年产15万吨环己醇工艺设计开题报告

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1、指导文件5：毕业设计开题报告化学与环境工程学院2014届题目年产15万吨环己醇工艺设计课题类型设计课题来源自拟课题填写日期：2014年3月18日一、本课题研究的主要内容、目的和意义1.主要内容：(1).对回收塔进行物性的确定，物料衡算，塔板数的计算，塔高、塔径的计算。(2).对回收塔的附属设备塔顶冷凝器、塔底再沸器进行计算及选型。(3).绘制工艺流程图。(4).绘制主要设备、结构图。2.目的和意义环己醇分子式为C6H12O，分子量100.16，是一种重要的饱和脂环醇。其在有机化工工业、涂料工业等方面都有着广泛的应用，它是生产己二酸、己内酰胺和尼龙6及尼龙66

2、的中间体，也是制备各种乙烯树脂漆的主要原料，并且被广泛地用作许多高分子聚合物的溶剂，其制备方法一直在工业生产和学术研究上备受关注。本设计以旭化成公司的环己醇生产工艺为基础进行设计计算，主要对环己烯回收塔进行物料衡算，设计出高回收率的环己烯回收塔,改善了环己烯的利用率，进而提高环己醇的转化率。二、文献综述（国内外相关研究现况和发展趋向）国内外生产环己醇工艺的发展随着石油资源的日渐枯竭，通过卤代环己烷脱卤代氢、环己醇脱水等方法制备环己烯的原料越来越昂贵，而且这些制备工艺还存在路线复杂，成本高等缺点，只能用来合成赖氨酸等附加值高的精细化工产品，不能满足工业化大规模

3、生产环己醇和己二酸等产品的需要。因此，寻找更加经济，更加适合于工业生产的环己烯制备方法被广为关注。早在20世纪初，人们就认识到可以由苯部分加氢制环己烯，不过由于一直没有开发出较好的选择性加氢催化剂，苯部分加氢制备环己烯反应的收率并不高。直到1972年，Drinkard发现在含有锌盐的碱性水溶液中用钌催化苯加氢反应，环己烯的收率可达到32%以上，这为苯选择加氢制备环己烯路线的工业化提供了可能。1989年，旭化成公司成功地将苯部分加氢制环己烯工艺实现工业化，在冰岛建成60kt/a的生产装置，并于1990年8月开始商业运转，此方法一直在被不断地改进而运行。杨付等研

4、究了带有微混合器的固定床反应器中环己烯的水合反应，使环己烯转化率和环己醇选择性分别达到9％和99％。景国耀等对于旭化成的环己烯水合工艺进行了不断探索，提出改进方案，减少催化剂消耗，提高了经济效益。吴济民等对水合催化剂的再生进行了研究和优化，发现最佳再生条件为：除油温度100℃，H202处理温度90℃，再生时间24h，处理后催化剂流失和消耗显著降低，环己醇产量上升。马希平等针对日本旭化成环己醇装置生产工艺得出环己烯转化率达9.5％，选择性为99％，反应持续时间较长。Steyer等最近研究了在反应精馏塔中环己烯间接水合制备环己醇的新工艺。首先，环己烯和甲酸进行酯

5、化反应，生成甲酸环己酯；然后，甲酸环己酯发生水解反应，生成环己醇和甲酸，甲酸起了一个承载作用。这种工艺，克服了环己烯水合反应的热力学限制，环己烯转化率达到90%。但是，由于加入了甲酸，对设备材质要求较高。酯在酸性或碱性条件下都可发生水解，因此，环己烯间接水合制备环己醇的关键是环己烯酯化生成甲酸环己酯。最早其合成方法一般是通过环己醇与硼酸反应得硼酸环己酯，然后用甲酸进行酯取代反应，或先由光气入手，然后经HCONMe2反应而成。这些方法反应条件复杂或原料难得，而且流程复杂，产率较低。文献报道了用甲酸与环己醇一步反应合成甲酸环己酯的方法，产率85.3%。Saha等

6、人采用离子交换树脂做催化剂，研究了间歇式和精馏塔反应器中环己烯的酯化反应，环己烯转化率达到60%以上，甲酸环己酯选择性达到95%以上。三、拟采取的研究方法（方案、技术路线等）和可行性论证本设计以环己烯催化水合制环己醇生产工艺为基础进行设计计算，首先了解该工艺的流程，熟悉各个设备的特性和作用，以更充分的掌握工艺流程，进而进行工艺的设计计算。本设计主要对其工艺中的环己烯回收塔进行一系列的计算，主要包括：物性的确定，物料衡算，塔径，塔高。还要参考资料进行设备及其附件的具体选型。最后，经理论研究，文献查找，时间对照，本方案可行。四、预期结果（或预计成果）本次设计的设

7、备是环己烯回收塔。它的作用是从环己烯和溶剂的混合物中回收环己烯，溶剂循环使用。以提高环己烯的回收率，进而提高环己醇的生成率。通过本次设计，熟悉生产环己醇的工艺流程，学会对工艺流程的选择；对环己醇回收塔进行物料衡算，塔高，塔径的计算，能够达到工艺要求的条件；对塔的附属设备进行计算，并对其进行适当的选型；进一步熟悉和掌握化工机械制图的方法和技巧；熟悉环己烯回收塔的一些规格、材质、填料、内部结构：不断反思书本知识，提高自己的理论联系实际、分析问题的能力。五、研究进度安排（1）2014.03.20—2014.03.28收集文献资料写概述或进行工艺评价（2）2014.

8、03.29—2014.04.03工艺论证、工艺选择（