探究连续法合成环己烷的反应与精馏耦合过程的研究

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1、天津大学硕士学位论文连续法合成环己烷的反应与精馏耦合过程的研究姓名：姜峰申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：辛峰2001.1.1c!二)摘要?f本文主要研究用区壁墅塑堡塑金的方法来连续地合成环己烷。这里所说的耦合既包括反应和精馏的热耦合，又包括它们之间的质量耦合。在实验中，以回流比、氢气流量、以及苯的进料量为控制变量，通过对它们的数值进行调节，共进行T--十七组实验，对不同精馏塔操作条件及反应条件下的实验数据进行了测量和分析。从这些数据中得到了产品环己烷的浓度随回流比，氢气流量、以及苯的进料量的变化关系

2、。利用取得的实验数据，对实验装置建立了理论模型，并进行，了模拟、计算及初步的放大设计。(具体包括：首先，对于固定床反应器，采用非均相一维模型，建立了与外界有热交换的固定床模型，并拟合了实验数据；然后，对于精馏塔，假定气相为理想气体，采用平衡级模型，用逐板计算法计算了精馏塔的理论塔板数，并对实验数据进行了拟合；最后，选择了放大规模，按照一定、的原则，对实验装置进行了放大设计。卜一h～、关键词：耦合反应精馏，连续澎环己：皖VAbstractThispaperisfocusedontheresearchofcont

3、inuoussynthesisofcyclohexanebythecouplingofreactoranddistillationcolumn．Thecouplingsaidhereincludesnotonlytheheatcouplingofreactoranddistillationcolumn，butalsothemasscouplingofthem．Intheexperiment，refluxratio，hydrogenandbenzeneflowratesaretakenascontrolling

4、variables，twenty—sevenexperimentshavebeendonebyregulatingthem．Allkindsofexperimentaldataunderdifferentoperationconditionsofdistillationcolumnandreactoraremeasuredandanalyzed．Therelationshipbetweenconcentrationofcyclohexaneandrefluxratio，hydrogenandbenzenefl

5、owratesareobtainedfromtheseexperimentaldata．Atheoreticalmodelisestablishedforsimulation，calculationandscale—up，whichinclude：First，forthefixed—bedreactor，aone—dimensionalheterogeneousmodeloffixed-bedwhichaccompaniesexchangeofheatissetupandexperimentaldataare

6、regressed；Secondly，forthedistillationcolumn，assumethevaportobeidealgas，sotheequilibriumstagemodelisused，thenumberoftheoreticalplatesofdistillationcolumniscalculatedbyregressingexperimentaldata；Finally，thescale—upof5000T／apilotplantisdesignedbasedonsomeprinc

7、iples．Keywords：couplingreactiondistillationcontinuousmethodcyclohexane天津大学硕士学位论文日Ⅱ舌环己烷是～种重要的化工原料，它的化学性质相对来说比较稳定。环己烷最早被贝尔在1893年合成，随后又被马可尼多夫在高加索的原油中发现。最早由苯来合成环己烷是在1898年。环己烷的最重要的经济用途是用来生产尼龙的中间体，比如己二酸，己内酰胺等等。另外环己烷还被用来作为聚和物反应的稀释剂⋯。目前，生产环己烷的成型工艺有多种，大体上可以分为气相法和液相法

8、。具体说来，有美国的UOP气相加氢法，法国的IFP液相加氢法以及荷兰的Bexane气相加氢法等12】。但是这些工艺存在着一些缺点和不足，比如，苯加氢反应是强放热反应，而目前的工艺一般用反应热来生产低压或中压蒸汽，降低了反应热的品位，没有效地利用反应热；并且，目前的工艺流程一般较为复杂，有的流程需要较多的换热器，循环物料的动力装置，增加了设备费用和操作费用；此外，苯和环己烷不易分离，故需要以高的苯的转