3。2。2 反应器设计原则 33

3。2。3 换热器设计原则 33

3。3 设计标准 34

3。4 非标设备设计 35

3。4。1 萃取精馏塔的设计 35

3。4。2 反应器的设计 47

3。4。3 丙烯腈产品贮槽设计 49

3。5 标准设备设计 50

3。5。1 换热器的说明 50

3。5。2 换热器的设计 51

3。5。3 设备选型一览表 55

4 自动控制系统设计 59

4。1设计概述 59

4。2 自动控制系统的选择 59

4。2。1 FCS和DCS的对比 59

4。2。2 ESD紧急停车系统 61

4。3 仪表的分类及选用原则 61

4。3。1 仪表的分类 61

4。4 典型设备控制方案 61

4。4。1 化学反应器的自动控制 62

4。4。2 流体输送设备的控制方案 63

4。4。3 空压机的控制方案 63

4。4。4 传热设备的自动控制 63

4。4。5 塔的自动控制 64

5 车间布置设计图 66

结  论 67

致  谢 68

参考文献 69

附  录 70

10万吨/年丙烯氨氧化生产丙烯腈生产工艺设计

1 绪论

1。1 丙烯腈的生产工艺

丙烯腈的生产过程主要包含合成、回收和精制三段工序。将纯度为98%左右的的液态丙烯和纯度为99。7%左右的液态氨混合送入蒸发器中，经蒸发过程后，会产生氨和丙烯混合气体，之后这些混合气体会从分配管中流出进入到流化床反应器。经压缩、除尘后的空气和反应器流出的物料热量交换，将温度预热到大概300℃后物料从流化床底部进入到反应器中。按一定配比控制空气、氨和丙烯的流量。各个原料气路管里面都装了止回阀，用来预防气体和催化剂倒流[3]。

在流化床反应器内，我们安装了一些形状为U形的冷 却管，它们的作用是依靠高压热水的汽化作用能带走热量的原理带走反应热，目的是为了控制反应的温度[6]。空气压缩机和制冷机的动力产生的是高压约为4。0MPa的过热蒸汽，高压过热蒸汽经过处理后可以变成低压约0。35MPa的蒸汽，作为回收和精制工段的热源，可以合理的利用能量。反应完的剩余气体从反应器顶部排出后经过热交换冷却到200℃左右，输送到后续工段使用。

从反应器流出的物料中，我们发现仍然有一些没有反应掉的氨，那么在碱性介质中就会有一些我们不希望发生的反应发生，这些我们不希望发生的反应会生成一些聚合物，它们会堵塞管道，而且其中发生的所有加成反应都会使部分产物丙烯腈和副产物氢氰酸损失掉。因此，在冷却进行的时候，我们必须向塔中加入一些硫酸，用来中和未反应的氨。我们发现中和过程其实同样也是反应物料的冷却过程，所以我们把急冷塔也叫做氨中和塔[5]。