年产10万吨丙烯腈合成段工艺设计
The Process Design of 100kta Acrylonitrile by
Synthesis
目录
摘要 ....................................................................................................................... Abstract ................................................................................................................引言 ...................................................................................................................第一章文献综述.................................................................................................
1.1 丙烯腈的概况 .............................................................................................................
1.1.1 丙烯腈的发展 ..........................................................................................................
1.1.2 丙烯腈的应用方向 ..................................................................................................
1.2 国内丙烯腈市场简况 .................................................................................................
1.2.1 现状 ..........................................................................................................................
1.2.2国内丙烯腈消费情况 ..............................................................................................
1.3 国外丙烯腈市场简况 .................................................................................................
1.3.1 现状 ..........................................................................................................................
1.3.2 国外丙烯腈消费情况 ..............................................................................................
1.4 丙烯腈的性质 .............................................................................................................
1.4.1化学性质 ..................................................................................................................
第二章工艺流程介绍.........................................................................................
2.1 生产方法简述 .............................................................................................................
2.2 工艺流程说明 .............................................................................................................
2.3 工艺条件 .....................................................................................................................
2.3.1 反应温度 ..................................................................................................................
2.3.2 反应压力 ..................................................................................................................
2.3.3 接触时间 ..................................................................................................................
2.3.4原料纯度 ..................................................................................................................第三章物料衡算和热量衡算.............................................................................
3.1 小时生产能力 .............................................................................................................
3.2物料衡算和热量衡算 .................................................................................................
3.2.1 反应器的物料衡算和热量衡算 ..............................................................................
3.2.2 废热锅炉的热量衡算 ..............................................................................................
3.2.3 空气饱和塔物料衡算和热量衡算 ..........................................................................
3.2.4 换热器物料衡算和热量衡算 ..................................................... 错误！未定义书
3.2.5 丙烯蒸发器热量衡算 ................................................................. 错误！未定义书
3.2.6 丙烯过热器热量衡算 ................................................................. 错误！未定义书
3.2.7 氨蒸发器热量衡算 ..................................................................... 错误！未定义书
3.2.8 气氨过热器 ................................................................................. 错误！未定义书
3.2.9 混合器 ......................................................................................... 错误！未定义书
3.2.10 空气加热器的热量衡算 ........................................................... 错误！未定义书第四章流化床反应器的工艺计算............................................... 错误！未定义书
4.1 计算依据 ........................................................................................ 错误！未定义书
4.2 浓相段直径 .................................................................................... 错误！未定义书
4.4 扩大段直径 .................................................................................................................
4.5 扩大段高度 .................................................................................................................
4.6 浓相段冷却装置的换热面积 .....................................................................................
4.7 稀相段冷却装置的换热面积 .....................................................................................第五章原料消耗综合表............................................................... 错误！未定义书
5.1原料消耗 ........................................................................................ 错误！未定义书
5.2 能量消耗综合表 ............................................................................ 错误！未定义书第六章丙烯腈生产中的废水和废气处理................................... 错误！未定义书结论 .....................................................................................................................致谢 ............................................................................................... 错误！未定义书参考文献 ...............................................................................................................附录A 工艺流程图
附录B 设备图
年产10万吨丙烯腈合成工段的工艺设计
摘要：本设计为年产10万吨丙烯腈的合成段工艺设计，在设计中采用了丙烯氨氧化生产丙烯腈法，此法能有效的降低生产成本。在该设计中对丙烯腈的国内外生产现状、性质、用途、生产方法进行了简单的介绍。本设计重点设计计算丙烯氨氧化生产丙烯腈的反应部分。工艺条件包括反应温度、反应压力、接触时间、原料纯度，反应原理有主、副反应、催化剂。通过物料衡算对丙烯腈的年生产能力、原料液流量进行了计算。通过设计计算得流化床的浓相段总高是13米，浓相段直径为4米，催化剂的堆体积为67.4立方米，稀相段高度为8米。稀相段直径为6米，经过合成丙烯腈含量最终达到了3%，经精馏后丙烯腈单程收率为78%，达到了预期的目标。关键词：丙烯腈；丙烯氨氧化法；工艺流程；温度
The Process Design of 100kta Acrylonitrile by
Synthetsis
Abstract: This is designed to 100kta acrylonitrile synthesis section process design, the design used in the production of acrylonitrile, propylene ammoxidation method, this method can effectively reduce production costs. In this design, the status of domestic and foreign production of acrylonitrile, nature, purpose, method of producing a simple introduction. The design focus design calculations propylene ammoxidation reaction part of the production of acrylonitrile. Process conditions include a reaction temperature, reaction pressure, contact time, purity of raw materials, a main reaction mechanism, side reactions, catalyst. Count of annual production capacity, raw material liquid flow acrylonitrile were calculated by mass balance. Dense phase fluidized bed section through the design calculated the total of the diameter of 6 meters, through the synthesis of acrylonitrile content eventually reach 3%,after one-way distillation of acrylonitrile yield of 78% ,to achieve the desired goal. Keywords:acrylonitrile; ammonia oxidation of propylene; process; temperature
引言
丙烯腈是重要的有机化工产品，在丙烯系列产品中居第二位，仅次于聚丙烯。在常温常压下丙烯腈是无色液体，味甜，微臭，沸点77.3℃。丙烯腈有毒，室内允许浓度为0.002mgL，在空气中爆炸极限(体积分数)为3.05％～17.5％，与水、苯、四氯化碳、甲醇、异丙醇等可形成二元共沸物。丙烯腈分子中含有C—C双键和氰基，化学性质活泼，能发生聚合、加成、氰基和氰乙基等反应，制备出各种合成纤维、合成橡胶、塑料、涂料等。
近年来，丙烷氨氧化生产丙烯腈的研究也取得长足进展，现已处于中试阶段。这一方面是由于价格的因素，丙烷的价格比丙烯低得多，另一方面也为惰性的丙烷开拓了新的应用领域。但就目前的技术水平来看，固定资产投资大，转化率低，选择性不高，目前报道的丙烷的转化率67％，选择性60％，还难以和丙烯氨氧化法相竞争，但其前景看好，根据美国斯坦福研究所18万ta丙烯腈概念设计，丙烷为原料生产丙烯腈的成本只是丙烯的64％。研究开发的催化剂主要有V-Sb-Al-O、V-Sb-W-Al-O、
Ga-Sb-A1-O、V-Bi-Mo-O等。
本设计包括设计说明和图纸两部分。说明书主要包括工艺流程的确定，物料衡算，热量衡算，工艺设备的设计及选型等。图纸包括工艺流程图，主设备图等。
第一章文献综述
1.1 丙烯腈的概况
1.1.1 丙烯腈的发展
20世纪60年代以前，丙烯腈的生产采用环氧乙烷、乙醛、乙炔等为原料和HCN反应制得，但HCN有剧毒，生产成本高。1960年美国Standard 石油公司(Sohio)(现BP公司)开发成功丙烯氨氧化一步合成丙烯腈新工艺，又称Sohio法。由于丙烯价廉易得，又不需剧毒的HCN，从此丙烯腈的生产发生了根本的变化。迄今为止，丙烯腈的工业生产都以此方法进行。1.1.2丙烯腈的应用方向
丙烯腈是合成纤维，合成橡胶和合成树脂的重要单体。由丙烯腈制得聚丙烯腈纤维即腈纶，其性能极似羊毛，因此也叫合成羊毛。丙烯腈与丁二烯共聚可制得丁腈橡胶，具有良好的耐油性，耐寒性，耐磨性，和电绝缘性能，并且在大多数化学溶剂，阳光和热作用下，性能比较稳定。丙烯腈与丁二烯、苯乙烯共聚制得ABS树脂，具有质轻、耐寒、抗冲击性能较好等优点。丙烯腈水解可制得丙烯酰胺和丙烯酸及其酯类。它们是重要的有机化工原料，丙烯腈还可电解加氢偶联制得己二腈，由己二腈加氢又可制得己二胺，己二胺是尼龙66原料。可制造抗水剂和胶粘剂等，也用于其他有机合成和医药工业中，并用作谷类熏蒸剂等。此外，该品也是一种非质子型极性溶剂、作为油田泥浆助剂PAC142原料。
丙烯腈是一种重要的有机化工原料，其用途十分广泛。世界上大多数国家50％以上的丙烯腈用于生产腈纶纤维。我国用于生产腈纶的丙烯腈占80％以上。此外，丙烯腈还用于生产丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)、丙苯树脂(AS)、丙烯酰胺、丁腈橡胶及丁腈胶乳、己二腈己二胺、丙烯腈阻隔性树脂、聚丙烯腈碳纤维等[1]。
1.2 国内丙烯腈市场简况
1.2.1现状
我国内烯腈生产起步于1968年。八十年代开始，我国丙烯腈工业发展很快，从国外引进技术目前正在运行的生产装置有9套(包括中国台湾省) ，总生产能力为58.8万t，加上采用国内技术的生产装置，总生产能力为59.3万t。
正在计划建设的生产装置有上海石化公司25万ta，金陵石化公司6.6万ta。另外，有不少装置也准备将其生产能力扩大。到2000年，我国丙烯腈总生产能力达80多万t，其中中国大陆丙烯腈生产能力达42万～45万ta，台湾省丙烯脂生产能力为38万ta。这样，我国2000年丙烯腈总生产能力将居世界第二位，而仅次于美国。
我国丙烯腈产量自进入90年代以来有较大的增长。1998年我国丙烯腈产量仅为8.05万t，1992年产量即达16.5万t。随着新装置的投产，产量逐年增长，但还不能满足国内对丙烯腈需求，需进口一定数量的丙烯腈。
我国内烯腈产量自进入90年代以来有较大的增长。1998年我国丙烯腈产量仅为8.05万t，1992年产量即达16.5万t。随着新装置的投产，产量逐年增长，但还不能满足国内对丙烯腈需求，需进口一定数量的丙烯腈。
1.2.2国内丙烯腈消费情况
近年来，我国的丙烯腈主要用于生产脂纶，大约占85％左右。其次为ABSS丙烯腈树脂。约占丙烯腈用量的6％～8％。其他为现烯酰胺：大庆油田石化总厂新建的5万ta丙烯酰胺装置投产后，用于生产丙烯酰胺的丙烯腈量有较大幅度的增长，约占3％。1999年底，国内丙烯腈价格开始上涨，至今年4月初达10300～10700元t。国际市场丙烯腈价格坚挺，亚洲市场价格也呈现上涨势头。由于日本旭化成为首的亚洲地区的丙烯腈生产装置相继进入检修期，丙烯腊有可能出现短期供不应求的局面。
我国丙烯腈消费80％以上用于腈纶的生产，腈纶市场的波动将会严重影响丙烯腈的生产。因此，适当减少用于腈纶的比例，拓宽其它产品的应用领域是十分必要的，我国2000年腈纶的产能分别达到40万t和54万t，腈纶对丙烯腈的需求为40万～45万t。2000年，我国ABS树腈的生产能力达到31万～32万t，以开工率80％计，其产量达24万～26万t，需求丙烯腈10万～12万t。丙烯酰胺对丙烯腈的需求约为5万t，SAN树脂、丁腈橡胶及其它方面的需求共约10万t，因此，2000年我国对丙烯腈的总需求为65万～72万t，中国大陆的丙烯腈生产能力仅为42万～50万10
缺口约20万t。2015年我国丙烯腈的需求达150多万t，缺口较大。所以，仍需进口一定数量的丙烯腈才能满足市场需求。
1.3 国外丙烯腈市场简况
1.3.1 现状
全世界丙烯腈的生产主要集中在美国、西欧和日本等国家和地区。全世界1999年丙烯腈总生产能力为523.3万t。美国、日、西欧丙烯腈生产能力合计为357万t，占世界总能力的66.9％。1999年世界丙烯腈需求量为480万t，产量470万t。2000年，世界丙烯腈总生产能力达到585万t，产量及消费量达到507万t。其中用于腈纶的消费量为275万t，用于ABS、AS为126万t，其它106万t。今年台塑公司4月和年末各有10万ta装置投产、美国Solutia公司8月25万ta装置建成，还会增加45万t生产能力。2000年是日本旭化成、三菱化学和韩国东西石油化学、泰光产业等公司的定期检修年，这会缓和对新增能力投产的冲击。
美国现有丙烯腈生产装置6套，总计生产能力为164.2万t。世界绝大多数丙烯腈装置采用的技术是BP公司的。1997年，BP公司丙烯腈生产能力占世界总丙烯腈生产能力的11.7％，占有份额最大。目前，日本旭化成国内丙烯腈产量已达40万t，供应能力达57万t，跃居为世界第二大丙
烯腈生产厂家。美国丙烯腈的开工率到1999年几乎达到满负荷，随着新增能力的开工，其开工率会逐渐降低。美国腈纶纤维的80％左右出口，主要出口到远东。1997年美国丙烯腈出口量几乎占本年产量的50％，预计如此高的出口比例可一直延续到2015年。
西欧的丙烯腈生产装置共有9套，其中最大的为德国Erdoelchemie 公司和英国BASF公司，各为28万tg。西欧丙烯腈用于腈纶纤维占的比例较大，其次为ABS SAN树脂。中国是一个大的腈纶纤维和ABS树脂进口国，因此，中国这类产品的进口和出口的增加和减少会对欧洲和美国的丙烯腈工业产生很大的影响。
据预测，在今后十年，西欧丙烯腈在腈纶纤维方面的需求将继续保持不景气的状态。由于聚丙烯酰胺需求的快速增长，所以丙烯酰胺对丙烯腈需求的增长最快。2015年西欧丙烯腊总需求量为400万t，1996～2005年丙烯腈需求的年增长率为0.9％。
1.3.2 国外丙烯腈消费情况
近年，西欧丙烯腈供求平衡，这种状况将持续下去。自1996年以来开工率一直很高，直到2015年也将继续保持较高的水平。
日本现有6个丙烯腈生产厂家，最大的厂家是旭化成公司，生产能力达37.7万t a。日本1997年丙烯腈的需求量为70.6万t，2005年总需求量为77.5万t.1996～2005年平均年增长率为1.1％。
日本丙烯腈最主要的应用是腈纶纤维。1997年腈纶消耗丙烯腈的比例为52.4％，树脂与橡胶占29.7％，其它为17.9。日本在1997年之前进口丙烯腈数量较大，是世界上最大的丙烯腈进口国之一。1997年之后，日本期望其供需能够平衡。
韩国以前只有东西石油化学公司一家生产丙烯腈，1996年其生产能力由9万t a扩大到11万ta。泰光产业公司于1998年建成25万ta丙烯腈
生产装置。1997年韩国丙烯腈的需求量为35.5万t，其中66％用于晴纶纤维，但ABS对丙烯腈的需求增长最快。2000年，韩国是一个丙烯腈进口国，随着泰光产业公司25万ta丙烯腈装置的投产，其进口量将会明显地减少。
目前，印度只有IPCL一家公司生产丙烯腈，其生产能力为3万ta。计划于2000年在古吉拉特新建一套10万ta丙烯腈装置，另外，IOC公司也打算建一能力为7.5万ta的丙烯腈装置。
印度丙烯腈主要用于脂纶纤维的生产。1996年丙烯腈的需求为9.5万t。1996～2000年间年平均增长速度为10％，2000年需求量达13.9万t。在新装置建成之前,印度丙烯腈的需求缺口较大[2]。
另据报道,旭化成公司与沙特阿拉伯合建一25万ta的丙烯腈生产装置。沙特因原料充
亚洲目前丙烯腈生产能力为310万t，2015年将达到400万t，而2015年亚洲丙烯腈总需求为457万t，按所有装置都以100％的开工率计，还需从域外进口57万t。
亚洲几套大型装置，如韩国泰光产业25万ta装置、台塑20万ta及旭化成20万ta装置建成后，将大大改善亚洲地区丙烯腈的供给状况。因亚洲丙烯腈需求较大的增长，上述装置的投产也不会引起丙烯腈的过剩[3]。
1.4 丙烯腈的性质
1.4.1化学性质
易燃，其蒸气与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热易引起燃烧，并放出有毒气体。与氧化剂、强酸、强碱、胺类、溴反应剧烈。在火场高温下，能发生聚合放热，使容器破裂[4]
1.4.2 物理性质
无色液体，有苦杏仁味。
表1.4丙烯腈主要物理性质
第二章工艺流程介绍
2.1 生产方法简述
丙烯氨氧化制丙烯腈主要有五种工艺路线，即Sohio法、Snam法、Distiners-Ugine法、Montedison UOP和O.S.W法，上述五种工艺路线的化学反应完全相同，丙烯、氨和空气通过催化剂生成丙烯腈，其中Sohio 法和Montedison-UO P法采用流化床反应器，其他方法采用固定床反应器。相比较而言，Sohio法有一定的先进性，Snam法和Distillers-Ugine法丙烯的消耗定额比较高，而固定床反应器的单台生产能力远小于流化床反应器，不利于扩大生产能力，而且固定床反应温度难以实现最优化操作，因此，目前Sohio法应用比较普遍，约占全球总生产能力的90％。中国引进的也是Sohio技术[5]。
本设计采用丙烯氨氧化的原理，丙烯氨氧化法制丙烯腈（AN）生产过程的主反应为
C3H6+NH3+32O2 CH2=CHCN+3H2O
该反应的反应热为（-△H
r ）
298
=586.5kJmol AN
分子量53.06 闪点-5℃
熔点-83.6℃沸点77.3℃相对密度0.81 临界压力 3.5MPa 饱和蒸汽压13.33KPa 临界温度263℃燃烧热1757.7KJmol 引燃温度480℃
主要的副反应和相应的反应热数据如下：
(1)生成氢化氰（HCN）
C3H6+ 3NH3+3O23HCN+6H20
（-△H
r ）
298
=315.1kJmol HCN
(2)生成丙烯醛（ACL）
C3H6 + O2 CH2=CH-CHO + H2O
（-△H
r ）
298
=353.1kJmol ACN
(3)生成乙腈（ACN）
C3H6+ 32NH3+ 32O2 32CH3CN+ 3H2O
（-△H
r ）
298
=362.3kJmol ACN
(4)生成CO2和H2O
C3H6 + 92O2 3CO2 + 3H2O
（-△H
r ）
298
=641kJmol CO
2
2.2 工艺流程说明
在10万吨丙烯腈生产装置的工艺设计过程中，综合考虑现有一些丙烯腈生产装置在热量平衡上的不足之处，立足于全系统热能的充分利用，以最大限度地达到节能降耗的效果，同时本着节约投资、方便操作与维护的原则对工艺流程进行合理优化，在此基础上设计10万吨丙烯腈生产装置的工艺流程。参见10万吨丙烯腈生产装置带物料点工艺流程简图。
空气
液氨
液态丙烯
图2.1丙烯腈生产简图
流程简介如下：
液态丙烯和液态氨分别经丙烯蒸发器和氨蒸发器气化，然后分别在丙烯过热器和氨气过热器过热到需要的温度后进入混合器；经压缩后的空气先通过空气饱和塔增湿，再经空气加热器预热至一定温度进入混合器。混合气出口的高温气体先经废热锅炉回收热量，气体冷却到230℃左右进入氨中和塔，在70～80℃下用硫酸吸收反应器出口气体中未反应的氨，中和塔塔底的含硫酸铵的酸液经循环冷却器除去吸收热后，返回塔顶循环使用，同时补充部分新鲜酸液，并从塔釜排放一部分含硫酸铵的废液。中和塔出口气体经换热器冷却后进入水吸收塔，用5～10℃的水吸收丙烯腈和其他副产物，水吸收塔塔底得到含丙烯腈约1.8%的丙烯腈水溶液，经换热器与氨中和塔出口气体换热，温度升高后去精制工段[6]。
2.3 工艺条件
2.3.1 反应温度
应温度是丙烯氨氧化合成丙烯腈的重要参数，它不仅影响反应速率，也影响反应选择性。一般，在623K以下，几乎没有氨氧化反应发生，要获得高收率的丙烯腈，必须控制较高的反应温度。查资料得丙烯在
P-Mo-Bi-OSiO2催化剂上氨氧化反应温度对主、
副反应产物收率的影响，随着反应温度的升高，丙烯腈收率增加，在733K左右出现最大值，而副产物在690K左右出现最大值，超过最适宜温度，丙烯腈收率和副产物乙腈及氢氰酸的收率都下降，表明在过高温度时连串副反应（主要是深度氧化反应）加剧。适宜的反应温度与催化剂的活性有关。当反应温度高于743K时，丙烯腈收率明显下降，高温也会使催化剂的稳定性下降。
2.3.2 反应压力
丙烯氨氧化的主、副反应化学反应平衡常数K的数值都很大，故可将这些反应看作不可逆反应。此时，反应压力的变化对反应的影响仅表现在动力学上。由前述的动力学方程可知，反应速度与丙烯的分压成正比，故提高丙烯分压，对反应是有利的，而且还可提高反应器的生产能力。但在加快反应速度的同时，反应热也在激增，过高的丙烯分压使反应温度难以控制。实验又表明，增加反应压力，催化剂的选择性会降低，从而使丙烯腈的收率下降，故丙烯氨氧化反应不宜在加压下进行。反应器中的压力只是为了克服后续设备的阻力。通常操作压力为55KPa左右。对于流化床反应器,为0.049~0.059MPa(表压)
2.3.3 接触时间
接触时原料气在催化剂床层中的停留时间常称接触时间。
间与主、副反应产物单程收率以及丙烯转化率的关系，对主反应而言，增加接触时间，对提高丙烯腈单程收率是有利的，对副反应而言，增加接触时间除生成的副反应外,其余的收率均没有明显增长,即接触时间的变化
对它们的影响不大。由此可知,适当增加接触时间对丙烯氨氧化生成丙烯腈的主反应是有利的,随着丙烯转化率的提高,丙烯腈的单程收率也会增加,但过分延长接触时间,丙烯深度氧化生成CO2的量会明显增加,导致丙烯腈收率降低。另外，接触时间的延长，降低了反应器的生产能力，对工业生产也是不利的。
适宜的接触时间与催化剂的活性、选择性以及反应温度有关，对于活性高、选择性好的催化剂，适宜的接触时间应短一些，反之则应长一些；反应温度高时，适宜的接触时间应短一些，反之则应长一点。一般生产上选用的接触时间，流化床为5~10s。
2.3.4 原料纯度
原料丙烯由烃类裂解气或催化剂裂解气分离得到,一般纯度都很高,但仍有碳二、丙烷及少量碳四,也可能有微量硫化物。在这些杂质中,丙烷和其他烷烃对氨氧化反应没有影响,但碳四中的丁烯比丙烯更容易与氧反应,会消耗氧,而使催化剂活性下降。而硫化原料氨的纯度达到肥料级就能满足工业生产要求;原料空气一般需经过除尘、酸-碱洗涤,除去空气中的固体粉尘,酸性和碱性杂质后就可在生产中使用[7]。
第三章 物料衡算和热量衡算
3.1 小时生产能力
本次设计产量较大，采用双塔并联生产，以下计算只计算单塔。
按年工作日300天，丙烯腈损失率3.1%、设计裕量6%计算，丙烯
腈小时产量为: 500001000 1.06 1.0317589kg/h 30024
???=? 3.2 物料衡算和热量衡算
3.2.1 反应器的物料衡算和热量衡算
计算依据
a. 丙烯腈产量 7589kg =2736kJkg
143℃饱和水焓[9] i H2O =601.2kJkg
∴ 产生的蒸汽量=
b .稀相段热衡算求稀相段换热装置的热负荷及产生蒸汽量
以0℃气体为衡算基准
进入稀相段的气体带入热为:
()17Q (1383 2.9291853 3.347608.6 2.9394224 1.04657815 1.10924750 2.0921027 2.11258 1.72493.5 2.1723780 1.213)47007.37210kJ/h
=?+?+?+?+
?+?+?+?+?+?-=?
离开稀相段的气体带出的热为:
26Q (1383 2.9291853 3.013608.6 2.6364224 1.004
57815 1.08824750 2.0087590 1.8741027 1.9331258 1.64093.5 1.9663780 1.130)(3600)
5.41710KJ/h
=?+?+?+?+?+?+?+?+
?+?+?-=?
若热损失为4%，则稀相段换热装置的热负荷为: 76127Q (10.04)(Q Q )(10.04)(7.73210 5.41710)
1.87710KJ/h
=--=-?-?=?
（3-2） 稀相段换热装置产生0.405Mpa 的饱和蒸汽，产生的蒸汽量为：
7
1.877108790kg/h 2736601.2
G ?==- 3.2.2 废热锅炉的热量衡算
（1）计算依据
a .入口气体和出口气体的组成与反应器出口气体相同
b .入口气体温度360℃，压力0.162Mpa
c .出口气体温度180℃，压力0.152MPa
d .锅炉水侧产生0.405Mpa 的饱和蒸汽
（2）热衡算
以0℃气体为衡算基准
表3.4 各物质在0～180℃的平均比热容
物质 C 3H C 3H NH 3 O 2 N 2 H 2AN HC AC AC CO 2
6 8 O
N N L C p [kJ(kg·K)] 2.071 2.343
2.40
6 0.962 1.054 1.925 1.552 1.485 1.60
7 1.586 1.004
a. 入口气体带入热（等于反应器稀相段气体带出热）
b. 出口气体带走热:
26Q (1383 2.0711853 2.343608.6 2.40642240.962
57815 1.05424750 1.9257590 1.5521258 1.485
1027 1.60793.5 1.5863780 1.004)(1800)
2.5310kJ/h
=?+?+?+?+?+?+?+?+?+?+?-=?
c. 热衡算求需要取出的热量Q
按热损失10%计，需取出的热量为: 77612Q 0.9(Q Q )0.9(5.41710 2.5310) 2.59010kJ/h =-=??-?=? （3-3）
d. 产生蒸汽量
产生0.405Mpa 饱和蒸汽的量为:
7
2.5981012170kg/h 273606012
G ?==- （3-4）
3.2.3 空气饱和塔物料衡算和热量衡算
（1）计算依据
a.入塔空气压力0.263Mpa,出塔空气压力0.243 Mpa
b.空压机入口空气温度30℃，相对湿度80%，空压机出口气体温度170℃ c .饱和塔气、液比为152.4（体积比），饱和度0.81
d.塔顶喷淋液为乙腈解吸塔釜液，温度105℃，组成如下：
表3.5 喷淋液的组成
2%（wt ） 0.005
0.008 0.0005 0.0002 99.986 100
e .塔顶出口湿空气的成分和量按反应器入口气体的要求为:
O 2 548.9kmols
浓相段直径为:
取流化床浓相段直径为4m 。
4.3 浓相段高度
按接触时间10s 计算，催化剂的堆体积应为:
静床高: m
1o =27.3=14.615m H RH =?≈
取浓相段高15m 。
校核[13]:
催化剂的堆密度为
催化剂质量 W=674×640=431360kg=431.4t
∴ 催化剂负荷为:
477.21000=1.106mol/(h kg cat)431360
?? 试验装置的催化剂负荷可达到，本设计的值小于试验值，是可靠的。
4.4 扩大段(此处即稀相段)直径
取扩大段气速为操作气速的一半即u=0.3ms
气体流量:
332733600.10137971.322.4258870m /h=71.9m /s 2730.162
V +=???= 扩大段直径为:
取6m 。
4.5 扩大段高度
根据流化床直径4m ，空塔气速0.6ms .查图[14]H 1D=2
∴ 稀相段高度:
4.6 浓相段冷却装置的换热面积
换热装置用套管式，总传热系数取233W(m2·K)
换热装置的热负荷已由热衡算求出，
Q=80439×106kJ 。
4.7 稀相段冷却装置的换热面积
用套管式换热装置，水为冷却剂，产生0.405MPa (143℃)蒸汽。
总传热系数取20W(m 2·K)，换热装置热负荷为:
Q=1.877×106kJ [16]。
当废水量较大，氰化物(包括有机氰化物)含量较低时，则可用生化方法处理，最常用的方法是曝气池活性污泥法。在废水贮池中混合均匀的废水进入曝气池，由通气管激烈供气(有时也采用表面叶轮搅拌)。经曝气后进入沉淀池，其上清液作为已处理好的水加氯气杀菌后排放。一部分沉淀污泥作为剩余污泥被排出系统外，余下的作为回流污泥再流回曝气池使用。活性污泥是微生物群和被吸附的有机物、无机物的总称，在这里微生物群体形成菌胶团，它将废水包裹在内，进行生物学吸附作用，继而进一步发生氧化分解生成CO 2和水。由于菌胶团容易沉降，所以就能丙烯腈生产中
的废气处理，近年来都采用催化燃烧法。这是一种对含低浓度可燃性有毒
类别：风险分析 编号：HAZOP2015.01.13 南京金浦锦湖化工有限公司 丙烯腈储存单元 HAZOP分析 南京金浦锦湖化工有限公司生产技术管理部 二O一五年一月 一、HAZOP方法介绍 HAZOP分析方法，即危险和可操作研究，是一种用于辨识设计缺陷、工艺过程危害及操作性问题结构化的分析方法。其方法的本质是通过一系列的会议对工艺图纸和操作规程进行分析，研究的侧重点是工艺部分或操作步骤的各种具体值，其基本过程就是以引导词为引导，对过程中工艺状态（参数）可能出现的变化（偏差）加以分析，找出其可能导致的危险。引导词的主要目的之一是能够使所有相关偏差的工艺参数得到评
价。建设项目及在役装置均可使用HAZOP方法。 偏差的通常形式为“引导词+工艺参数”。 1、HAZOP分析所需的主要资料 （1）带控制点工艺流程图PID （2）装置布置图 （3）工艺技术规程 （4）仪表控制图 （5）设备运行工况 （6）安全设施配置情况 2、分析步骤 （1）成立HAZOP分析小组，确定分析研究对象； （2）分析的准备，收集相关图纸、资料、规程； （3）划分若干工艺单元或操作步骤，对每个分析节点使用引导词依次进行分析，得到一系列分析结果； （4）开会交流分析，做补充和更正，并形成报告。 二、分析对象的确定 根据《关于公布首批重点监管的危险化工工艺目录的通知》（安监总管三（2009）116号）南京金浦锦湖化工有限公司PPG生产科中间罐区的储存物料丙烯腈属于重点监控危险化学品，如在储存的过程中失控有发生火灾、爆炸和中毒的危险，故选择重点监控危险化学品丙烯腈（高危储罐）作为本次HAZOP的分析对象。 三、分析准备 成立HAZOP分析组，由南京金浦锦湖化工有限公司的生产
1 概述 1.1 项目名称 10万吨/年丁腈橡胶（NBR）项目 1.2 建设单位及地址 建设单位：上海华谊丙烯酸有限公司 地址：安庆化学工业园区 2 项目背景 本项目利用华谊集团安庆68万吨/年醚前液化气深加工项目所产7万吨/年丁二烯产品，以及中石化安庆石化分公司所产的丙烯腈，延伸产业链，建设10万吨/年丁腈橡胶项目，生产高附加值的丁腈橡胶产品，在满足国内市场需求的同时、提高企业的经济效益和竞争能力。 近年来我国丁腈橡胶需求增长，2009年从国外进口丁腈橡胶6万吨，2010年我国丁腈橡胶进口总量仍将在10万吨左右，因此，急需建设丁腈橡胶装置。 3产品方案及技术经济指标 3.1 生产规模 丁腈橡胶（NBR）项目总生产能力为10万吨/年，采用两条生产线，单套生产能力为5万吨/年。 以丁二烯和丙烯腈为原料，采用乳液聚合工艺。 3.2 产品方案 本项目产品方案NBR10万吨/年，废胶200吨/年。 3.3 生产时间 8000小时/年。 3.4 技术经济指标
5万吨/年NBR的技术指标见下表。 10万吨/年丁腈橡胶（NBR）项目总投资为15亿元，总占地面积约300亩，销售收入为284920万元（含税），243521万元（不含税）。
4 产品用途及市场 4.1 产品性能优良、用途广泛 4.1.1基本特性 （1）因含有极性腈基，对非极性或弱极性的矿物油、动植物油、液体燃料和溶剂等有较高的稳定性。耐油性是其最大的特长，丙烯含量愈高耐油性愈好。 （2）耐热性优于天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶，可在空气中120℃下长期使用。 （3）气密性较好，仅次于丁基橡胶。 （4）耐寒性、耐低温性较差，丙烯腈含量愈高，耐寒愈差。 （5）因是非结晶性橡胶，生胶强度较低，须配入补强剂，提高结合丙烯腈量有助于增 （6）高强度和耐磨性，但弹性下降。 （7）丁腈胶的介电性能差一点，属于半导体橡胶。 （8）胶料的耐油性和永久变形的平衡，耐油性与电性能的平衡是重要的。 4.1.2 应用范围 主要用于制作耐油橡胶制品，广泛用于制造密封件、垫片、垫圈等模制品和压出制品，各种橡胶胶辊、耐油胶管、工业用品和粘合剂等等。通用NBR应用于制造各种耐油制品，是用量最大的特种合成橡胶。丁腈橡胶（NBR）中含有极性腈基基因，具有良好的耐油、耐苯、耐烃类溶剂及耐热老化性能，广泛用于汽车、航空航天、石油开采、石油化工、纺织、电线电缆、印刷和食品包装等领域。 4.2 国内外市场需求 丁腈橡胶是由丁二烯和丙烯腈经乳液聚合法制得，丁腈橡胶(NBR)
机械工程学院2011 年毕业设计工作计划 2011 年机械工程学院将有 3 个本科及相应的专升本专业、 2 个专科专业共774名毕业生参加毕业设计工作。人员分布情况见下表： 班级人数学历辅导员 09 材料成型（专升本）15本科 09 汽车服务工程（专升本）96本科李航 合计111 09 机制（专升本）214本科 吴长谦合计214 07 级机械设计制造及其自动化116本科 07 级材料成型及控制工程81本科 张静 07 级汽车服务工程63本科 合计260 06 机械制造（五年制）383+2 08 级机电一体化技术151专科冯利民 合计189 总人数774 为搞好此次毕业设计工作，根据安阳工学院教务处下发的《安阳工学院毕业 设计（论文）工作规程》精神，特制定如下工作计划：一、目的和要求 1．目的 毕业设计（论文）是高等学校人才培养计划中的重要组成部分，是教学过程中最后一个重要的教学环节，是人才培养质量的重要体现。毕业设计（论文）的目的 是培养学生综合运用所学基础理论、专业知识及基本技能来分析和解决实际问题的能力。 2．要求 要求学生在指导教师的指导下，独立完成一项给定的毕业设计（论文）任务，撰写符合要求的毕业设计说明书或毕业论文。具体地说，在知识要求方面，应综合运用多学科的知识与技能，分析并解决实际问题，使得理论认识深化、知识领
域扩展、专业技能延伸；在能力培养方面，学生应学会依据课题的任务，进行资 料的调研、收集、加工与整理，正确使用工具书，掌握从事科学研究的基本方法 和撰写技术文件的能力，掌握实验及测试的基本方法，提高分析和解决工程实际 问题的能力；在综合素质要求方面，培养学生严肃认真的科学态度和严谨求实的 工作作风，树立正确的工程观点、生产观点、经济观点和全局观点。 二、组织机构 成立“机械工程学院2011 毕业设计工作领导小组” ，成员如下： 1、毕业设计工作小组 组长：张勇教授负责全面工作 副组长：苗晓鹏副教授负责日常管理工作 成员：朱艳芳教授负责 07 机制本科 116 名学生、 08 机电一体化专科 50 名学生的管理工作；（合计： 166 人） 鲍雅萍教授负责 07 材料 81 名学生、09 材料专升本 15 名学生、 负责 09 机制专升本 36 名学生、 08 机电一体化专 科 50 名学生的管理工作（合计： 132 人）； 王俊昌副教授负责 07 汽车 63 名学生、 09 汽车专升本 96 名学生 的管理工作（合计： 159 人）； 赵成钢副教授负责 09 机制专升本 105 名学生、 08 机电一体化专 科 51 名学生的管理工作（合计： 156 人）； 王曙光教授负责 09 机制专升本 73 名学生、 06 机制（五年制） 38 名学生的管理工作（合计： 111 人）； 2、资格审查工作小组 组长：康国强副教授负责资格审查的全面工作； 副组长：张新红负责学生成绩的审查和毕业设计资料的归档工作； 牛东亚负责日常工作； 成员：张静负责 07机制本科的管理工作； 吴长谦负责 09机制专升本的管理工作； 李航负责 09材料、 09 汽车专升本的管理工作； 冯利民负责 08 级机电一体化、 06 机制（五年制）的管理 工作；
方案编号 施工技术方案 吉化集团公司10.6万吨／年丙烯腈扩建工程丙烯球罐组焊 三类 批准： 复审：审核： 编制： 编制单位：
1、工程概况 吉化集团公司丙烯腈装置是“吉化30万吨乙烯及其配套工程”的配套装置之一。该装置采用美国BP公司的工艺技术，于1997年10月建成投产。 原设计规模为6.6万吨/年，2000年丙烯腈装置扩建至10.6万吨/年。根据吉林石化公司“十五”计划和吉林化纤厂“十五”计划，吉林地区对丙烯腈产品的总需求量预计超过21万吨/年。 鉴于上述原因，吉化集团公司决定将10.6万吨/年丙烯腈装置扩建至21万吨/年，并相应增设罐区及配套设施。扩建后的丙烯腈装置提供储存原料丙烯和成品丙烯腈能力的罐区。在现有的基础上新增3台2000m3丙烯球罐。 本施工方案针对吉化集团公司10.6万吨/年丙烯腈装置罐区中的丙烯球罐而编制。其中包括组装及焊接施工工艺，并另对安全措施给予介绍。 所达到的质量目标计划： ａ、单位工程交验合格率100%； ｂ、分部、分项工程交验优良率90%； ｃ、封闭设备抽检合格率100%； ｄ、无任何大小质量事故； 2、编制依据 ａ、《压力容器安全技术监察规程》国家技术质量监督局 ｂ、GB150-98《钢制压力容器》 ｃ、GB12337-98《钢制球形贮罐》及附录A“低温球形储罐” ｄ、HG20585-1998《钢制低温压力容器技术规定》 ｅ、GB50094-98《球形储罐施工及验收规范》
ｆ、JB/T4709-2000<钢制压力容器焊接工艺评定》 ｇ、JB4730-94《压力容器无损检测》、 中国石油集团工程设计有限责任公司东北分公司设计院丙烯球罐设计图纸ｈ、JB4708-2000 《钢制压力容器焊接工艺评定》 ｉ、〔日〕高压气体保安协会“高强度钢使用标准” ｊ、〔日〕WES3003“低温结构用钢板评定标准” k、〔日〕JISZ3700－80 3、工程简介 3.1结构简图
机械设计制造及其自动化专业毕业设计选题大全 ★双侧驱动式旋耕灭茬机设计 ★温室用小型电动旋耕机设计 ★玉米对心种子播种机设计 ★多功能机械手设计 ★越障行走机的结构设计 ★秸杆原料育苗钵成型机的设计 ★耐磨材料应用现状与发展趋势研究 ★西红柿采栽机械特性试验研究 ★揉性清洗技术在汽车发动机清洗中的应用 ★液体菌种自动接种装置的设计 ★果蔬高压电场保鲜技术及装置研究 ★新型变质白口铸铁犁铧及旋耕刀材料成份配比的试验研究★气缸盖试漏机设计 ★南瓜种子分选机振动筛片及工作参数的优化设计 ★汽车差速器的设计 ★水稻直播种绳加工装置的参数优化及虚拟设计 ★免耕精量播种机设计 ★水稻种绳捻制装置的研制及性能试验 ★旋耕刀结构参数对作业性能影响的试验研究 ★秸杆粉碎粒度与粘接剂对育苗钵成型质量影响的试验研究★三菱发动机材料耐磨性能研究 ★落叶清扫压缩机的设计 ★电磁场处理半连续铸造铝硅合金组织的影响研究 ★采摘机械手结构设计及三维建模研究 ★锤片式肥料搅拌机的设计 ★蔬菜育苗营养块成型机研制 ★二级直齿圆柱齿轮减速器的设计及有限元分析 ★基于Pro/E的旋耕机工作部件的建模与仿真研究 ★小型播种施肥机设计 ★草坪清理机的改进设计 ★连栋温室结构设计与力学性能分析 ★秸杆揉切机设计 ★新型半自动地板清洁器的设计 ★免耕播种机侧深施肥装置的设计 ★南瓜种子分选机振动机构的设计 ★冰屑清扫部件的设计 ★奶牛场喷雾式清粪机设计 ★饲草切碎机设计 ★种绳特性参数影响因素的试验研究 ★鼠道式开沟器设计 ★秸秆饲料压块机设计
★免耕精量播种机设计 ★流体播种穴播排种器建模与仿真 ★大棚除尘（除雪）机设计 ★蔬菜播种机设计 ★无人飞行喷雾机设计 ★种绳捻制机设计研究 ★培养料翻料搅拌机的研制 ★草坪清理机理研究及清理机部件的设计 ★小型玉米授粉机的设计 ★饲料粉碎机设计 ★折叠式接种箱的研制 ★种绳捻制机仿真设计 ★芦苇收割机设计 ★大枣采摘机的设计 ★多物料动态精确定位仿真研究 ★纸载体种绳播种技术所需原料物理机械特性研究 ★免耕播种机开沟播种装置的设计 ★桥式起重机生产不安全因素发生部位及其相关信号采集的研究★矩形熔炼炉钢结构总体设计 ★盘元钢筋矫直机设计 ★推块式分拣机分拣系统道岔执行机构的设计 ★塑料注射机液压系统的改造 ★垃圾焚烧发电设备选型数据库及推理方法研究 ★钢坯剪切定尺机设计 ★50T精炼炉液压系统设计 ★基于微波干燥方法的水分测量仪器的设计 ★ZJ50ZPD钻机模拟实验台气控系统设计 ★工业固体废物回转焚烧炉窑装置设计 ★4063m3炼铁高炉气动开口机设计 ★炼铁厂带式输送机设计 ★球塞气举往复式投球装置设计 ★钢坯回转台设计 ★连铸坯定尺火焰切割机设计 ★摩托车减振特性的有限元分析 ★塑料注射机液压系统的改造 ★翻板机设计 ★基于PLC和变频技术的恒压供水系统设计 ★300t炼钢转炉倾动及抗扭装置设计 ★钻井液振动筛设计及关键零部件疲劳设计研究 ★发动机水泵轴承液压机设计 ★垃圾焚烧发电设备选型设计系统研究 ★摩托车发动机156FMI摇臂制造工艺及工装设计 ★滚动轴承噪声测量与研究 ★ZJ50ZPD钻机模拟实验台设计
《化工过程分析和合成设计》课程设计报告 《Analysis, synthesis, and Design of Chemical Processes》Design Report 年产10万吨丙烯腈生产流程概念设计 林英光 喻冬秀 指导教师：钱 宇 教授 陆恩锡 教授 专业名称：化学工程 年 级：2004 博士 单位名称：化工学院 完成日期: 2005年3月
目 录 一、丙烯腈概述.......... ..................................... ........................................ (2) 1.1 丙烯腈性质 (2) 1.2 国内外生产现状 (3) 1.3 丙烯腈生产方法 (4) 1.4 项目设计背景 (4) 1.5 设计目标 (4) 1.6 设计任务 (4) 二、合成丙烯腈技术分析 (4) 2.1 反应过程分析 (4) 2.2 分离过程分析....................... ....................... .. (7) 三、流程叙述 (8) 3.1 原料规格 (8) 3.2 工艺流程 (8) 四、流程模拟与优化........ . (8) 4.1 工艺流程模拟 (9) 4.2 冷凝塔F-101操作条件确定 (9) 4.3 冷凝塔F-102操作条件确定 (10) 4.4 精馏塔T-101操作条件确定 (11) 4.5 精馏塔T-102操作条件确定........... .. (13) 4.6 全流程模拟结果与物料衡算 (15) 4.7 全流程模拟计算输出报告 (16) 五、丙烷与丙烯氨氧化法对比经济分析 (16) 5.1 反应过程对比经济分析 (16) 5.2 投资成本对比经济分析 (17) 六、总结 (18) 七、建议 (18) 八、参考文献 (18) 九、附录:流程模拟计算输出报告 (19)
机械工程学院毕业设计（论文） 管理规范 毕业设计（论文）教学是实现本科培养目标的重要环节。毕业设计（论文）是学生毕业前的最后学习阶段，是学习的深化与升华的重要过程；是学生学习、研究与实践成果的全面总结；是对学生创新思维、综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验；是学生毕业及学位资格论证的重要依据；是衡量教育质量和办学效益的重要评价内容。 为提高毕业设计（论文）教学质量，加强毕业设计（论文）教学管理，提高学生毕业设计（论文）质量，经学院教学管理委员会讨论，制定该管理规范。 1毕业设计（论文）基本要求与成果形式 1.1 毕业设计（论文）教学基本要求 1.1.1主要任务 1）工程设计类学生应在指导教师的指导下独立完成一项给定的设计任务，编写符合要求的设计说明书，并正确地绘制机械与电气工程图纸或独立地撰写一份毕业设计（论文）论文。侧重于计算机测控系统的设计、试验以及嵌入式计算机、工控计算机在机电系统中应用的论文，还应绘制有关图表。 2）工业设计类学生应在指导教师的指导下独立完成一项给定的设计任务，编写符合要求的设计任务书，并正确地绘制产品设计创意草图、产品电脑效果图、产品工程图及制作产品模型，以上都通过展板体现出来；并要求做出幻灯片以便于毕业设计（论文）答辩的演示。 3）工业工程类学生应在指导教师的指导下独立完成一项给定的设计任务，编写符合要求的设计说明书，并正确地绘制机械图纸或独立地撰写一份毕业设计（论文）。 1.1.2知识要求 学生在毕业设计（论文）工作中，应综合运用多专业的理论、知识与技能，分析与解决工程问题。通过学习、研究与实践，使得理论知识深化、知识领域扩展、专业技能延伸。1.1.3能力培养要求 1）工程设计类学生应会依据课题任务，进行资料的调研、收集、加工与整理,学会正确使用工具书；熟悉有关的工程设计的程序、方法与技术规范；锻炼工程设计计算、图纸绘制及编写技术文件的能力；掌握实验、测试等科学研究的基本方法;提高分析与解决实际问题的能力。 2）工业设计类学生应会依据课题任务，进行市场调研，资料的收集、加工与整理；培养学生掌握有关的设计创意方法，产品设计的程序、方法，提高产品设计创意、表现、效果
一、工艺流程 1.1 丙烯腈的生产方法 早在1893年就发现了丙烯酰胺脱水制造丙烯腈的方法，但此生产方法原料来源非常困难。1930年发现了由环氧乙烷和氢氰酸合成丙烯腈的方法，随后又发现了由乙炔和氢氰酸合成丙烯腈的生产反法，这些方法因受各种条件的限制，生产规模均较小。1959年发明了丙烯、氨氧化法生产丙烯腈，使丙烯腈生产技术的发展取得了重大突破。由于这一方法的原料价廉易得，工艺流程较为简单，产品质量较好，所以此法很快就实现了工业化生产。到了七十年代，世界各国丙烯腈的生产几乎都采用这种方法。 1.2 装置流程简述 来自丙烯、氨罐区的液态丙烯和液态氨进入丙烯、氨蒸发器，经过气化和过热后混合在一起，经丙烯、氨分布器进入反应器，来自空压机的工艺空气进入反应器底部，并经过空气分布板进入流化床。当这些气体通过流化床式反应器时，发生放热反应，放出的热量用来维持反应并通过垂直安装在反应器内的蒸汽盘管移去热量，产生4MPa蒸汽。反应气体通过旋风分离器从反应器顶部流出，热的反应气体通过反应气体冷却器，一方面加热反应器蒸汽盘管中所用的锅炉水，一方面反应气体本身被冷却。 从反应气体冷却器出来的气体，在急冷塔的下端被绝热冷却。未反应的氨与加到急冷塔上段循环水中的硫酸反应，从出料气中除去。四效蒸发器底部物料被引入急冷塔的下段，这些物料部分气化，其余部分出装置，这股物料中含有水、氰化物、少量催化剂。从急冷塔上段出来的的硫铵溶液送往硫铵装置。 从急冷塔出来的气体在急冷塔后冷器中进一步冷却，然后进入吸收塔。在吸收塔中，下降的水吸收逆流向上的反应气体中可溶解的产物。未被吸收的气体含有未反应的烃、氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳、水及少量的丙烯腈，经吸收塔排放烟囱放入大气。从急冷塔后冷器出来的冷凝液被送到回收塔以回收丙烯腈和其它有机物。 来自吸收塔的液体在加热之后进入回收塔，利用水作为溶剂进行萃取精馏。由于丙烯腈和水形成共沸物从塔顶蒸出，这就把丙烯腈和乙腈分开。塔顶产品被分层，含有丙烯腈、氢氰酸和水的有基层用泵送至脱氢氰酸塔，水层返回回收塔进料。乙腈在回收塔34#板作为气相抽出，送到乙腈塔。在乙腈塔中，乙腈、水和少量的氰化物及丙烯腈从塔顶出来并送到乙腈回收单元，塔釜液返回到回收塔33#板。 从回收塔分层器出来的有机相用泵送到脱氢氰酸塔，该塔可在常压或微真空下操作。该塔的上段用来脱除丙烯腈中的氢氰酸，下段用来脱水。脱氢氰酸塔从上部进料，塔顶气相产品氢氰酸被冷凝后送往其它装置回收，部分冷凝液回流到塔顶。脱氢氰酸塔釜液通过泵送到成品塔，作为成品塔进料。在成品塔中，从侧线采出丙烯腈产品，然后
篇一：机械专业毕业设计总结 毕业设计总结 随着毕业日子的到来，毕业设计也接近了尾声。经过几周的奋战我们小组 的毕业设计终于完成了。在没有接受任务以前觉得毕业设计只是对这一年来所 学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计发现毕业设计不仅是对前面所学 知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。 这次毕业设计要求制定一个公路质量安全监督实施方案，非常切合我们以 后质监工作的实际，是一次非常好的演练机会。尽管我们对专业知识的掌握还 不够透彻，我们仍然希望通过自己的努力完成设计并希望有所突破。下面就对 我们这次设计的过程做个简单的小结： 第一，课题分析。在接到毕业设计题目后，我们小组成员认真翻阅了指导 老师提供的资料，对课题进行了深刻的分析，并向老师请教了设计中的一些要 点及难点。 第二，总体设计。在对课题进行仔细分析以后，小组组长概括出了这次设 计的大体框架，并将设计划分成了若干模块，由小组成员分别完成。 第三，资料整理。小组成员在得到各自的任务后，通过书籍、互联网等途 径积极查阅资料，并与其他小组进行资源共享，以达到最大的资源利用率及工 作效率。 第四，课题实现。在资料准备充分后，大家开始着手论文的撰写，在组长 的带领下，大家精诚协作、共同探讨，充分体现出了小组成员的团结精神。过 程中，大家也越到不少问题，通过一起讨论、请教老师、以及翻阅资料等方式 将问题一一解决。 第五，论文整理。在小组成员完成了各自的模块以后，组长将论文进行了 整合，并整理成册。 我们这次的设计大体过程就是这样。在此，要感谢我们的指导老师李航老 师对我们的悉心指导，给予了我们很大的帮助。通过这次的毕业设计，我们对 公路工程质量安全监督的实施过程有了一定的了解，大家充分的将所学理论知 识运用到了实践当中。我们通过查阅资料、跟其他小组探讨、以及请教老师等方式学到了不少东西，虽然经历了一些困难，但同样收获巨大。这次设计不仅 提升了大家的业务能力，也加强了各组员的团队意识，对我们以后的工作有非 常大的帮助。虽然这个方案做的还不够专业，但是在设计过程中所学到的东西 是这次毕业设计的最大收获和财富，将使我们终身受益。篇二：机械类专业毕业设计心得体会 机械类专业毕业设计心得体会 虽然每学期都安排了课程设计或者实习，但是没有一次像这样的课程设计能与此次相比，设计限定了时间长，而且是一人一个课题要求更为严格，任务更加繁多、细致、要求更加严格、设计要求的独立性更加高。要我们充分利用在校期间所学的课程的专业知识理解、掌握和实际运用的灵活度。在对设计的态度上的态度上是认真的积极的。 通过近一学期毕业设计的学习，给我最深的感受就是我的设计思维得到了很大的锻炼与提高。作为一名设计人员要设计出有创意而功能齐全的产品，就必须做一个生活的有心人。多留心观察思考我们身边的每一个机械产品，只有这样感性认识丰富了，才能使我们的设计思路具有创造性。 为什么这样说呢？就拿我设计的单体仿形棉花打顶机来说吧，最初老师让我调研一些关于棉花打顶机的现状和存在的问题，设计一个方案出来，使结构简单，并且造价低，通用性好等
年产14万吨丙烯腈项目创新性说明书
1.工艺流程 1.1磷铵急冷技术 反应气体离开反应器后，首先需要进入急冷塔脱除未反应的氨，减少氨与丙烯腈反应生成各种聚合物所造成的损失。传统工艺以硫酸作为吸收剂，脱除未反应的氨，生成硫铵作为副产物。 但是，经氨中和回收的硫酸铵结晶中的氰化物含量一般难以降到使用标准，用作肥料时，肥效低，还会造成土地板结，不受农民欢迎。 本项目选择一种新工艺吸收氨，即以磷酸二氢铵吸收氨气生成磷酸氢二铵，磷酸氢二铵加热后分解放出氨气，氨经干燥后可以循环使用，也可以不进行干燥，以氨水作为产品。 1.2侧线精馏技术 传统工艺中，回收塔仅做丙烯腈与乙腈的分离，乙腈从塔釜排出。乙腈精制时需要首先从塔釜液中解吸提浓，而塔底乙腈浓度仅为0.1%。本项目在分离乙 1
腈与丙烯腈的萃取精馏塔采用侧线精馏技术，萃取精馏塔侧线抽出乙腈含量 10%w左右的气相，。此复合塔可以有效减小回收乙腈的能耗。 2.节能方案设计 利用回收塔塔釜排出的循环水的热量，此流股水流量大（445000kg/hr），温 度高（115℃），本工艺中，此热水引到脱氢氰酸塔、成品塔塔釜作为再沸器热源、 丙烯蒸发器、氨蒸发器等处作为热源，可以减少公用工程的使用量。详见附录第 三章“热集成与节能技术”。 本工艺为一阈值问题，反应放热量、循环水冷却的放热量大。其中，由于水 集成而带来的循环水的废热量大，而工艺中又有适合使用低温冷却水（7℃左右） 的地方。 3.反应器设计 通过六个步骤，实现了丙烯氨氧化法反应器从无到有的完整设计。 整个丙烯氨氧化法的反应器设计思路如下图所示 使用COMSOL 软件验证模型 反应器设计步骤图 1、使用含晶格氧的反应网络动力学模型 反应器模拟采用最新的含晶格氧的反应动力学模型，能更为准确地模拟动力 学历程。 2
中矿国际淮南机械有限公司 压力容器设计风险评估报告 产品名称：：丙烯储罐 产品编号：101803-1-4 产品图号：ZKHJ(C)1006-1 设备代码：21301030020100087/88/89/90 容器类别：Ⅲ类 编制日期 校对日期 审核日期 批准日期 中矿国际淮南机机械有限公司技术部
氯气分离器设计风险评估报告 1.风险评估报告适应范围和目的 1.1 风险评估报告适应范围； 本风险评估报告仅适应产品名称：丙烯储罐，产品编号：101803-1-4 ，产品图号：ZKHJ(C)1006-1，设备代码：21301030020100087/88/89/90，由“中矿国际淮南机械有限公司”负责制造的产品。 1.2风险评估的目的: 丙烯（propylene,CH2=CHCH3）常温下为无色、无臭、稍带有甜味的气体。分子量42.08，密度0.5139g/cm(20/4℃)，冰点-185.3℃，沸点-47.4℃。易燃，爆炸极限为2%～11%。不溶于水，溶于有机溶剂，是一种属低毒类物质。丙烯是三大合成材料的基本原料，主要用于生产丙烯腈、异丙烯、丙酮和环氧丙烷等。丙烯气与空气混合，当浓度达到15%～18%时，会产生爆炸混合物质，所处环境爆炸， 所以本设备本身具有爆炸危险和爆炸能量，以及所含丙烯介质可能的外泄，所导致的次生危害，都会危害到容器附近人员和设施的安全，因此；如何控制本设备使用风险，尽可能将使用风险降低到可以接受的范围，是本设计和报告的目的。 2. 风险评估报告的依据 2.1 风险评估法规和标准： TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》 TSGR7001-2004《压力容器定期检验规则》（包括：1、2、3号修改通知） GB/T19624-2004《在用含缺陷压力容器安全评定》 2.2设计依据法规和标准： TSGR0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》 GB150-1998《钢制压力容器》 JB/T4731-2005《钢制卧式容器》 HG20584-1998《钢制化工容器制造技术要求》 2.3 “50m3丙烯储罐”的设计参数； 2.3.1 压力：设计压力：2.16MPa, 最高工作压力：1.95MPa, 安全阀起跳压力：2.05MPa。2.3.2 温度：设计温度：50℃，工作温度：＜50℃ 2.3.3 设备工作介质： a. 介质名称：丙烯 b. 介质性质：○1易爆 ○2介质的物理、化学性质： 化学品中文名称：丙烯 化学品英文名称：propylene 英文名称2：propene 技术说明书编码：31 CAS No：115-07-1 分子式：C3H6 分子量：42.081 丙烯燃烧化学方程式：2C3H6+9O2=6CO2+6H2O 主要成分：纯品CAS No：115-07-1 外观与性状：无色、有烃类气味的气体。 熔点(℃)：-191.2 沸点(℃)：-47.72
（201 届） 本科毕业设计（论文）资料（机械工程学院理工类） 题目名 称： 学院 （部）： 专 业： 学生姓 名： 班 级： 学号指导教师姓名：职称 助教职称的填写在第二 行；如只有一位指导教师理工类专业格式参 考规范，打印时请 题目名称如果只有一行文字则去掉第二行，如有三
职称 最终评定成绩： 湖南工业大学教务处 201 届 本科毕业设计（论文）资料 第一部分 本科毕业设计（论文）（201 届） 本科毕业设计（论文） 题 目 名 称： 学 院（部）： 专 业： 学 生 姓 名： 班 级： 学号 指导教师姓名： 职称 职称 理工类专业格式参 考规范，打印时请 去掉此框！！ 助教职称的填写在第二 行；如只有一位指导教师 则去掉第二行，如有三位教师，则再添加一行。
(注： )
湖南工业大学 本科毕业论文（设计） 诚信声明 本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），题目《……》是本人在指导教师的指导下，进行研究工作所取得的成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文章以明确方式注明。除此之外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全意识到本声明应承担的责任。 作者签名： 日期：年月日
摘 要 （空一行） ××××××××××××××××（小四号宋体，行距20磅，首行缩进2字符）×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××。（要求400字左右） （1）用精炼、概括的语言来表达，每项内容不宜展开论证或说明，要客观陈述，不宜加主观评价； （2）结果和结论性字句是摘要的重点，在文字论述上要多些，以加深读者的印象； （3）要独立成文，选词用语要避免与全文尤其是前言和结论部分雷同； （4）摘要中不宜使用公式、图表，不标注引用文献编号。避免将摘要写成目录式的内容介绍 （空1行） 关键词：×××，×××，×××（小四号宋体，单倍行距，最后一个关键词后面无 标点符号） （小四号黑体） 关键词是供检索用的主题词条，应采用能覆盖论文主要内容的通用技术词条(参照相应的技术术语标准)。关键词一般列3~5个，按词条的外延层次排列（外延大的在前面）。 （三号黑体居中，段前0.5行，段后0.5行，单倍行距）
10万吨丙烯腈厂丙烯腈储罐的设计 一、 设计背景 此储罐设计针对工艺末端的丙烯腈产品的存储。该丙烯腈厂生产的产品定位是高纯度丙烯腈。纯丙烯腈沸点77.3℃，常温下为无色的有刺激性气味液体。对于丙烯腈的储罐国家和行业并无专门的设计规，本设计参照《中华人民国国家标准工业用丙烯腈》以及其他工业的设计案例，并结合此工业自身特点进行设计。 二、 安全要求 1. 丙烯腈属高度危险品，具有燃烧、爆炸性质，闪点-5℃，自燃点481℃，蒸气密 度1.83（相对于空气），与空气的爆炸极限3.05%~17.5%（V/V ），遇明火、高热能一起燃烧爆炸，因此，在储罐设计中需要考虑如何避免形成燃烧、爆炸气氛。 2. 丙烯腈剧毒而且易挥发，能通过皮肤及呼吸道为人体吸收，应尽可能减少丙烯腈 的挥发。 3. 工作区域空气中丙烯腈最大允许浓度不超过2mg/m 3 。 三、 整体设计 1. 工厂生产能力为10万吨/年，每年开车时间按8000h 计，则每小时体积流量为： 4333 /10*10*10/800016.34/765.021/M t kg h v m h kg m ρ=== 考虑到丙烯腈产品作为中间产品，后续还会增加其他产品的生产工艺，以及产品 的输出、市场价格的波动，设计丙烯腈在储罐中的停留时间为72h ，于是储罐的体积为： 316.34*721176.48V v m τ=== 为方便计算，取丙烯腈储罐的体积为1200m 3 进行设计。 2. 储罐种类选择 丙烯腈储罐设计要求有：储存容量1200m 3 ，工作压力：常压，工作温度：0~30℃。 丙烯腈产品理化性质有：密度：765.021kg/m 3 ,纯度：>99.9%。 根据设计的储罐体积，以及介质易燃、易挥发、剧毒的涂点，结合现运行的《石油化工储运系统罐区设计规》（SH/T 3007），设计采用常压立式圆筒形拱顶储罐。 3. 储罐材料选择 储罐材料的选取根据储罐的使用工况、储存介质特性，以及材料的机械性能等因素决定。参考《碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢钣和钢带》(GB ／T3274)以及丙烯腈属于高毒介质，罐体选择Q345R 材质。 4. 储罐高度和直径 本储罐容积大于1000m 3 ，应采用不等壁厚设计。 储罐的最省材料的经济尺寸： H ＝(( [ ] (S1+S2))/ ) 1/2 D ＝((4V)/ (π H)) 1/2 其中 罐壁板厚度－S 贮罐高度－H 贮罐的计算容积－V
机械设计毕业论文 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
山东科技大学 目 录 摘 要 (3) 第1章 绪论 (4) 第2章 影响工件表面质量的因素 .................... 4 加工过程对表面质量的影响 .................... 4 工艺系统的震动对工件表面质量的影响 . (4) 刀具几何参数、材料和刃磨质量对表面质量的影响 ········· 4 切削液对表面质量的影响 ···················· 5 工件材料对表面质量的影响 ··················· 5 切削条件对表面质量的影响 ··················· 5 切削速度对表面质量的影响 ··················· 5 磨削加工对表面质量的影响 ··················· 5 影响工件表面物理机械性能的因素 ················ 6 使用过程中影响表面质量的因素 ················ 8 耐磨性对表面质量的影响 ···················· 8 疲劳强度对表面质量的影响 ··················· 9 耐蚀 性对 表面质量的影响 9 第3章 控制表面质量的途 径 9 降低表面 粗糙度的加工方 法 9 超精密切削和低粗糙度磨削加工 ························ 9 毕业设计 题目：影响机械加工表面质量的因素及采 取的措施 论文作者： 指导教师： 专 业： 机械设计与自动化 函授地址： 答辩日期：
机械与材料工程学院关于毕业设计文献综述的写作要求 为了进一步强化学生搜集文献资料的能力，熟悉专业文献资料查找和资料积累方法，提高对文献资料的归纳、分析、综合运用能力，提高独立工作能力和科研能力，并为科研活动奠定扎实的基础。根据学校要求，毕业设计必须查阅一定的文献资料实施文献综述写作制度。为了进一步规范文献综述的写作，现将文献综述写作要求明确如下： 一、撰写文献综述的基本要求 文献综述是针对某一研究领域或专题搜集大量文献资料的基础上，就国内外在该领域或专题的主要研究成果、最新进展、研究动态、前沿问题等进行综合分析而写成的、能比较全面的反映相关领域或专题历史背景、前人工作、争论焦点、研究现状和发展前景等内容的综述性文章综”是要求对文献资料进行综合分析、归纳整理，使材料更精练明确、更有逻辑层次；“述”就是要求对综合整理后的文献进行比较专门的、全面的、深入的、系统的评述。 二、撰写文献综述的基本注意事项 1.文献综述是一篇相对独立的综述性学术报告，包括题目、前言、正文、总结等儿个部分。 题H：—般应直接采用《文献综述》作为标题，经指导教师批准也可以所研究题目或主要论题加“文献综述”的方式作为标题。 前言：点明毕业论文（设计）的论题、学术意义以及其与所阅读文献的关系, 简要说明文献收集的11的、重点、时空范围、文献种类、核心刊物等方面的内容。 正文：无固定格式，文献综述在逻辑上要合理，可以按文献与毕业论文（设计）主题的关系山远而近进行综述，也可以按年代顺序综述，也可按不同的问题进行综述，还可按不同的观点进行比较综述。总之要根据毕业论文（设计）的具体情况撰写，对毕业论文（设计）所采用的全部参考文献分类、归纳、分析、比较、评述，应特别注意对主流、权威文献学术成果的引用和评述，注意发现已有成果的不足。 结论：对全文的评述做出简明扼要的总结，重点说明对毕业论文（设讣）具有启示、借鉴或作为毕业论文（设讣）重要论述依据的相关文献已有成果的学术意义、应用价值和不足，提岀自己的研究目标。 2.要圉绕毕业论文主题对文献的各种观点作比较分析，不要教科书式地将与研究课题有关的理论和学派观点简要地汇总陈述一遍。 3.评述（特别是批评前人不足）时，要引用原作者的原文（防止对原作者论点的误解），不要贬低别人抬高自己，不能从二手材料来判定原作者的“错误J 4.文献综述结果要说清前人工作的不足，衬托出作进一步研究的必要性和理论价值= 5.釆用了文献中的观点和内容应注明来源，模型、图表、数据应注明出处, 不要含糊不清。 6.文献综述最后要有简要总结，并能准确地反映主题内容，表明前人为该领域研究打下的工作基础。 7.所有提到的参考文献都应和所毕业论文（设计）研究问题直接相关。 8.文献综述所用的文献，与毕业设计（论文）的论题直接相关，与毕业论文（设计）的参考文献数量完全一致；重要论点、论据不得以教材、非学术性文献、未发表文献作为参考文献，应主要选自学术期刊或学术会议的文章，其次是教科书或其他书籍。至于大众
二甲醚清洁燃料均质压燃燃烧数值模拟研究 摘要 均质充量压缩着火（HCCI ）燃烧，作为一种能有效实现高效低污染的燃烧方式，能够使发动机同时保持较高的燃油经济性和动力性能，而且能有效降低发动机的NO x 和碳烟排放。此外HCCI 燃烧的一个显著特点是燃料的着火时刻和燃烧过程主要受化学动力学控制，基于这个特点，发动机结构参数和工况的改变将显著地影响着HCCI 发动机的着火和燃烧过程。本文以新型发动机代用燃料二甲醚（DME ）为例，对HCCI 发动机燃用DME 的着火和燃烧过程进行了研究。研究采用由美国Lawrence Livermore 国家实验室提出的DME 详细化学动力学反应机理及其开发的HCT 化学动力学程序，且DME 的详细氧化机理包括399个基元反应，涉及79个组分。为考虑壁面传热的影响，在HCT 程序中增加了壁面传热子模型。采用该方法研究了压缩比、燃空当量比、进气充量加热、发动机转速、EGR 和燃料添加剂等因素对HCCI 着火和燃烧的影响。结果表明，DME 的HCCI 燃烧过程有明显的低温反应放热和高温反应放热两阶段；增大压缩比、燃空当量比、提高进气充量温度、添加H 2O 2、H 2、CO 使着火提前；提高发动机转速、采用冷却EGR 、添加CH 4、CH 3OH 使着火滞后。 关键词：均质充量压缩着火，化学动力学，数值模拟，二甲醚，EGR 四号黑体 摘要正文五号宋体，首行缩进二个字，字数300－500字，单倍行距。 小四号黑体 五号宋体，逗号分开，最后一个关键字后面无标点符号。 空一行 中文题目，三号黑体居中，上下各空一行。 空一行 毕业设计（论文）题目，黑体小五号字。
一、工艺流程 丙烯腈的生产方法 早在1893年就发现了丙烯酰胺脱水制造丙烯腈的方法，但此生产方法 原料来源非常困难。1930年发现了由环氧乙烷和氢氰酸合成丙烯腈的方法，随后又发现了由乙炔和氢氰酸合成丙烯腈的生产反法，这些方法因受各种 条件的限制，生产规模均较小。1959年发明了丙烯、氨氧化法生产丙烯腈，使丙烯腈生产技术的发展取得了重大突破。由于这一方法的原料价廉易得， 工艺流程较为简单，产品质量较好，所以此法很快就实现了工业化生产。 到了七十年代，世界各国丙烯腈的生产几乎都采用这种方法。 装置流程简述 来自丙烯、氨罐区的液态丙烯和液态氨进入丙烯、氨蒸发器，经过气 化和过热后混合在一起，经丙烯、氨分布器进入反应器，来自空压机的工 艺空气进入反应器底部，并经过空气分布板进入流化床。当这些气体通过 流化床式反应器时，发生放热反应，放出的热量用来维持反应并通过垂直 安装在反应器内的蒸汽盘管移去热量，产生4MPa蒸汽。反应气体通过旋风分离器从反应器顶部流出，热的反应气体通过反应气体冷却器，一方面加 热反应器蒸汽盘管中所用的锅炉水，一方面反应气体本身被冷却。 从反应气体冷却器出来的气体，在急冷塔的下端被绝热冷却。未反应的氨与加到急冷塔上段循环水中的硫酸反应，从出料气中除去。四效蒸发器 底部物料被引入急冷塔的下段，这些物料部分气化，其余部分出装置，这 股物料中含有水、氰化物、少量催化剂。从急冷塔上段出来的的硫铵溶液 送往硫铵装置。 从急冷塔出来的气体在急冷塔后冷器中进一步冷却，然后进入吸收塔。 在吸收塔中，下降的水吸收逆流向上的反应气体中可溶解的产物。未被吸 收的气体含有未反应的烃、氧气、氮气、一氧化碳、二氧化碳、水及少量 的丙烯腈，经吸收塔排放烟囱放入大气。从急冷塔后冷器出来的冷凝液被
本科毕业论文（设计）机械设计制造及其自动化 *** 20**1*00** 专业名称机械设计制造及其自动化 申请学士学位所属学科 XX 指导教师姓名、职称（教授） 20 年月日
摘要 摘要 多层热压机是生产胶合板、刨花板、中密度纤维板等人造板的主要设备。目前设备制造厂生产的热压机已基本定型，为了改进热压机的结构性能和降低制造成本，本文主要对五层侧压式热压机结构进行了设计,并对热压机的重要部件下托板的结构、强度和刚度进行了设计分析和计算,使下托板在结构上更加合理,降低了材料和能源消耗,提高了生产率。设计主要结合现有的设计理念，在符合设计要求的前提下，设计时热压机的机架整体上主要采用了钢板焊接闭式结构，这种结构制造方便无需大型加工设备，并且，选材主要使用了工字钢、角钢等常用材料，使用钢板焊接的加工工艺，因而，生产工艺性较好，一般机械厂均能制造。设计中主要使用了CAD、Pro\E等工程制图软件，使用了Pro\E软件进行受力分析。 关键词：侧压式，热压机，结构设计，受力分析 I
Abstract Abstract The multi-layered hot press is the production plywood, the shaving board, building board and so on density fiberboard major installations. At present the equipment factory production's hot press has finalized basically, to improve hot press's structure performance and reduce the production cost, this article mainly has carried on the design to five side thrust type hot press structure, and to hot press's important part under carrier's structure, the intensity and the rigidity has carried on the project analysis and calculates, causes the carrier to be more reasonable in the structure, reduced the material and the energy consumption, raised the productivity. The design main union existing design idea, in conforms to under the design requirements premise, in the design in press's rack whole has mainly used the steel plate welding closed type rack, this kind of structure manufacture convenience does not need the large-scale processing equipment, and, the selection has mainly used the I-steel, the angle steel and so on commonly used material, uses processing craft which the steel plate welds, thus, the production technology capability is good, generally the machine shop can make. In the design has mainly used CAD, engineering drawing soft wares Pro \ E and so on, used the software Pro \ E to carry on the stress analysis. Key words: lateral pressure type, thermal-pressing machine, structural design, stress analysis II