催化精馏生产环己醇基础数据测定及工艺过程优化

发布时间：2022-12-23 08:17

　　环己醇是一种化工生产过程中应用广泛的有机化工中间产品,环己烯水合法生产环己醇生产工艺技术已经应用于工业化生产。由于环己烯和水之间互溶度低,反应受化学平衡限制,存在环己烯转化率低的缺点。因此,本文利用向体系中加入助溶剂异佛尔酮的催化精馏技术以克服该问题。主要研究内容如下:（1）使用BCF-1型汽-液相平衡釜分别测定了三元体系环己烯+环己醇+异佛尔酮和四元体系环己烯+水+环己醇+异佛尔酮混合物在500 kPa下的汽液平衡数据。使用NRTL,Wilson和UNIQUAC三种活度系数模型关联水-环己烯,水-环己醇,水-异佛尔酮,环己烯-环己醇,环己烯-异佛尔酮和环己醇-异佛尔酮,得到二元交互作用参数。（2）在带搅拌的间歇反应釜中研究环己烯水合反应动力学,分别考察了不同操作条件对环己烯水合反应的影响。采用拟均相动力学模型对实验数据进行拟合,得到其反应动力学方程。（3）采用化工计算软件Aspen Plus,基于平衡级模型,运用已经得到的热力学数据和动力学方程,建立了加入助溶剂的环己烯催化精馏过程模拟流程。采用内径为32 mm的不锈钢催化精馏塔,测定塔内温度分布和产品浓度分布,对所建立的模型进行验证... 

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 环己醇生产工艺概述
        1.1.1 苯酚加氢法
        1.1.2 环己烷氧化法
        1.1.3 环己烯水合法
            1.1.3.1 未加助溶剂的旭化成工艺
            1.1.3.2 加入助溶剂的环己烯水合工艺
            1.1.3.3 催化精馏工艺
    1.2 环己烯水合动力学研究进展
        1.2.1 水合反应动力学影响因素
            1.2.1.1 内扩散与外扩散
            1.2.1.2 温度
            1.2.1.3 催化剂用量
        1.2.2 水合反应动力学模型
            1.2.2.1 幂函数型模型
            1.2.2.2 双曲线型模型
        1.2.3 水合反应动力学模型的研究
    1.3 催化精馏过程稳态模拟
    1.4 课题研究意义及主要内容
2 汽-液相平衡数据的测定与关联
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验药品与仪器
        2.1.2 分析方法
        2.1.3 实验步骤
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 汽-液相平衡实验结果
        2.2.2 汽-液相平衡数据的热力学一致性检验
    2.3 汽-液相平衡数据的关联
        2.3.1 活度系数模型
    2.4 小结
3 环己烯水合反应动力学研究
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验药品与仪器
        3.1.2 实验装置
        3.1.3 实验分析方法
        3.1.4 实验步骤
    3.2 实验结果与讨论
        3.2.1 外扩散影响的消除
        3.2.2 内扩散影响的消除
        3.2.3 温度影响
        3.2.4 催化剂用量影响
        3.2.5 原料摩尔比的影响
        3.2.6 动力学模型的推导
        3.2.7 数据处理示例
        3.2.8 动力学方程参数的确定
        3.2.9 动力学模型的验证
4 环己烯催化水合反应稳态模拟
    4.1 实验部分
        4.1.1 实验药品与仪器
        4.1.2 分析方法
        4.1.3 实验步骤
    4.2 模型建立
        4.2.1 工艺流程建立
        4.2.2 热力学参数的确定
    4.3 模型验证
    4.4 催化精馏工艺条件的模拟优化
        4.4.1 精馏段板数对转化率的影响
        4.4.2 反应段塔板数对环己烯转化率的影响
        4.4.3 提馏段塔板数对环己烯转化率的影响
        4.4.4 环己烯-水进料比对环己烯转化率的影响
        4.4.5 环己烯-异佛尔酮进料比对环己烯转化率的影响
        4.4.6 环己烯进料位置对环己烯转化率的影响
        4.4.7 模型优化结果
5 结论
参考文献
致谢
作者简介
攻读学位期间发表的学术论文



本文编号：3725078