探究甲苯氧化制苯甲酸反应系统动态模拟

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1、北京化工大学硕士学位论文甲苯氧化制苯甲酸反应系统动态模拟姓名：于湛申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：陈晓春20030927北京化工大学硕士研究生学位论文甲苯氧化制苯甲酸反应系统动态模拟摘要甲苯空气氧化法制苯甲酸是重要的有机反应过程，也是甲苯法生产己内酰胺的关键步骤。针对这一反应单元进行模拟研究，具有一定的理论价值，也具有重要的实际意义。本文针对所研究的课题，从化工过程流程模拟的方法、动态数学模型的求解方法、苯甲酸生产技术、甲苯氧化法的发展诸方面详细总结了前人的研究结果，为本课题的顺利进行打下了基础。根据甲苯氧化反应器单元的特点，在前人有关动力学研究的基础上，建立

2、了包括反应器、原料预热器、反应器换热器及气液分离器的动态数学模型，并用时间、空间变量分步离散化的方法求解了得到的模型。模拟结果表明，所建立的模型能够准确反映反应器单元在开、停车过程的行为，稳态模拟误差在5％以内。并运用所建模型研究了反应温度，甲苯／空气配比及甲苯进料量对反应结果的影响规律，为改进和优化生产操作，发挥反应器潜力，奠定了基础。关键词：苯甲酸、甲苯氧化、反应单元、动态模拟北京化2r-大学硕士研究生学位论文DYNAMlCSIMULATIONFORREACTORPROCESSOFPREPIARATIONBENZOlCACIDBYOXlDlZATION0FTOLUE

3、NEABSTRACTPreparationofbenzoicacidbyoxidizationoftolueneiSanimportantorganicreaction，anditisalsothepivotalstepintheproductionofcaprolactamfromtolueneinSNIAtechnology．Dynamicsimulationtoabovementionedreactionunit，haveacertaintheoryvalue，andalsohaveimportantactualsignificance．Basedonstudie

4、dquestion，wethoroughlystudiedexistingproductionaboutchemicalprocessflowsimulationmethods，solvemethodsfordynamicalmathematicsmodeling，benzoicacidpreparationtechnology,developmentoftolueneoxidizationmettIod，etc．A11ofaboveworksletUSstudythequestiongoonwheels．Accordingtofeaturesoftolueneoxid

5、izationreactionunit，andbasedonexistingkineticinformation，wemakeadynamicmathematicmodel，includingtolueneoxidizationreactor,pre．heaterforrawmaterial，exchangerforreactorandseparatorforgasandliquid．W色developedthemodelusingtime—spacestepdispersemethod．Thesimulationresultsshowedthatthemodeling

6、Canaccuratelyreflecttheactionofreactionunitduringstart—upandstop．Theerrorforsteady—statesimulationiSwithin5％．Usingthemodel，westudiedtheruleofreactresultinfluencedbyreactiontemperature，toluene／airratioandtoluenefeed．inquantities．Thestudiedmakeabaseforimproveandoptimizeproductionand．II．北京化

7、工大学硕士研究生学位论文exertreactorpotentialKeyWord：benzoicacid，tolueneoxidization，reactunit，dynamicsimulation．111北京化工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：奇德年月日北京化