丙烯腈裝置說明書

1、、工藝流程1.1丙烯腈的生產(chǎn)方法早在1893年就發(fā)現(xiàn)了丙烯酰胺脫水制造丙烯腈的方法，但此生產(chǎn)方法原料來源非常困難。1930年發(fā)現(xiàn)了由環(huán)氧乙烷和氫氰酸合成丙烯腈的方法，隨后又發(fā)現(xiàn)了由乙炔和氫 氰酸合成丙烯腈的生產(chǎn)反法，這些方法因受各種條件的限制，生產(chǎn)規(guī)模均較小。1959年發(fā)明了丙烯、氨氧化法生產(chǎn)丙烯腈，使丙烯腈生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展取得了重大突破。由于這 一方法的原料價廉易得，工藝流程較為簡單，產(chǎn)品質(zhì)量較好，所以此法很快就實(shí)現(xiàn)了工 業(yè)化生產(chǎn)。到了七十年代，世界各國丙烯腈的生產(chǎn)幾乎都采用這種方法。1.2裝置流程簡述來自丙烯、氨罐區(qū)的液態(tài)丙烯和液態(tài)氨進(jìn)入丙烯、氨蒸發(fā)器，經(jīng)過氣化和過熱后混合在一起，經(jīng)丙烯、氨

2、分布器進(jìn)入反應(yīng)器，來自空壓機(jī)的工藝空氣進(jìn)入反應(yīng)器底部，并 經(jīng)過空氣分布板進(jìn)入流化床。當(dāng)這些氣體通過流化床式反應(yīng)器時，發(fā)生放熱反應(yīng)，放出的熱量用來維持反應(yīng)并通過垂直安裝在反應(yīng)器內(nèi)的蒸汽盤管移去熱量，產(chǎn)生4MP蒸汽。反應(yīng)氣體通過旋風(fēng)分離器從反應(yīng)器頂部流出，熱的反應(yīng)氣體通過反應(yīng)氣體冷卻器，一方 面加熱反應(yīng)器蒸汽盤管中所用的鍋爐水，一方面反應(yīng)氣體本身被冷卻。從反應(yīng)氣體冷卻器出來的氣體，在急冷塔的下端被絕熱冷卻。未反應(yīng)的氨與加到急 冷塔上段循環(huán)水中的硫酸反應(yīng)，從出料氣中除去。四效蒸發(fā)器底部物料被引入急冷塔的 下段，這些物料部分氣化，其余部分出裝置，這股物料中含有水、氰化物、少量催化劑。 從急冷塔上段出來

3、的的硫銨溶液送往硫銨裝置。從急冷塔出來的氣體在急冷塔后冷器中進(jìn)一步冷卻，然后進(jìn)入吸收塔。在吸收塔中， 下降的水吸收逆流向上的反應(yīng)氣體中可溶解的產(chǎn)物。未被吸收的氣體含有未反應(yīng)的烴、 氧氣、氮?dú)?、一氧化碳、二氧化碳、水及少量的丙烯腈，?jīng)吸收塔排放煙囪放入大氣。 從急冷塔后冷器出來的冷凝液被送到回收塔以回收丙烯腈和其它有機(jī)物。來自吸收塔的液體在加熱之后進(jìn)入回收塔， 利用水作為溶劑進(jìn)行萃取精餾。由于丙 烯腈和水形成共沸物從塔頂蒸出，這就把丙烯腈和乙腈分開。塔頂產(chǎn)品被分層，含有丙烯腈、氫氰酸和水的有基層用泵送至脫氫氰酸塔，水層返回回收塔進(jìn)料。乙腈在回收塔33#板。34#板作為氣相抽出，送到乙腈塔。在乙腈

4、塔中，乙腈、水和少量的氰化物及丙烯腈從 塔頂出來并送到乙腈回收單元，塔釜液返回到回收塔從回收塔分層器出來的有機(jī)相用泵送到脫氫氰酸塔，該塔可在常壓或微真空下操 作。該塔的上段用來脫除丙烯腈中的氫氰酸，下段用來脫水。脫氫氰酸塔從上部進(jìn)料， 塔頂氣相產(chǎn)品氫氰酸被冷凝后送往其它裝置回收，部分冷凝液回流到塔頂。脫氫氰酸塔釜液通過泵送到成品塔，作為成品塔進(jìn)料。在成品塔中，從側(cè)線采出丙烯腈產(chǎn)品，然后經(jīng)過冷卻送入成品罐。1.3系統(tǒng)流程簡述 1.3.1反應(yīng)系統(tǒng)使用丙烯、氨和空氣生產(chǎn)丙烯腈是在流化床反應(yīng)器中經(jīng)催化劑作用來完成的。工藝空氣進(jìn)入反應(yīng)器的空氣流量由流量記錄調(diào)節(jié)器進(jìn)行控制?？諝膺M(jìn)入反應(yīng)器的底部，通過空氣分

5、布器向上流動，進(jìn)入反應(yīng)器的丙烯和氨的流量記錄由流量調(diào)節(jié)閥進(jìn)行控 制。進(jìn)入反應(yīng)器之前丙烯和氨通過位于空氣分布器上面的丙烯氨分布器進(jìn)行混合。丙烯、氨和空氣在反應(yīng)器中向上流動，使催化劑床層流化。催化劑是細(xì)小松散顆粒。在反應(yīng)器正常操作情況下，其頂部壓力為 0.074MPa溫度為44or。在反應(yīng)器中生成丙烯腈和其它產(chǎn)物的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，為保證反應(yīng)的正常運(yùn)行，必須將熱量撤出。反應(yīng)器中有多組垂直的 U型盤管。撤熱水通過這些盤管，產(chǎn)生 4.36 MPa 的蒸汽。為了控制溫度，可在操作中投入撤熱水的量來控制，也可通過微調(diào)進(jìn)料量來實(shí)現(xiàn)。反應(yīng)器出口氣體通過反應(yīng)氣體冷卻器， 將蒸汽發(fā)生器補(bǔ)充水加熱，使反應(yīng)氣體冷卻。

6、經(jīng)冷卻的反應(yīng)氣體送往回收系統(tǒng)的急冷塔中。反應(yīng)系統(tǒng)還包括反應(yīng)器蒸汽盤管供水、催 化劑儲罐和加料設(shè)備以及開工加熱爐。1.3.2回收系統(tǒng)經(jīng)冷卻的反應(yīng)氣體大約232 r進(jìn)入急冷塔的底部，該氣體向上流動在急冷塔下段通 過噴淋急冷水，將反應(yīng)氣體冷卻。來自急冷塔底部的水作為急冷水循環(huán)到該塔的下段， 其流量由流量調(diào)節(jié)閥來控制。冷卻后的氣體主要含有反應(yīng)所產(chǎn)生的全部丙烯腈、乙腈和以中和反應(yīng)氫氰酸，它們從急冷塔的頂部采出并送到后冷器。硫酸加到上段循環(huán)水中，氣體中未反應(yīng)的氨，通過硫酸量的自動加入來調(diào)節(jié)急冷塔上段的PH值。通過上段液位控制，將硫銨溶液送出。這股物料主要由水、硫銨、重組分和少量的輕有機(jī)物所組成。四效蒸發(fā)器

7、的底部殘液進(jìn)入急冷塔的下段，提供急冷反應(yīng)氣體需要的水。離開急冷塔的 氣體在后冷器中冷卻，氣體溫度進(jìn)一步降低到約35C，在冷卻期間出料氣中的部分水汽和一些有機(jī)物被冷凝下來。冷凝液積存在后冷器的底部，經(jīng)泵送到回收塔，少部分冷凝液經(jīng)由泵的出口返回到后冷器的頂部管板以沖洗管板。離開急冷塔后冷器的反應(yīng)氣 體，在裝有塔盤和填料的吸收塔中被水逆流洗滌， 以回收丙烯腈和其它可溶的有機(jī)反應(yīng) 產(chǎn)品。沒有被吸收的一氧化碳、二氧化碳、氮?dú)?、未反?yīng)的氧氣和烴類，通過吸收塔頂 部放空煙囪排入大氣。用吸收塔頂部管線中的壓力調(diào)節(jié)閥來保持吸收塔的壓力。離開吸收塔塔釜的富水，在富水/貧水換熱器中被加熱后，進(jìn)入回收塔，這股物料 由

8、保持吸收塔塔釜液位的液位調(diào)節(jié)閥來控制。 從丙烯腈回收塔出來的塔頂物料經(jīng)過回收 塔冷凝器，在冷凝器中該物料被冷凝，并冷卻到約 40C，然后冷凝液在回收塔分層器 中發(fā)生相分離，水相由回收水泵打回到回收塔，其流量由分層器中水相液位調(diào)節(jié)閥來控 制。來自分層器的有機(jī)物通過流量調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)，分層器的放空氣體去精制尾氣系統(tǒng)。阻聚劑對苯二酚加到回收塔塔頂，以防聚合物的形成。碳酸鈉溶液也可加到這里。在回收塔中進(jìn)行分離所需要的熱量是由低壓蒸汽的熱虹吸式再沸器提供。回收塔塔釜物料通過回收塔釜液泵送到四效蒸發(fā)系統(tǒng)， 在四效蒸發(fā)器中，大約有一半的回收塔塔釜液 被蒸發(fā)，蒸發(fā)器冷凝液送到氨汽提塔，以除掉微量的游離氨和輕有機(jī)

9、物。四效蒸發(fā)器的底部液體送到急冷塔下段，絕熱冷卻反應(yīng)器出口氣體，這股液體通過保證四效蒸發(fā)器殘 液緩沖槽液面的液位調(diào)節(jié)器來控制。乙腈在回收塔的下段被汽提，并從 34塊塔盤抽出，該氣體進(jìn)入乙腈塔，乙腈、水、 少量的氫氰酸及丙烯腈從乙腈塔頂出來冷凝并集中在回流罐中，乙腈塔頂回流罐連續(xù)向精制尾氣系統(tǒng)排氣。從乙腈塔頂回流罐出來的物料作為回流返回到乙腈塔的頂部塔盤， 其余的粗乙腈送到乙腈廠回收。133精制系統(tǒng)來自回收塔分層器的粗丙烯腈主要由丙烯腈、 氫氰酸和水組成，用泵將其送到脫氫 氰酸塔，從脫氫氰酸塔頂出來的氣體，進(jìn)到塔頂冷凝器，大約0C的乙二醇鹽水溶液循環(huán)通過塔頂冷凝器。脫氫氰酸塔頂未冷凝的氣體去火炬

10、，部分冷凝液打回脫氫氰酸塔， 其余送出裝置。脫氫氰酸塔塔釜出料用泵送到成品塔，作為成品塔的進(jìn)料。在成品塔中，成品丙烯腈從第 41塊塔盤的下降管中抽出，靠重力作用經(jīng)過成品冷 卻器，送到成品罐中。成品塔頂氣體經(jīng)冷凝器后進(jìn)入成品塔回流罐， 未冷凝氣體去火炬, 冷凝液一部分返回成品塔，一部分送出界外。成品塔操作所需要的熱量是由以熱水為介 質(zhì)的熱虹吸再沸器來提供的。134四效蒸發(fā)系統(tǒng)回收塔塔釜物料進(jìn)到一效蒸發(fā)器 （E-510）,進(jìn)料量由回收塔塔釜液位來控制，進(jìn)入 一效蒸發(fā)器的蒸汽流量是由蒸汽線上的流量調(diào)節(jié)器來控制的，在一效蒸發(fā)器中未蒸發(fā)的回收塔塔釜物料送到二效蒸發(fā)器（E-511），該流量由保持一效蒸發(fā)器

11、液面的液位調(diào)節(jié)器 來控制，在二效蒸發(fā)器中蒸發(fā)所需要的熱量由一效蒸發(fā)器頂蒸汽來供給。從二效蒸發(fā)器出來的液體送到三效蒸發(fā)器（E-512 ）中，該流量由保持二效蒸發(fā)器 液面的液位調(diào)節(jié)器來控制，二效蒸發(fā)器頂蒸汽用來沸騰三效蒸發(fā)器。四效蒸發(fā)器（E-513）的進(jìn)料是來自三效蒸發(fā)器的未氣化的液體，進(jìn)料量由保持三 效蒸發(fā)器液面的液位調(diào)節(jié)器來控制，四效蒸發(fā)器的熱源是三效蒸發(fā)器頂蒸汽。在四效蒸發(fā)器中未氣化的液體用泵送到急冷塔下段， 然后絕熱冷卻反應(yīng)氣體。第四效蒸發(fā)器的頂 蒸汽通過冷凝器，冷凝液用泵送到氨汽提塔，未冷凝的氣體放空。二、主要設(shè)備及控制指標(biāo)2.1主要設(shè)備列表序號設(shè)備編號設(shè)備名稱1T-101急冷塔2T-1

12、03吸收塔3T-104回收塔4T-106脫氫氰酸塔5T-107成品塔6T-110乙腈塔7R-101反應(yīng)器8F-101開工空氣加熱爐9V-104蒸汽發(fā)生器10V-111回收塔分層器11V-117成品塔回流罐12V-121成品中間罐13V-301粗丙烯腈槽2.2反應(yīng)系統(tǒng)主要調(diào)節(jié)器及指標(biāo)序號位號正常值單位說明1FIC-10110.81t/h丙烯進(jìn)料流量2FIC-1025.25t/h氨進(jìn)料流量3FIC-103461t/h反應(yīng)器冷卻水量4FIC-10470.16t/h空氣進(jìn)料流量5TIC-10166r丙烯進(jìn)料溫度6TIC-10266氨進(jìn)料溫度7TIC-103230C急冷塔入塔溫度8TIC-104C輔助加

13、熱爐出口溫度9LIC-10150%丙烯蒸發(fā)器液位10LIC-10250%氨蒸發(fā)器液位11LIC-10350%蒸汽發(fā)生器液位12PIC-1014.2Mpa蒸汽發(fā)生器壓力13TI-101440C反應(yīng)器出口溫度14TI-10232C15TI-10332C16TI-104350C17TI-105230C18PI-1010.07Mpa反應(yīng)器壓力2.3回收系統(tǒng)（1）主要調(diào)節(jié)器及指標(biāo)序號位號正常值單位說明1FIC-2014.93t/h急冷塔補(bǔ)充水流里2FIC-2021.2t/h硫酸補(bǔ)充流量3FIC-2031659t/h急冷塔上段循環(huán)量4FIC-2042.3t/h急冷塔后冷器返回量5FIC-205416.7t

14、/h急冷塔下段循環(huán)量6FIC-2064.72t/h急冷塔塔底流量7FIC-207170t/h吸收塔吸收水補(bǔ)充量8TIC-20135r吸收水溫度9LIC-20150%急冷塔上段液位10LIC-20250%急冷塔下段液位11LIC-20350%急冷塔后冷器液位12LIC-20450%吸收塔液位13PIC-2010.02Mpa吸收塔頂壓力14FI-20110.89t/h15FI-20286.22t/h急冷塔進(jìn)料流量16FI-20322t/h17TI-20183.2急冷塔塔頂溫度18TI-2026019TI-20323020TI-20482急冷塔塔底溫度21TI-20511022TI-20634吸收塔

15、塔頂溫度23TI-20736吸收塔塔底溫度24TI-20840.22.4回收系統(tǒng)（2）主要調(diào)節(jié)器及指標(biāo)序號位號正常值單位說明1FIC-22134t/h回收塔再沸蒸汽流量2FIC-22227.22t/h回收塔塔底流量3FIC-2239.16t/h溶劑水流量4FIC-2241.15t/h乙腈塔回流量5TIC-22148r溶劑水溫度6TIC-22269.5r回收塔進(jìn)料溫度7TIC-22390r8TIC-22440r回收塔分層器入口溫度9TIC-22597r乙腈塔塔頂溫度10LIC-22150%回收塔分層器水層液位11LIC-22250%回收塔分層器油層液位12LIC-22350%乙腈塔液位13LIC

16、-22450%回收塔液位14LIC-22550%乙腈塔后冷器液位15PIC-2210.01MPa回收塔頂壓力16TI-221117r回收塔底溫度17TI-22270r回收塔頂溫度18TI-223108r19TI-224102r乙腈塔底溫度20TI-22540r回收塔分層器溫度2.5精餾系統(tǒng)主要調(diào)節(jié)器及指標(biāo)序號位號正常值單位說明1FIC-301105t/h脫氫氰酸塔底再沸流量2FIC-3025.93t/h脫氫氰酸塔頂回流量3FIC-3030.56t/h成品塔頂回流罐出料量4FIC-30410.05t/h成品抽出量5FIC-3050.68t/h成品塔底流量6TIC-30150r脫氫氰酸塔進(jìn)料溫度7

17、TIC-30265r8TIC-30352r9TIC-30496r成品塔底再沸溫度10TIC-30543r成品塔頂回流罐入口溫度11LIC-30150%脫氫氰酸塔頂冷凝器液位12LIC-30250%脫氫氰酸塔液位13LIC-30350%成品塔頂回流罐液位14LIC-30450%成品塔液位15PIC-3010.04Mpa成品塔頂壓力16FI-30113.24t/h脫氫氰酸塔進(jìn)料量17TI-30117.5r脫氫氰酸塔頂溫度18TI-30275r脫氫氰酸塔底溫度19TI-30346.3r成品塔頂溫度20TI-30465r成品塔底溫度21TI-305r22PI-3010.08Mpa脫氫氰酸塔頂壓力2.6

18、四效蒸發(fā)系統(tǒng)主要調(diào)節(jié)器及指標(biāo)序號位號正常值單位說明1FIC-5014.06t/h一效熱源蒸汽流量2LIC-50150%一效殘液液位3LIC-50250%二效殘液液位4LIC-50350%三效殘液液位5LIC-50450%四效殘液液位6LIC-50550%餾出物冷凝器液位7FI-50127.22t/h一效進(jìn)料量8FI-5023.15t/h一效餾出物量9FI-5033.7t/h二效餾出物量10FI-5044.48t/h三效餾出物量11FI-5055t/h四效餾出物量12TI-501125r一效蒸發(fā)器溫度13TI-502110c二效蒸發(fā)器溫度14TI-50385r三效蒸發(fā)器溫度15TI-50460r

19、四效蒸發(fā)器溫度三、DCS操作畫面3.1反應(yīng)系統(tǒng)DCS示lUliiK更換主e關(guān)于I DjL-m-UA) Pv： ffl.MS 墾：50.00% W 90,00訂L03嚴(yán)iOZF ?- M-.MT：旳jrc-ijci3(W119： D.OOtA g： iOM11-F計 350lD7岸101皚 44O.D4K-iinm 叫ififi.w吃 和:W比 F： l76rr-w3(A):已 zaa.DO 國二 Ml.ZK-iElM 嗎；10,80詢 制 0.00*1 j 出 j(n鬥；45I,M0 訓(xùn) q.Wt/i k=： SOlEHJ ids X 230.12LC-1JO3(A) pV: M.OL% SU

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