≥99.3
0.800～0.807
6.0～9
6.0～10.0
≤2.0
≤3.0
≤5
≤16
≤0.45
≤0.50
≤0.005
≤0.010
≤0.0005
≤0.0010
≤0.00002
≤0.00003
≤0.00001
≤0.00002
≤0.020
≤0.030
≤0.010
≤0.020
≤0.0015
≤0.0040
合格品
7
物化性质：
丙烯腈是无色或淡黄色液体，有特殊气味， 分子量 53.06，沸 点 77.3℃， 冰 点 -83.5 ℃，闪 点 0℃，自燃点 481℃，聚合热 72.4 kJ/mol，剧毒 ，溶 于丙酮、苯、四氯化碳、乙醚、乙醇等有 机溶剂，微溶于水 。
丙烯腈由于分子结构带有C=C 双键及-CN 键，所以化学性质非常活泼，可以发生加 成、聚合、腈基及氢乙基化等反应。
△H = -1925KJ/mol
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丙烷氨氧化法
主反应： C3H8 + NH3 +2 O2 → CH2 =CHCN(AN) + 4 H2O C3H8 + 0.5O2 →C3H6 (PEN) + H2O C3H6 + NH3 +1.5 O2 → CH2 =CHCN(AcN) + 3 H2O
副反应： ①C3H6 + 1.5NH3 + 1.5O2 → 1.5CH3CN + 3H2O ②C3H6 + 3NH3 + 3O2 → 3HCN + 6H2O ③C3H8+ 4O2 → 2CO+CO2 +4 H2O ④2NH3 + 1.5 O2 →N2 + 3 H2O
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年产20万吨丙烯腈概念设计
项目设计人： 张灿阳 王津津 杜孝利
指导老师： 李秀喜研究员
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报告内容
第一部分：设计任务 第二部分：产品概述 第三部分：市场调研 第四部分：设计背景 第五部分：丙烯腈概念设计 第六部分：流程模拟和优化 第七部分：经济核算 第八部分：总结
3
第一部分：设计任务
≥98.5
6.0～10.0 ≤4.0 ≤20 ≤0.70
≤0.018 ≤0.0040 ≤0.00004 ≤0.00005 ≤0.050 ≤0.030 ≤0.0090 9
第三部分：产品调研
丙烯睛是一种重要的有机化工原料，在合 成树脂、合成纤维、合成橡胶等高分子材 料中占有显著的地位并有着广阔的前景。 除此之外，丙烯睛聚合物与丙烯睛衍生物 也广泛应用国民经济的多个领域。目前国 内供不应求，每年需大量进口来满足市场 需求，国内生产装置建设明显明显加快， 成为倍受关注的基础有机化工原料。
合计
101.3
12Biblioteka 第四部分：设计背景丙烯腈生产方法： 目前世界各国生产丙烯腈的主要方法
是丙烯氨氧化法和丙烷氨氧化方法，其中 丙烯氨氧化工艺占绝对优势，其流程大都 采用索亥俄(Sohio)技术
丙烯氨氧化工艺以丙烯和氨气为原料， 通过氧化生产丙烯腈，副产乙腈和氢氰 酸：
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丙烯氨氧化法
主反应：C3H6 + NH3 +1.5 O2 → CH2 =CHCN + 3 H2O △H = -512.5KJ/mol
十二月初到中旬，完成Aspen Plus对设计 的工艺流程进行模拟，确定设备的操作参 数。
十二月中旬到课程结束，完成工艺流程进 行操作优化，并对丙烷氨氧化法生产丙烯 腈工艺进行经济核算。
6
第二部分：产品概述
丙烯腈，CH2=CH－CN，英文名 Acrylonitrile（简称AN），1893 年已经在 实验室合成成功。到1930 年在工业上被 用于合成耐油丁腈橡胶。现在除了丁腈橡 胶之外，还广泛用于ABS 塑料、AS 塑料 和腈纶纤维（PAN）的生产。此外，丙烯 腈还是合成丙烯酰胺、聚丙烯酸酯等的重 要原料。
10
国际现状
地区 欧洲
2001年 130
2002年 130
2003年 130
2004年 125
2005年 100
2010年 100
中东/非洲
30
30
30
30
35
35
亚洲
230
250
270
280
315
340
拉丁美洲
20
20
25
25
30
25
北美
70
60
45
45
40
40
全世界
约480 约490 约500 约510 约520 约550
设计题目：年产20万吨丙烯腈概念设计 设计目标： 产品名称：丙烯腈 产品要求：C3H3N（w%）＞99%。 生产规模：20万吨/年。 生产时间：333天/年（8000h/年）
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设计任务：
1、熟悉本项目概念设计的要求和背景，理清思路，阅读 相关的文献。
2、按年产20万吨丙烯腈的生产规模，根据最新的丙烯腈 实验研究成果和小试提供的技术信息和所收集的技术经 济资料，对丙烷氨氧化工艺生产丙烯腈进行概念设计。
副反应： ①C3H6 + 1.5NH3 + 1.5O2 → 1.5CH3CN + 3H2O
△H = -522KJ/mol ②C3H6 + 3NH3 + 3O2 → 3HCN + 6H2O
△H = -941KJ/mol ③C3H6 + 4.5O2 → 3CO2 +3 H2O
△H = -1925KJ/mol ④C3H6 + 3O2 → 3CO + 3H2O
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国内现状
生产厂家 上海石化公司 大庆石化公司 大庆炼化公司
齐鲁石化丙烯腈厂
抚顺石化腈纶厂 吉林石化公司 安庆石化腈纶厂 上海赛科石化公司 大庆油田助剂厂 兰州石化公司
产能/(万t.a-1) 13.0 8.0 8.0
4.0
8.0 21.2 8.0 26.0 2.0 3.1
采用技术 BP技术 BP技术 BP技术 BP技术 （齐胜化工厂为国 内技术） BP技术 BP技术 BP技术 BP技术 BP技术 BP技术
3、用Aspen Plus对设计的工艺流程进行模拟，确定设备的 操作参数（温度、压力、采出量、回流比等），输出技 术报告。
4、根据丙烯腈生产的特点，对工艺流程进行操作优化 （比如温度、压力等以及工艺水和热能综合利用，三废 处理等等）。
5、对丙烷氨氧化法生产丙烯腈工艺进行经济核算。
5
进展计划：
十一月末十二月初，完成搜集最新丙烯腈 实验研究成果和小试提供的技术信息和技 术经济资料，对丙烷氨氧化工艺生产丙烯 腈进行概念设计。
8
丙烯腈产品质量标准
指标名称
外观 含量，%
相对密度
pH值(5%水溶液)
滴定值(5%水溶液)
质
色度(Pt-Co)号
量
水含量，%
标
准 总醛含量(以乙醛计)，%
总氰含量(以氢氰酸计)，%
过氧化物，%
铁含量，%
乙腈含量，% 丙酮含量，%
丙烯醛含量，%
丙烯腈（C3H3N） 优级品
一级品
透明液体，无悬浮物
≥99.5