丁二烯氢氰化法制备己二腈工艺的研究与优化

摘要

己二腈是一种应用十分广泛的化工产品，可用于生产尼龙66和六亚甲基二异氰酸脂（HDI），在现有的生产技术中，丁二烯氢氰化法是目前世界上最为先进的方法，也是我国己二腈生产技术的主要研究方向，因此本文主要针对丁二烯氢氰化法生产己二腈的生产工艺技术进行研究，并采用大型流程模拟软件Aspen Plus对自行设计的工艺进行数值模拟与优化。
　　本文依据该技术反应原理以及其工艺特点，将该己二腈生产工艺过程分为三个工段进行设计：一级氢氰化工段、异构化工段、二级氢氰化工段。在一级氢氰化工段设计中，本文针对HCN溶解度大、难回收的特点提出采用汽提的方法，同时采用1,3-丁二烯作为汽提剂，使得后续工段中HCN的含量低于10PPM，同时对于催化剂的高温易分解的特点采用减压精馏的方法对其进行回收，对于2-甲基-3-丁烯腈和3-PN的精制提出三种分离方案。本文针对二级氢氰化工段中的反应产物含量多且相对复杂提出四种分离方案，并采用Aspen Plus对其进行模拟优化，得到精馏塔相关的操作参数。
　　本文提出采用年度费用函数模型对一级氢氰化工段和二级氢氰化工段中的分离方案进行经济评价，确定一级氢氰化和二级氢氰化工段的工艺流程。并将三个工段流程进行整合得到己二腈生产工艺流程，并对该工艺流程进行模拟与优化，该工艺最终得到质量分率为99.9％的己二腈和99.7%的二甲基戊烯腈。
　　采用夹点技术对得到的己二腈的生产工艺流程进行分析，可使得该流程中的冷、热物流进行匹配，换热网络通过热集成后，使得冷、热公用工程用量分别节能30.6%、41.8%。

目录

符号说明

前言

1 文献综述

1.1 己二腈简介

1.2己二腈生产技术

1.3 化工过程模拟

1.4 课题研究意义与内容

2 物性方法的选择与验证

2.1热力学方程的种类

2.2 物性计算方法的选取

2.3模型验证

2.4 物性估计

2.5 本章小结

3 各个工段的流程的模拟与优化

3.1一级氢氰化工段

3.2异构化工段

3.3 二级氢氰化

3.4本章小结

4 全流程工艺的模拟与优化

4.1一级氢氰化流程方案的确定

4.2二级氢氰化工段流程方案的确定

4.3 己二腈生产工艺流程的确定

4.4 本章小结

5 换热网络的优化

5.1 夹点位置确定的方法以及意义

5.2 己二腈生产工艺物流

5.3 最小传热温差的确定

5.4换热网络模拟结果

5.5 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

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