摘要：丙烯腈装置以丙烯、氨和空气为原料，生产丙烯腈，主产物丙烯腈、副产氢氰酸、精乙腈，浓缩硫铵液。主要原料丙烯来自上游装置或外购，氨外购。产品丙烯腈及精乙腈全部外销。副产品氢氰酸送甲基丙烯酸甲酯装置。浓缩后的硫铵液送硫酸回收装置。工艺污水经四效蒸发浓缩后凝液送生化处理，残液送废水焚烧炉进行焚烧，当界外不具备接收生化废水条件或四效工况不正常，装置的工艺污水可转入废水焚烧炉焚烧。吸收塔尾气到废气焚烧炉进行焚烧。
关键词：先进控制技术；丙烯腈；生产应用
引言
丙烯腈是一种液态无液体，英文名称为丙烯腈，化学式为CH2CH2CHN，分子量53.07，密度为0.8060×103kg/m3，气体密度为1.8kg/m3，恒压时沸点为-82℃、78.5℃、481℃，易于溶于水，易溶解于有机溶液中。它可以形成3-17%的空气和爆炸极限的爆炸混合物，从而产生丙烯腈，还原丙烯腈，简单聚合丙烯腈，并与醋酸、氯单体相结合，主要用于生产聚丙 烯和橡胶。丙烯腈主要存在于ABS、AS树脂和合成橡胶车间等生产中。丙烯腈是一种容易溶解的液体，当少量丙烯腈被释放或释放时，很难溶解，对人类的生命和健康构成巨大威胁。鉴于这部分低浓度生物基(低于5000mg/m3)有机污染物浓度低，再利用毫无价值，其净化难度较大，费用较高，但对人类健康和环境的不利影响不容忽视。因此，这种工业垃圾的再融合，无论是国内外都是一个环境保护问题。研究人员还开发了处置丙烯腈的新方法，以开发一种完全经济的方法，其中车间中丙烯腈的最大排放限制为2mg/m3。
1丙烯腈的工艺生产流程
简而言之，丙烯腈的工业生产过程是丙烯、氨和空气按比例输入反应器，通过催化剂作用下，促进空气中丙烯、氨和氧的一系列化学反应。随后，反应气体经过反应气体冷却器冷却后进入急冷塔，该塔为一段式，将反应气体冷却。进一步分离催化剂后，反应气体继续通过冷却塔后的冷却器，并通过吸收塔和回收塔进行下一步吸收和萃取。从回收塔中提取的物质在分层器中分离，丙烯腈化学物质被引入脱氰塔，分离水和氢氰酸。然后进入成品塔精馏，最后得到合格的丙烯腈。丙烯腈是由丙烯、氨和空气中的氧引起的一系列化学反应产生的，在反应过程中会产生许多副产物，例如氢氰酸、乙腈、丙烯酸、、一氧 化碳、二氧化碳、水等。工业生产中丙烯腈的主要副产物是丙烯酸、、水，它们容易聚集在反应器中，产生与丙烯腈混合的液态聚合物，影响丙烯腈的回收率。同时，这三种产品容易与其他发生化学反应，这种反应在消除方面可能非常复杂，而且通过多次降低复杂性最终也会影响丙烯腈的生产。由于其动态化学性质，不同pH值在制造过程中可能发生不同反应，如果pH值无法有效控制，可能导致分离失败，从而降低丙烯腈的生产质量。因此，加强对吸收塔塔pH值的控制是丙烯腈生产的关键。
2先进控制技术在丙烯腈生产过程中的应用
2.1吸收塔、回收塔的控制
吸收塔工作原理为物理吸收过程，将反应气体中能溶解于水的丙烯腈、乙腈、氢氰酸和其它有机物吸收在水里。吸收塔的丙烯腈设计吸收率为99.9%，将反应气体中能溶解于水的丙烯腈、乙腈、氢氰酸和其它有机物吸收在水里，含有微量丙烯、氨、丙烯腈等吸收塔尾气送至废气焚烧处理。吸收水量的大小是影响吸收效果的一个重要因素。水量小，吸收效果不好。水量大，吸收效果好，丙烯腈、乙腈和氢氰酸回收完全，对生产有利，但水量过大会增加能耗。回收塔采取萃取精馏方式分离丙烯腈与乙腈。丙烯腈的沸点（77℃）和乙
腈的沸点（81℃）相差仅4℃，同时它们的相对挥发度接近1（为1.09），用普通的精馏方法很难分离。因此用水作溶剂将它们的相对挥发度增大，进行萃取精馏。采用水作为溶剂从丙烯腈中分离乙腈。丙烯腈、氢氰酸从塔顶蒸出，经冷凝、停留分层后制得粗丙烯腈。塔顶、中部，塔釜等物料组成控制在工艺指标范围内。塔内温度影响因素有溶剂水温度和进料温度、溶剂水量和蒸汽量。如果温度太高，这样会有较多的乙腈馏出。如果温度太低，这样会有较多的丙烯腈和氢氰酸从侧线馏出，最后进入到粗乙腈中。溶剂水量太低导致乙腈与丙烯腈之间的分离困难，溶剂水量太高导致塔的负荷上升，能耗增加。溶剂水温度和进料温度的变化会导致回收塔温度曲线发生变化，所有物料进料量和温度的调整都应该缓慢进行。
2.2大循环系统中pH值的控制
pH值是塔顶分离盘的排气和塔顶液体的分离的关键。上部分离器的主要目的是控制吸收有机物，因此pH值必须设置为中性，通常是通过向分离器添加碳酸钠来确保。98%的塔循环液体是水。因此，注意塔中的pH为中性，以防止pH值过高和过低对产品的影响，pH值高会导致有机物聚合，pH值过低会导致最终产品不合格。所以要控制住大循环的pH值来保证整个系统的正常运行，这时候碳酸钠的加入就尤为重要。
2.3其他工艺方法控制
酸可以从木材和纤维素、小麦和玉米中提取。酸制备丙烯腈的技术途径主要由三个步骤组成:(1)酸首先通过抗组胺产生；(2)抑制住形成丙烯腈；(3)丙烯腈继续出现丙烯腈。关于这一程序的研究很少，例如B. Mack [9]，将酸与水混合(占酸的20%)，在80℃以上的温度下产生酸，然后与NH3混合，以NH4-ZSM-5为催化剂，与230℃混合；然后将盐酸和乙醇结合在一起，经过140℃反应数小时后产生丙烯腈，57%的丙烯腈可供选择。其中丙烯腈含量也较低，是一个复杂的过程，也研究合成方法和催化剂。
2.4停留时间的考虑
对于我们的加注塔，我们需要知道每小时处理多少气，才能实现资源的最佳利用。为此，从有机废气的停留时间来看，根据ottengraf的生物力学理论，由于充填塔中的一定体积的体积，同一浓度的低流量气体与膜接触时间较长。在这种情况下，如果假定进入膜的有机废物在生物活性加工中，加工效率越高，保留时间越长，加工效率越高，达到保存时间时，膜内有机径流密度与膜内有机降解浓度保持平衡，则在适当条件下进入膜的空气量要大得多。当气流增大时，一般说空气层更新速度较快，浓度差增大，随着时间的推移进入
生物建模行业的有机废气量较大，但空气层内的有机废气量较小，因此加工效率明显降低，因为必须达到排放标准或现实行业中规定的浓度
结束语
目前大多数丙烯腈装置都采用杜邦技术。由于丙烯的价格低于丙烷的价格，因此丙烯直接输送的前景较高。但丙烯设备的投资成本高于丙烷设备的成本、高性能催化剂的开发、工艺条件的优化和成本的降低以及工艺经济性和竞争力的提高。生物测定法可提供环保和可再生等优点。其中途径和3-HP路线是最具竞争优势的，但催化剂简便性和工艺经济性等问题仍有待解决。
参考文献
[1]邢遥遥.芬顿氧化处理丙烯腈生产废水研究[J].环境与发展,2019,31(11):100-101+103.
[2]唐辉林.化工厂丙烯腈储罐爆燃事故处理要点[J].消防界(电子版),2019,5(14):16-17.
[3]王志旺.聚丙烯腈纤维混凝土性能研究[D].扬州大学,2019.
[4]黄金霞,朱海林,陆书来.2018年丙烯腈生产与市场分析及技术进展[J].化学工业,2019,37(03):24-31.
[5]曾柯,赵海波.提高丙烯腈收率的措施[J].化工设计通讯,2019,45(03):53.
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