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摘 要

本文论述了丙烯腈工艺废水处理的工艺流程。本文介绍了使用Aspen Plus流程模拟软件模拟主要装置的方法，并对整个流程进行了模拟，对整个流程进行了物料衡算和能量衡算。五效蒸发工段是本文的重点研究对象，本文给出了蒸发器等主体尺寸的计算方法和过程，并对换热器等进行了详细设计。此外，本文对主要设备进行了选型，使用CAD软件绘制了PID图、PFD图及平立面设备图等。

关键字：丙烯腈 废水处理 五效蒸发

The process of 75kt/h acrylonitrile waste water treated

by 5-effect evaporation

Abstract

The paper elaborates the process of acrylonitrile waste water treatment.This article describes the use of Aspen Plus process simulation software to simulate the main equipment , and the whole process is simulated, the material balance and energy balance has been carried out during the entire process.Five-effect evaporator section is focused on the object of study, this paper presents the calculation method and process of evaporator and other body size, as well as heat exchangers and other detailed design.In addition, this paper completes the selection of mainly equipment , use CAD software to draw a diagram PID, PFD drawings and flat facade apparatus of FIG.

Key words:Acrylonitrile; Te treatment of waste water;Five-effect evaporation

目录

第一章 文献综述 1

1.1 研究丙烯腈工艺废水五效蒸发浓缩工艺的意义 1

1.2 丙烯腈的物理性质 1

1.2.1 丙烯腈的相对密度 1

1.2.2 丙烯腈的熔点、沸点以及黏度 1

1.2.3 丙烯腈的蒸汽压与溶解度 1

1.2.4 丙烯腈的热容、热焓 2

1.3 丙烯腈的化学性质 2

1.3.1 爆炸性 2

1.3.2 毒性 2

1.4 丙烯腈的应用 2

1.5 丙烯腈的生产方法 3

1.5.1 丙烯氨氧化法 3

1.5.2 丙烷氨氧化法 3

1.6 丙烯腈工艺废水处理 4

1.6.1 丙烯腈工艺废水来源及危害 4

1.6.2 丙烯腈工艺废水处理 4

1.6.3 丙烯腈废水处理工艺路线选择 5

1.7丙烯腈工艺废水处理技术发展 7

1.7.1 丙烯腈工艺废水处理现状 7

1.7.2 废水处理新工艺概述 7

1.8 可行性研究 8

1.8.1 项目概述 8

1.8.2 设计依据 8

1.8.3 设计原则 8

1.8.4 项目建设意义 9

1.8.5 原料及产品方案 9

1.8.6主要物料规格及消耗 10

1.8.7主要危险品 10

第二章 物料、能量衡算 10

2.1 物性方法的选用 10

2.2 Aspen Plus流程模拟 11

2.2.1 五效蒸发工段 11

2.2.2 冷凝工段 12

2.2.3 汽提塔汽提工段 12

2.2.4 全流程模拟 13

2.3 模拟参数的确定 13

2.3.1进料设置 13

2.3.2 蒸发器的模拟 14

2.3.3 多效蒸发工艺计算 14

2.3.4分配器的模拟 21

2.3.5汽提塔的模拟 23

2.4 物料衡算 24

2.4.1 物料衡算的意义 24

2.4.2 物料衡算的任务 24

2.4.3 物料衡算遵循的原则 24

2.4.4 物料衡算表 25

2.5能量衡算 25

2.5.1 衡算依据 26

2.5.2 衡算任务 26

2.5.3 全流程热量衡算 26

2.6结果分析 27

第三章 蒸发器设计及选型 27

3.1 概述 28

3.2 蒸发操作条件确定 28

3.2.1加热蒸汽压强的确定 28

3.2.2 冷凝操作压强的确定 29

3.3 蒸发器主要结构工艺尺寸设计 29

3.3.1 加热室 29

3.5.2 蒸发器接管设计 32

第四章 设计结果一览表 37

4.1 蒸发器设计结果一览表 38

4.2 换热器设计结果一览表 38

4.3 汽提塔设计结果 41

4.3.1 输入工艺参数 41

4.3.2 输入塔盘结构参数 41

4.3.3 塔机械工程设计 43

4.4 泵设计结果一览表 44

第五章 车间设备布置设计 45

5.1 车间设备布置设计原则 46

5.2 车间设备布置 48

5.2.1 车间立面布置 49

5.2.2 车间设备立面布置 49

第六章 自动控制 50

6.1 主要的控制原理 50

6.2 自控水平与控制点 50

参考文献 52

致谢 53

第一章 文献综述

1.1 研究丙烯腈工艺废水五效蒸发浓缩工艺的意义

丙烯腈是三大合成材料的重要化工原料，在合成树脂、合成纤维等高分子材料应用广泛。而全世界丙烯腈的生产主要集中在美国、西欧及日本等国家和地区。现在，全世界丙烯腈总生产能力为6658kt/a,美国、日本、西欧丙烯腈生产能力超过4000kt/a,约占61%。至06年，中国丙烯腈生产能力为1038kt/a,约占世界总能力的16%。

但最近几年来，由于丙烯腈装置停产超过了新产能的增加速度，致使丙烯腈供应紧张，且这种情况将持续到新产能投用。在这种情况下, 高浓度、剧毒有机废水——丙烯腈生产废水的处理成为已经举步维艰的丙烯腈生产企业的最大难题。在丙烯腈生产过程中, 每生成1t丙烯腈就伴有约1.5t废水生成, 而急冷、吸收、回收系统又需要大量的水做急冷水、吸收水和溶剂水。随着国家对过程工业节水减排要求的日益严格, 建设节水型和水环境友好型的化工企业, 已经是我们面临的最紧迫的任务。

采用多效蒸发浓缩技术对丙烯腈工艺废水进行预处理可以在一定程度上降低污染。在废水处理总能耗中，蒸发工艺能耗占有很大的比重，降低蒸发工艺中的能耗是降低废水处理工艺的重中之重。本次设计，采用五效蒸发浓缩技术。

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