丁二烯氢氰化法制备己二腈工艺的研究与优化
本文选题:己二腈 + 丁二烯 ; 参考:《青岛科技大学》2017年硕士论文
【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%。
[Abstract]:Hexacrylonitrile is a widely used chemical product, which can be used to produce nylon 66 and hexamethylene diisocyanate (HDI). In the existing production technology, butadiene hydrocyanidation is the most advanced method in the world. It is also the main research direction of adipic acrylonitrile production technology in China, so this paper mainly focuses on the production technology of adipic acrylonitrile by hydrocyanidation of butadiene. Aspen Plus is used to simulate and optimize the process. According to the principle of the technology and its characteristics, the production process of adipic acrylonitrile is divided into three sections: first stage, isomerization stage and secondary stage of hydrocyanide. In the design of the first stage of hydrocyaniding stage, in view of the characteristics of high solubility of HCN and difficulty in recovering HCN, the method of stripping was put forward, and 1 ~ (3) -butadiene was used as stripping agent at the same time. The content of HCN in the subsequent section is lower than 10 PPM.The catalyst is easily decomposed at high temperature and is recovered by vacuum distillation. Three separation schemes are proposed for the purification of 2-methyl-3-butenonitrile and 3-PN. In this paper, four separation schemes are proposed for the high content and relatively complex reaction products in the secondary hydrocyanide section. The operation parameters of the distillation column are obtained by using Aspen Plus to simulate and optimize them. In this paper, the annual cost function model is used to evaluate the separation schemes of the first stage and the second stage of hydrocyanide, and the technological process of the first stage and the second stage of hydrogen cyanide are determined. The process flow of adipic acrylonitrile was integrated into three sections, and the process was simulated and optimized. Finally, 99.9% of adiponitrile and 99.7% of dimethyl pentenitrile were obtained by this process. The production process of adiponitrile is analyzed by pinch technology, which can make the cold and heat logistics match in the process. After heat exchange network is integrated, the consumption of cold and hot public works can be saved 30.6% 41.8% respectively.
【学位授予单位】:青岛科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TQ226.61
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 石广雷;王文强;段继海;张自生;;己二腈生产技术的研究进展[J];化工进展;2016年09期
2 徐鹏程;;浅议氰化氢的聚合与预防[J];内蒙古石油化工;2016年04期
3 张胜中;高景山;袁甲;郭土;张英;;集成强化传热的换热网络优化方法研究与应用[J];现代化工;2015年10期
4 朱云峰;郜亮;温朗友;宗保宁;;己二腈工业合成工艺的研究进展及原子经济量化分析[J];科学通报;2015年16期
5 冯赛平;程党国;陈丰秋;詹晓力;;己二酸氨化制己二腈的宏观动力学[J];化工学报;2015年08期
6 李睿;胡翔;;化工流程模拟技术研究进展[J];化工进展;2014年S1期
7 郑志刚;刘应春;潘澍宇;;甲基叔丁基醚装置的换热网络优化[J];现代化工;2014年03期
8 姜丹蕾;常青;张宁;王兆花;;亚磷酸三苯酯的合成研究[J];化工科技;2013年06期
9 屠庆华;;己二腈市场及其原料路线分析[J];化学工业;2012年12期
10 李金朋;;己二腈生产技术现状及市场趋势分析[J];河北化工;2012年02期
相关硕士学位论文 前5条
1 于博;煤焦油蒸馏换热网络的优化[D];大连理工大学;2014年
2 王世生;苯系有机硅单体分离塔系与换热网络的模拟优化[D];青岛科技大学;2014年
3 李军;20万吨/年醋酸乙烯精馏及换热网络的模拟与优化[D];合肥工业大学;2013年
4 张华森;己二腈催化加氢制备己二胺的工艺及动力学研究[D];郑州大学;2011年
5 张名凯;非光气法合成六亚甲基二异氰酸酯(HDI)[D];湖南大学;2005年
,本文编号:2095852
本文链接:https://www.wllwen.com/guanlilunwen/wuliuguanlilunwen/2095852.html