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已内酰胺生产装置模拟的研究

作　者: 姜方
导　师: 齐鸣斋
学　校: 华东理工大学
专　业: 化学工程
关键词: 己内酰胺模拟流程优化 Aspen Plus 环己酮肟
分类号: TQ225.261
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 37次
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内容摘要

己内酰胺(CPL)是生产锦纶和工程塑料等产品的重要原料。本文以巨化锦纶厂实际生产为背景,采用Aspen Plus化工模拟软件对CPL生产精制工序进行模拟和优化,提出改进方案,以期新方案能达到节能降耗、节省原料和减少己内酰胺损失的目的。本文为获得切实可行的液液相平衡数据和有关物性数据,直接在工厂用工业物料测取恒温条件下的相平衡数据和有关物性数据。在热力学方法的选择上,采用Aspen Plus化工模拟软件中的数据回归系统分别对环己酮-环己酮肟-水、苯-己内酰胺-水(硫铵)苯-己内酰胺-水(粗油)三个物系进行相平衡数据回归计算。将模拟值和实验值进行比较,确定了合适的热力学计算方法为NRTL。其次,对单塔的模拟计算得到了每个塔合适的操作参数。将模拟计算得到的数据与工厂数据以及流程物料衡算的数据进行比较,结果表明,模拟数据与工厂数据基本吻合,证明了模拟的可行性。并对每个塔进行了优化,确定了优化的操作条件。在单塔模拟的基础上进行了全流程的模拟,并将全流程模拟的数据与工厂实际生产数据进行了对比,结果表明,模拟数据和工厂实际数据基本一致,证明了全流程模拟的可行性,也为全流程优化奠定了基础。由于原工艺方案中,2#粗油塔的进料含己内酰胺59.9%,苯循环量较大造成整个精制装置的能耗较高。为达到节能降耗的目的,本文提出了改变2#粗油塔进料己内酰胺含量的生产精制工艺改进方案。通过对新旧方案流程模拟结果的比较表明,新方案减少了苯循环量,减少了1669.7kg/h的蒸汽用量,总体上每年可带来160万元的经济效益。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章前言  10-12
第2章文献综述  12-28
  2.1 己内酰胺(CPL)生产工业  12-13
    2.1.1 CPL简介  12
    2.1.2 CPL生产技术  12-13
  2.2 己内酰胺生产简介  13-14
    2.2.1 己内酰胺生产技术及市场发展  13-14
  2.3 己内酰胺生产工艺  14-24
    2.3.1 己内酰胺各种生产工艺简介  14-17
    2.3.2 环己烷氧化法生产己内酰胺  17
    2.3.3 环己酮生产的工序  17-24
  2.4 己内酰胺的生产工艺改进  24-26
    2.4.1 国内研究进展  24
    2.4.2 国外新工艺路线  24-26
  2.5 化工过程系统模拟及流程模拟软件  26-28
    2.5.1 化工模拟及软件  26
    2.5.2 化工模拟软件Aspen Plus  26
    2.5.3 Aspen Plus计算方法  26
    2.5.4 Aspen Plus收敛方法  26-28
第3章物性计算方法的选择  28-36
  3.1 环己酮肟-环己酮-水体系物性方法的选择  28-31
    3.1.1 试验数据的测定  28-29
    3.1.2 物性方法  29-31
  3.2 苯-己内酰胺-水体系物性方法的选择  31-35
    3.2.1 试验数据的测定  31-32
    3.2.2 物性方法  32-35
  3.3 结论  35-36
第4章精制工序单设备模拟  36-58
  4.1 引言  36-37
  4.2 工艺流程框图  37-38
  4.3 物料衡算  38-41
  4.4 反应器和单塔模拟  41-57
    4.4.1 塔的参数的设定  41-42
    4.4.2 肟化工序反应器  42-43
    4.4.3 转位反应器  43
    4.4.4 中和反应器  43-44
    4.4.5 肟化硫铵萃取塔  44-48
    4.4.6 1#硫铵萃取塔  48-51
    4.4.7 2#粗油萃取塔  51-55
    4.4.8 蒸苯塔  55-57
  4.5 结论  57-58
第5章 CPL生产精制全流程模拟及优化  58-75
  5.1 CPL生产精制工艺流程简介  58-60
  5.2 全流程模拟结果  60-65
  5.3 己内酰胺生产精制流程优化  65-73
    5.3.1 精制流程的改进方案  65
    5.3.2 CPL粗油浓度改为67%的物料计算  65-73
    5.3.3 技术经济核算和比较  73
  5.4 工业操作结果验证  73-75
第6章结论  75-76
  6.1 结论  75
  6.2 存在的不足  75-76
参考文献  76-79
致谢  79-80
附录一计算得到的各个流股组分流量  80-82
附录二己内酰胺生产工序流程图  82-83

已内酰胺生产装置模拟的研究

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