1.2 丙烯腈的生产状况
1.2.1 世界丙烯腈生产与消费概况
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(见表 1-3) 。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。 预计到 2000 年，世界丙烯腈总生产能力将达到 585 万 t，产量及消费量将达到 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(见表 1-4)。今年台塑公司 4 月和年末各有 10 万 t/a 装置投产、美国 Solutia 公司 8 月 25 万 t/a 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。
丙烯腈和水、苯、四氯化碳、甲醇、异丙醇等会成二元共沸混合物，和水的共沸点为 71℃，共沸点中丙烯腈的含量为 88%（质量），在有苯乙烯存在下，还能形成丙烯腈—苯乙 烯—水三元共沸混合物。丙烯腈的主要物理性质见表 1-2。
表 1-1 丙烯腈与水的相互溶解度
温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 70 80
水在丙烯腈中的溶解度（质量）/% 2.10 2.55
3.08 3.82 4.85 6.15 7.65 9.21 10.95
丙烯腈在水中的溶解度（质量）/% 7.15 7.17
7.30 7.51 7.90 8.41 9.10 9.90 11.10
表 1-2 丙烯腈的主要物理性质
性质
指标
性质
指标
性质
指标
化工工艺设计
年产 3.5 万 课 程 设 计
吨丙烯腈 合成工段工艺设计
年级 专业 学号 姓名 指导教师 设计成绩 完成日期
2013 化学工程与工艺
2016 年 月 日
《课程设计》成绩评定栏
评定基元 评审要素 评审内涵 分值 评分
签名栏
格式是否规范
10
格式规范
内容完整
内容是否完整
10
设计说明， 50%
（4）制带控制点的工艺流程图（CAD 或手绘，A3 图纸）；
5.编写设计说明书
工
1.设计计算：1.5 周
作
2.工艺流程图与设计说明书：1 周
量
3.答辩：0.5 周
工 第一周：物料衡算、热量衡算及主要设备的工艺设计计算 作 第二周：画图，撰写设计说明书， 计 第三周：答辩 划
参 《化工工艺设计手册》第四版(上下册)，中国石化集团上海工程有限公司编，化学
聚合反应和加成反应都发生在丙烯腈的 C=C 双键上，纯丙烯腈在光的作用下能自行聚合， 所以在丙烯腈成品及丙烯腈生产过程中，通常要加少量阻聚剂，如对苯酚甲基醚（阻聚剂
MEHQ）、对苯二酚、氯化亚铜和胺类化合物等。除自聚外，丙烯腈还能与苯乙烯、丁二烯、 乙酸乙烯、氯乙烯、丙烯酰胺等中的一种或几种发生共聚反应，由此可制得合成纤维、塑料、 涂料和粘合剂等。丙烯腈经电解加氢偶联反应可以制得已二腈。氰基反应包括水合反应、水 解反应、醇解反应等，丙烯腈和水在铜催化剂存在下，可以水合制取丙烯酰胺。
沸点(101.3KPa)
78.5℃
燃点/℃
481
蒸汽压/KPa
熔点/℃
相对密度(d426 ) 粘度(25℃)
折射率(nD25 ) 闪点/℃
—82.0
0.0806 0.34 1.3888
0
比热容/J.kg-1. K-1
蒸发潜热 (0~77℃) 生成热(25℃)
20.92±0.03 32.6kJ/mol 151kJ/mol
氰乙基化反应是丙烯腈与醇、硫醇、胺、氨、酰胺、醛、酮等反应；丙烯腈和醇反应可 制取烷氧基丙胺，烷氧基丙胺是液体染料的分散剂、抗静电剂、纤维处理剂、表面活性剂、 医药等的原料。丙烯腈与氨反应可制得 1，3 丙二胺，该产物可用作纺织溶剂、聚氨酯溶剂 和催化剂。
丙烯腈主要用来生产 ABS 树脂，丙烯酰胺、丙烯酸纤维、己二睛和苯乙烯-己二睛树脂 等，目前国内供不应求，每年需大量进口来满足市场需求，2000 年进口量超过 150kt。
燃烧热
1761kJ/mol
聚合热(25℃)
72 kJ/mol
8.7℃时
45.5℃时 77.3℃时 临界温度 临界压力
6.67
33.33 101.32 246℃ 3.42MPa
1.1.2 丙烯腈的化学性质及应用
丙烯腈分子中含有双键及氰基（-CN ），其化学性质非常活泼，可以发生加成、聚合、 水解、醇解、腈基及氢乙基化等反应。
考 工业出版社，2009 年
资 《化学化工物性参数手册》，青岛化工学院等编，化学工业出版社，2002 年
料
1.1 丙烯腈的性质
第一部分 概述
1.1.1 丙烯腈的物理性质
丙烯腈是一种非常重要的有机化工原料，在合成纤维、树脂、橡胶急胶粘剂等领域有着 广泛的应用。丙烯腈，英文名 Acrylonifrile（简称为 ACN），化学分子式：CH2=CH-CN；分子 量：53.1。丙烯腈在常温下是无色或淡黄色液体，剧毒，有特殊气味；可溶于丙酮、苯、四 氯化碳、乙醚和乙醇等有机溶剂；与水互溶，溶解度见表 1-1。丙烯腈在室内允许浓度为 0.002MG/L，在空中的爆炸极限为 3.05~17.5%（体积）。因此，在生产、贮存和运输中，必 须有严格的安全防护措施。
1.确定设计方案，并画出流程框图（要求见 4（1））；
设 2.物料衡算，热量衡算
计 3.主要设备的工艺设计计算
要 4.绘图要求：（1）流程框图（CAD 或者 PPT 绘，截图在方案设计中）；
求
（2）方案流程图（AD 或手绘，A3 图纸）；
（3）工艺物料流程图（带物料表，CAD 或手绘，A3 图纸）；
物料恒算
10
工艺计算
正确、完整和
热量衡算
10
规范
设备设计和选型 10
方案流程图
10
设计图纸， 图纸规范
40%
标注清晰 工艺物料流程图
10
带控制点的工艺 20
流程图
上课出勤
上课出勤考核
5
平时成绩，
10%
制图出勤
制图出勤考核
5
合计
100
评阅教师签名 评阅教师签名 指导教师签名
化工工艺设计
课程设计任务书
学号
学生姓名
专业（班级）
设计题目
年产 3.5 万吨丙烯腈合成工段工艺设计
1.生产能力： 35000 吨/年 设
2.原料：丙烯 85%，丙烷 15%（摩尔分率）；液氨 100% 计
3.产品：1.8%（wt）丙烯腈水溶液 技
4.生产方法：丙烯氨氧化法 术
5.丙烯腈损失率：3% 参
6.设计裕量：6% 数
7.年操作日：300 天