH:(S)0.0000.0000.0000.0000.000NACN(S)0.0000.0000.0000.0000.000CN-0.0000.0000.0000.0000.000OH-0.0000.0000.0000.0000.000NACL0.0000.0000.0000.0000.000MoleFracC3H60.0000.0000.0000.0000.002C3H80.0000.0000.0000.0000.004NH30.0000.0000.0000.0000.000O20.0000.0000.0000.0000.008N20.0000.0000.0000.0000.948AN0.0000.0000.0070.0170.000ACN0.0000.0000.0010.0010.000HCN0.0000.0000.0010.0040.000ACL0.0000.0000.0000.0000.000H2O0.9371.0000.6640.9780.009CO0.0000.0000.0000.0000.010CO20.0000.0000.0000.0000.019MAP0.0630.0000.0010.0000.000DAP0.0000.0000.2830.0000.000C4H5NO0.0000.0000.0070.0000.0002AN0.0000.0000.0360.0000.000NAOH0.0000.0000.0000.0000.000C4H4N20.0000.0000.0000.0000.000NACN0.0000.0000.0000.0000.000H3O+0.0000.0000.0000.0000.000NA+0.0000.0000.0000.0000.000NAOH(S)0.0000.0000.0000.0000.000NAOH:(S)0.0000.0000.0000.0000.000NACN(S)0.0000.0000.0000.0000.000CN-0.0000.0000.0000.0000.000OH-0.0000.0000.0000.0000.000NACL0.0000.0000.0000.0000.0001.3.5回收系統(tǒng)物料衡算圖1-4回收系統(tǒng)工藝路線圖表1-4回收系統(tǒng)總物料衡算入口出口物流編號111131132+循環(huán)水114116物流說明吸收后富水溶劑水塔釜液粗丙烯腈粗乙腈Temperature（℃）66.068.0115.23833540.679.5Pressure（bar）1.7001.2001.71.0201.100VaporFrac0.0000.00000.0000.000MoleFlow（kmol/hr）19628.0677775.04226865.6834489.47247.239MassFlow（kg/hr）367323.646140364.322485011.3121484.6471167.305VolumeFlow（cum/hr）396.538147.789538.69876827.9171.598Enthalpy（Gcal/hr）-1280.881-524.563-1788.50799.212-2.051MassFlow（kg/hr）C3H60.2740.0001.589e-260.0110.000C3H80.1340.0005.4026e-190.0020.000NH30.0000.00000.0000.000O20.1490.0001.948e-190.0020.000N28.3150.0004.297e-200.0510.000AN18205.3880.0002.8493e-1318203.4050.680ACN565.1000.1140.394423732.651562.168HCN1923.6720.0001.7803e-101919.6461.113ACL0.0000.00000.0000.000H2O345711.750140000.00483752.4471355.748603.344CO0.1300.0003.6419e-180.0010.000CO214.3730.0003.0584e-203.0310.000MAP0.0000.00000.0000.000DAP0.0000.00000.0000.000C4H5NO401.138163.330564.3725750.0950.0002AN493.222200.878694.0968950.0040.000NAOH0.0000.00000.0000.000C4H4N20.0000.00000.0000.000NACN0.0000.00000.0000.000H3O+0.0000.00000.0000.000NA+0.0000.00000.0000.000NAOH(S)0.0000.00000.0000.000NAOH:(S)0.0000.00000.0000.000NACN(S)0.0000.00000.0000.000CN-0.0000.00000.0000.000OH-0.0000.00000.0000.000NACL0.0000.00000.0000.000MassFracC3H60.0000.0003.2762e-320.0000.000C3H80.0000.0001.1139e-240.0000.000NH30.0000.00000.0000.000O20.0000.0004.0164e-250.0000.000N20.0000.0008.8596e-260.0000.000AN0.0500.0005.8748e-190.8470.001ACN0.0020.0008.1323e-070.0000.482HCN0.0050.0003.6706e-160.0890.001ACL0.0000.00000.0000.000H2O0.9410.9970.997404470.0630.517CO0.0000.0007.5089e-240.0000.000CO20.0000.0006.3058e-260.0000.000MAP0.00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599VolumeFlow（cum/hr）43.15412.11812084.569Enthalpy（Gcal/hr）-143.274-43.116-101.526MassFlow（kg/hr）C3H60.0000.0000.000C3H80.0000.0000.000NH30.0000.0000.000O20.0000.0000.000N20.0000.0000.000AN0.0000.0000.000ACN0.0320.0000.032HCN0.0000.0000.000ACL0.0000.0000.000H2O38752.44611485.55627266.890CO0.0000.0000.000CO20.0000.0000.000MAP0.0000.0000.000DAP0.0000.0000.000C4H5NO45.21143.6091.6022AN55.60355.5270.076NAOH0.0000.0000.000C4H4N20.0000.0000.000NACN0.0000.0000.000H3O+0.0000.0000.000NA+0.0000.0000.000NAOH(S)0.0000.0000.000NAOH:(S)0.0000.0000.000NACN(S)0.0000.0000.000CN-0.0000.0000.000OH-0.0000.0000.000NACL0.0000.0000.000MassFracC3H60.0000.0000.000C3H80.0000.0000.000NH30.0000.0000.000O20.0000.0000.000N20.0000.0000.000AN0.0000.0000.000ACN0.0000.0000.000HCN0.0000.0000.000ACL0.0000.0000.000H2O0.9970.9911.000CO0.0000.0000.000CO20.0000.0000.000MAP0.0000.0000.000DAP0.0000.0000.000C4H5NO0.0010.0040.0002AN0.0010.0050.000NAOH0.0000.0000.000C4H4N20.0000.0000.000NACN0.0000.0000.000H3O+0.0000.0000.000NA+0.0000.0000.000NAOH(S)0.0000.0000.000NAOH:(S)0.0000.0000.000NACN(S)0.0000.0000.000CN-0.0000.0000.000OH-0.0000.0000.000NACL0.0000.0000.000MoleFlowkmol/hrC3H60.0000.0000.000C3H80.0000.0000.000NH30.0000.0000.000O20.0000.0000.000N20.0000.0000.000AN0.0000.0000.000ACN0.0010.0000.001HCN0.0000.0000.000ACL0.0000.0000.000H2O2151.088637.5451513.542CO0.0000.0000.000CO20.0000.0000.000MAP0.0000.0000.000DAP0.0000.0000.000C4H5NO0.5440.5250.0192AN0.5240.5230.001NAOH0.0000.0000.000C4H4N20.0000.0000.000NACN0.0000.0000.000H3O+0.0000.0000.000NA+0.0000.0000.000NAOH(S)0.0000.0000.000NAOH:(S)0.0000.0000.000NACN(S)0.0000.0000.000CN-0.0000.0000.000OH-0.0000.0000.000NACL0.0000.0000.000MoleFracC3H60.0000.0000.000C3H80.0000.0000.000NH30.0000.0000.000O20.0000.0000.000N20.0000.0000.000AN0.0000.0000.000ACN0.0000.0000.000HCN0.0000.0000.000ACL0.0000.0000.000H2O1.0000.9981.000CO0.0000.0000.000CO20.0000.0000.000MAP0.0000.00