年产25万吨丙烯酸精制工段工艺设计(附件)
本设计为年产25万吨丙烯酸精制工段工艺设计。首先比较世界上现有的各种丙烯酸的生产方法，选择了以丙烯和氧气为原料来制取丙烯酸的丙烯两步氧化法。本设计首先对生产丙烯酸的工厂进行选址分析，然后分别对汽提和精制这两个阶段行物料衡算和热量衡算，接着依此设计了主体设备和辅助设备，最后讨论了丙烯酸生产过程中的三废的处理并对本设计进行了技术经济估算。最后本设计还绘制了丙烯酸精制的工艺流程图、车间平面布置图及主要设备图。关键词 丙烯酸，精制工段，工艺设计，汽提
目录
1 总论 1
1.1设计依据 1
1.2 设计地区的自然条件 1
1.3 厂址选择 2
2 发展评述 2
2.1各种丙烯酸的生产方法 2
2.2丙烯酸的生产原理 3
2.3国内丙烯酸的生产情况 4
3 丙烯酸的精制工艺 5
3.1现有世界上各个丙烯酸精制工艺的对比 5
3.2丙烯酸的精制工艺设计 6
4 工艺计算 7
4.1 设计任务书 8
4.2 物料衡算 8
4.3 热量衡算 19
5 设备选型 22
5.1塔的设计 23
6 安全技术与环保 28
6.1丙烯酸的危险性分析 28
6.2安全措施及防护 28
6.3三废治理 29
7 技术经济概算 29
7.1 项目投资估算 30
7.2 产品成本估算 31
结论 32
致谢 33
参考文献 34
1 总论
丙烯酸（英文名：Acrylic acid），分子式为C3H4O2，相对分子量为72.064，结构式为CH2=CHCOOH。丙烯酸的熔点、沸点、密度和闪点分别为13℃、141℃、1.05和54℃。丙烯酸的外观呈无色液体状，具有刺激性气味，与水混溶，也可以与乙醇、乙醚等有机物混溶。丙烯酸是最简单的不饱和羧酸，它的化学性质很活泼，具有易燃性。丙烯酸的蒸汽与空气混合后容易发生爆炸，在明火或者高温的条件下容易引起爆炸。丙烯酸具有双键，它可以发生加 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
成反应、酯化反应和官能团反应等。
丙烯酸在化学工业中主要用于生产丙烯酸甲酯、乙酯、丁酯、羟乙基酯等丙烯酸酯。丙烯酸还可与丙烯腈、苯乙烯、丁二烯、氯乙烯和马来酸（酐）共聚。它的共聚物一般用于合成树脂、粘合剂、合成橡胶、合成纤维和其他项目。
19世纪40年代，丙烯酸首次问世是以丙烯醛氧化反应的方法产生。20世纪30年代，在美国的罗姆哈斯公司通过研究成功开发出了以氰乙醇水解来制取丙烯酸的方法，罗姆哈斯公司的方法很长时间在世界范围内成为了制取丙烯酸的唯一方法。1939年，使用乙炔羰化法来制取丙烯酸被德国人W.J.雷佩发明。1954年，美国建立了一家采用雷配法生产丙烯酸的工业工厂，从而使丙烯酸的批量生产成为可能。之后通过研发还成功开发出了新的以丙烯腈水解的方法来制取丙烯酸。1969年，在美国的联合碳化物公司研究出了以丙烯氧化来制取丙烯酸的方法，并依此建立了制取丙烯酸的工艺生产装置。近些年来，通过不断改进丙烯氧化法的催化剂的选取和工艺生产方式，丙烯两步氧化法已逐渐完善，生产效率也在不断提高中。
1.1设计依据
本设计是根据淮阴工业学院化工学院的毕业设计课题，即年产25万吨丙烯酸精制工段的工艺设计，进行丙烯酸精制工艺工段的车间设计。
1.2 设计地区的自然条件
淮安位于长三角经济圈与环渤海经济圈的交汇处。区域辐射优势显著，辐射半径每100公里2000多万人，人口1亿人，半径300多公里，为企业实现战略布局提供先决条件。而淮安工业园区位于淮安市区的中心，其北部是淮安的主要城区，西部是洪泽湖，是淮安市的二级中心，是淮安市不可缺少的一部分。
1.2.1 气象条件
淮安市既有南方气候，也有北方气候。淮安市灌溉渠线正是我国暖温带与亚热带的分界线。受季风气候的影响，淮安市四季分明，雨量集中，雨热同季，冬热夏冷，光照充足，热量丰富。全市的年太阳辐射总量北多南少，日照时间也是南方较多北方较少。淮安年平均气温在14.1℃~14.8℃之间。淮安市的各地年降水量在906mm~1007mm之间。不同于日照时间，淮安市的降水量分布为南多北少。全年降水量主要集中在夏季，降水量季节变化明显，年际分布不均，年降水量最多的达到1700mm以上，而最少的年份只有500mm。淮安市的风以偏东风和西南风为主，平均风速在2.9m/s~3.6m/s之间。
1.2.2 地质资料
淮安市地质为黄淮冲积平原。土壤主要由水稻土、潮土、砂黑土、黄棕壤、基性岩土和石灰岩土组成。土壤有机质含量低，一般小于0.2%，PH值在7%~8%之间。淮安盐矿资源丰富，已探明的岩盐、芒硝和凹凸棒石储量分别达1300亿吨、20亿吨和5亿吨。
1.3 厂址选择
选址是工业基本建设的重要环节。工厂地址的选择是非常重要的。工厂建设的进度、投资的数量、环境保护和经济效益都取决于场地的选择。
全市日供水能力30万吨，电力装机容量达3400兆瓦以上，园区水、电供应充足，国家“西气东输”供气管道在淮安境内经过并在园区设有接口，园区还设有加油站和30公里长的输气管道，园区发电厂已投入运行，为该地区的企业提供了热防护。
2 发展评述
2.1各种丙烯酸的生产方法
丙烯酸的生产方法主要经历了6个阶段①氯乙醇法②氰乙醇法③高压雷普法④烯酮法⑤丙烯腈水解法⑥丙烯直接氧化法。在20世纪70年代前，世界上前5种方法并存。在现代，由于丙烯氧化法的不断改进和催化剂种类不断增加，丙烯直接氧化法已经成为世界上主流制取丙烯酸的方法。
在前5种方法中，除了高压雷普法能够直接制取丙烯酸外，其余的4种方法的反应生成物只是丙烯酸低级酯。而要想得到丙烯酸，还需要通过丙烯酸甲酯的酯交换反应。80年代以来，上述方法仅限于德国巴斯夫公司的高压雷普方法和美国罗氏公司的改进丙烯酸生产装置。直到90年代初，丙烯酸直接氧化法才由上述公司初步完善而成。
目录
1 总论 1
1.1设计依据 1
1.2 设计地区的自然条件 1
1.3 厂址选择 2
2 发展评述 2
2.1各种丙烯酸的生产方法 2
2.2丙烯酸的生产原理 3
2.3国内丙烯酸的生产情况 4
3 丙烯酸的精制工艺 5
3.1现有世界上各个丙烯酸精制工艺的对比 5
3.2丙烯酸的精制工艺设计 6
4 工艺计算 7
4.1 设计任务书 8
4.2 物料衡算 8
4.3 热量衡算 19
5 设备选型 22
5.1塔的设计 23
6 安全技术与环保 28
6.1丙烯酸的危险性分析 28
6.2安全措施及防护 28
6.3三废治理 29
7 技术经济概算 29
7.1 项目投资估算 30
7.2 产品成本估算 31
结论 32
致谢 33
参考文献 34
1 总论
丙烯酸（英文名：Acrylic acid），分子式为C3H4O2，相对分子量为72.064，结构式为CH2=CHCOOH。丙烯酸的熔点、沸点、密度和闪点分别为13℃、141℃、1.05和54℃。丙烯酸的外观呈无色液体状，具有刺激性气味，与水混溶，也可以与乙醇、乙醚等有机物混溶。丙烯酸是最简单的不饱和羧酸，它的化学性质很活泼，具有易燃性。丙烯酸的蒸汽与空气混合后容易发生爆炸，在明火或者高温的条件下容易引起爆炸。丙烯酸具有双键，它可以发生加 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
成反应、酯化反应和官能团反应等。
丙烯酸在化学工业中主要用于生产丙烯酸甲酯、乙酯、丁酯、羟乙基酯等丙烯酸酯。丙烯酸还可与丙烯腈、苯乙烯、丁二烯、氯乙烯和马来酸（酐）共聚。它的共聚物一般用于合成树脂、粘合剂、合成橡胶、合成纤维和其他项目。
19世纪40年代，丙烯酸首次问世是以丙烯醛氧化反应的方法产生。20世纪30年代，在美国的罗姆哈斯公司通过研究成功开发出了以氰乙醇水解来制取丙烯酸的方法，罗姆哈斯公司的方法很长时间在世界范围内成为了制取丙烯酸的唯一方法。1939年，使用乙炔羰化法来制取丙烯酸被德国人W.J.雷佩发明。1954年，美国建立了一家采用雷配法生产丙烯酸的工业工厂，从而使丙烯酸的批量生产成为可能。之后通过研发还成功开发出了新的以丙烯腈水解的方法来制取丙烯酸。1969年，在美国的联合碳化物公司研究出了以丙烯氧化来制取丙烯酸的方法，并依此建立了制取丙烯酸的工艺生产装置。近些年来，通过不断改进丙烯氧化法的催化剂的选取和工艺生产方式，丙烯两步氧化法已逐渐完善，生产效率也在不断提高中。
1.1设计依据
本设计是根据淮阴工业学院化工学院的毕业设计课题，即年产25万吨丙烯酸精制工段的工艺设计，进行丙烯酸精制工艺工段的车间设计。
1.2 设计地区的自然条件
淮安位于长三角经济圈与环渤海经济圈的交汇处。区域辐射优势显著，辐射半径每100公里2000多万人，人口1亿人，半径300多公里，为企业实现战略布局提供先决条件。而淮安工业园区位于淮安市区的中心，其北部是淮安的主要城区，西部是洪泽湖，是淮安市的二级中心，是淮安市不可缺少的一部分。
1.2.1 气象条件
淮安市既有南方气候，也有北方气候。淮安市灌溉渠线正是我国暖温带与亚热带的分界线。受季风气候的影响，淮安市四季分明，雨量集中，雨热同季，冬热夏冷，光照充足，热量丰富。全市的年太阳辐射总量北多南少，日照时间也是南方较多北方较少。淮安年平均气温在14.1℃~14.8℃之间。淮安市的各地年降水量在906mm~1007mm之间。不同于日照时间，淮安市的降水量分布为南多北少。全年降水量主要集中在夏季，降水量季节变化明显，年际分布不均，年降水量最多的达到1700mm以上，而最少的年份只有500mm。淮安市的风以偏东风和西南风为主，平均风速在2.9m/s~3.6m/s之间。
1.2.2 地质资料
淮安市地质为黄淮冲积平原。土壤主要由水稻土、潮土、砂黑土、黄棕壤、基性岩土和石灰岩土组成。土壤有机质含量低，一般小于0.2%，PH值在7%~8%之间。淮安盐矿资源丰富，已探明的岩盐、芒硝和凹凸棒石储量分别达1300亿吨、20亿吨和5亿吨。
1.3 厂址选择
选址是工业基本建设的重要环节。工厂地址的选择是非常重要的。工厂建设的进度、投资的数量、环境保护和经济效益都取决于场地的选择。
全市日供水能力30万吨，电力装机容量达3400兆瓦以上，园区水、电供应充足，国家“西气东输”供气管道在淮安境内经过并在园区设有接口，园区还设有加油站和30公里长的输气管道，园区发电厂已投入运行，为该地区的企业提供了热防护。
2 发展评述
2.1各种丙烯酸的生产方法
丙烯酸的生产方法主要经历了6个阶段①氯乙醇法②氰乙醇法③高压雷普法④烯酮法⑤丙烯腈水解法⑥丙烯直接氧化法。在20世纪70年代前，世界上前5种方法并存。在现代，由于丙烯氧化法的不断改进和催化剂种类不断增加，丙烯直接氧化法已经成为世界上主流制取丙烯酸的方法。
在前5种方法中，除了高压雷普法能够直接制取丙烯酸外，其余的4种方法的反应生成物只是丙烯酸低级酯。而要想得到丙烯酸，还需要通过丙烯酸甲酯的酯交换反应。80年代以来，上述方法仅限于德国巴斯夫公司的高压雷普方法和美国罗氏公司的改进丙烯酸生产装置。直到90年代初，丙烯酸直接氧化法才由上述公司初步完善而成。
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