因此,在查阅相关资料后,本设计最终选用的是优化的带有两级旋风分离器的流化床反应器。
3、催化剂选择
C-49催化剂能使丙烯腈的收率较高,让丙烯的消耗降低。用C-49催化剂时投入氨的温度约为385℃,比正常情况能低一些;丙烯装化率常在98。5%以上,只有当转化率低于92%时,才有可能发生二次燃烧。本设计采用的是C-49催化剂。
在C-49催化剂中,一 般我们认为其中的Mo —Bi是起主要作用的催化剂,P —Ce是起辅助作用的催化剂,它的作 用是可以延长催化剂的使用寿命,并且提高催化剂的活性。其中Mo—Bi占 活性组分质量的大部分,单独使用P —Ce时,对反应的加速 起到的作用很小,不过当它们和Mo—Bi搭配使用时,对MO—Bi催化剂性能有改进作用。催化剂的载体采用粗孔微球型硅胶。
4、反应温度的选择
反应温度对反应转化率有明显影响,随着温度的升高,丙烯的转化率升高,最终存在最适宜的温度,使丙烯腈的收率达最大值。本设计最终选择C-49催化剂,适宜温度在430℃左右。
5、反应压力的选择
丙烯氨氧化反应的主反应和副 反应的平衡常数都很大,因此热力学上是不可逆转的,如果压力变化了,也只对反应动力学产生影响。我们发现增大压力的话能提高丙烯浓度,如果增大反应速率,则提高设备的生产能力,但压力过高时会使选择性降低,进而导致丙烯腈收率降低,因此丙 烯氨氧化反应不宜在高压下进行,综上考虑,最终压力选择在0。2MPa左右。
6、接触时间的选择
丙烯氨氧化反应是在催 化剂表面进行的,因为该反应是气 —固相催化反应。这样以来就要求原料气和催化剂要有一定的接触时间才行,目的是为了使原料气能够尽量转化。合理的增加接触时间,一是可以提高丙烯转化率,二是可以提高丙烯腈收率,这样对于生产有利的方面是三种副产物乙腈、丙烯醛和氢氰酸的收率变化都不是特别大。但是,接触时间长了又会使丙烯腈深度氧化发生的可能性加大,反而使丙烯腈收率降低。同时,接触时间太长的话还会使生产能力下降,故经过测试接触时间一般为5~l0s是最好的。
图2。2 合成工段物料的衡算图
表2。2 合成工段物料的衡算表
1、进料的时候应该设制预热器,这样有利于反应的引发,也为反应的进料提供一定的温度;
2、为了预防反应可能会生成可燃性的混合物,我们要在流化床反应器中分别送进丙稀、 氨、氧和水;
3、该反应是一个强放热过程,我们采用的是流化床反应器,同时利用U型冷却管带走反应热量,为的是将反应过程中所产生的热量快速排出,以便于控制反应器温度,同时也能产生高压的水蒸汽。
2。2。2 回收方案选择文献综述
丙烯腈、丙 烯醛、氢氰酸等物料都属于回收和精制部分进行处理的物料,它们都比较容易发生自聚现象,而且产生的聚合物还会堵住塔盘以及填料管路,所以我们在处理的时候需要加入阻 聚剂来防止它们发生自聚现象。
2。2。2。1 氨中和塔T201
反应器中流出的物 料里会含有少量的氨,在碱性的介质中会进行很多的副反应,比如氨与丙烯腈反应,然后会生成胺类物质,HCN与丙烯 腈加成生成丁二腈,HCN与丙烯 醛加成为氰 醇,HCN自 聚,丙烯 醛 聚合,CO2和氨反应生 成碳酸氢铵等。反应生成的聚合物容易堵塞管道;生成的碳酸 氢铵在吸收液加热解吸的时候,会分解为二氧化 碳和氨,然后在冷凝器中又会合成碳酸氢铵,然后容易造成堵塞;各种各样的加成反应均会使产物丙烯腈和HCN有所损失,这样大大降低了回收率,因此我们必须及时的去除掉氨。除去氨我们采用的是在氨中和塔中使用硫酸中和法,硫酸质量分数约为1。5%,pH值控制在5。5~6。0最好。 年产10万吨丙烯氨氧化生产丙烯腈生产工艺设计+图纸(6):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_94483.html