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文档简介

1、胡孝勇 甘 舸 华南理工大学化工学院指导老师:钱 宇 陆恩锡 老师摘摘 要要项目名称:环己烷生产过程设计项目名称:环己烷生产过程设计产品名称:环己烷产品名称:环己烷产品规格:纯度产品规格:纯度99.97%99.97%生产能力:生产能力:4770047700吨吨/ /年(与年(与5000050000吨吨/ /年己内酰胺厂配套)年己内酰胺厂配套)产品用途:环己烷是用于生产环己醇、环己酮和己二酸的原料,产品用途:环己烷是用于生产环己醇、环己酮和己二酸的原料, 也可用作有机溶剂等。环己酮进一步生产己内酰胺、也可用作有机溶剂等。环己酮进一步生产己内酰胺、 聚酰胺聚酰胺6 6纤维(尼龙纤维(尼龙6 6)。

2、尼龙)。尼龙6 6具有广泛用途,民用:具有广泛用途,民用: 可纯纺和混纺作衣料、针织品、地毯等;工业:作可纯纺和混纺作衣料、针织品、地毯等;工业:作 轮胎的帘子线、帐篷、绳索、降落伞等。轮胎的帘子线、帐篷、绳索、降落伞等。 生产方式 苯加氢法苯加氢法以镍为催化剂,于150250和2353大气压,苯加氢生成环己烷:此法生产环己烷产率接近100%,且产品纯度很高,是目前生产环己烷的主要方法 我们采用本方法+ 3H2Ni150250oC,2353大气压4Aspen Aspen 计算流程图计算流程图 B1B2B3B4B5B6B7B8B9B101234567891011121415B111316B121

3、9201718 工艺流程图创创 新新 点点 流程、原料、产品 比重 0.7780.7780.7790.779g/cmg/cm3 3; ; 颜色 1010(7%-7%-COCO标度)标度); ; 馏程 80.080.081.0;81.0; 芳烃含量0.1 0.1 (wt%wt%); ; 非挥发物 1010mg/kg;mg/kg; 凝固点 6.0;6.0; 总硫 22mg/kg;mg/kg; 环烷烃 10001000mg/kg;mg/kg; 甲基环己烷 300300; 正烷烃(C7或C7以上) 5050mg/kgmg/kg工艺流程方块图工艺流程方块图 原料质量要求:原料质量要求:产品规格产品规格氢

4、气:氢气: H2O50ppm CO10ppm CO210ppm S0.2ppm Cl-0.1ppm 苯苯: H2O50ppm CO10ppm O210ppm S+Cl-1ppm 反应系统设计反应系统设计 环己烷产量:环己烷产量: 47700 47700 吨吨/ /年;年; 苯进料量:苯进料量: 71. 71.563kmol/h 563kmol/h ; 氢气进料量:氢:氢气进料量:氢:247.186247.186kmol/hkmol/h,氮:氮:8.2828.282kmol/hkmol/h, , 甲烷:甲烷:18.78618.786kmol/hkmol/h; 苯进料条件:苯进料条件: 3 300

5、0KPa, 40, 000KPa, 40, 液相;液相; 氢气进料条件:氢气进料条件:29102910KPaKPa, 65, , 65, 气相气相+ 3H2+ 2.135 x 105KJ/Kmol 反应方程式反应方程式 反应条件反应条件 产量与进料产量与进料 反应器型式反应器型式体积缩小、产生大量热的平衡反应体积缩小、产生大量热的平衡反应低温、高压有利于生成环己烷低温、高压有利于生成环己烷 反应在两串联的反应器中进行。前者鼓泡床反应器,有利于利用均相催化反应在两串联的反应器中进行。前者鼓泡床反应器,有利于利用均相催化剂进行液相苯加氢反应;后者固定床反应器,有利于催化剂进行气相苯加氢反剂进行液相

6、苯加氢反应;后者固定床反应器,有利于催化剂进行气相苯加氢反应。由于为强放热反应,反应器型式的选择应考虑有利于散热。应。由于为强放热反应,反应器型式的选择应考虑有利于散热。氢氢/ /苯(摩尔比):苯(摩尔比):3.46, 3.46, 氢气过量以使苯氢气过量以使苯100%100%转化为环己烷转化为环己烷; ;主反应器:温度主反应器:温度 180 1802 22020, 压力压力 2.6 2.68Mpa8Mpa,苯转化率苯转化率95%95% ; ;后反应器后反应器: : 温度温度 190 1902 25050, 压力压力 2.60 2.60MpaMpa. . 流程、原料、产品 比重 0.7780.7

7、79g/cm3; 颜色 10(7%-CO标度); 馏程 80.081.0; 芳烃含量0.1 (wt%); 非挥发物 10mg/kg; 凝固点 6.0; 总硫 2mg/kg; 环烷烃 1000mg/kg; 甲基环己烷 300; 正烷烃(C7或C7以上) 50mg/kg反应系统分离系统尾气(H2,N2,CH4)环己烷 氢气(H2,N2,CH4)苯 工艺流程方块图工艺流程方块图 原料质量要求:原料质量要求:产品规格产品规格氢气:氢气: H2O50ppm CO10ppm CO210ppm S0.2ppm Cl-0.1ppm 苯苯: H2O50ppm CO10ppm O210ppm S+Cl-1ppm

8、催化剂催化剂 规格规格: 外观为黑色均匀液体 含镍量 1.6%(wt) 转化率(10小时)99.5% 选择性(10小时)99.8%LD143催化剂催化剂:均相催化剂均相催化剂(Zieglar- Natta金属络合物):规格规格: 外观 球形24mm 组成 载有镍的氧化铝 含镍量 14.35%(wt) 表观密度 0.87g/cm3 抗碎强度 10kg 总孔容 0.450.06cm3 比表面 223(21023)m2/g应用应用: 主反应器 鼓泡床应用应用: 后反应器 固定床 计算结果 * MASS AND ENERGY BALANCE * IN OUT GENERATION RELATIVE D

9、IFF. CONVENTIONAL COMPONENTS (KMOL/HR ) HYDRO-01 247.186 0.261515E-02 -247.184 -0.146558E-05 NITRO-01 232.282 232.282 0.000000E+00 -0.335775E-06 METHA-01 18.7860 0.142129E-01 -18.7724 -0.309937E-04 BENZE-01 71.5630 0.000000E+00 -71.5630 0.000000E+00 CYCLO-01 0.000000E+00 71.3895 71.3912 0.233064E-04 WATER 8000.00 8071.07 71.0706 -0.915572E-16 OXYGE-01 56.0000 0.661243 -55.3388 0.000000E+00 CARBO-01 0.000000E+00 19.8035 19.8035 0.000000E+00 TOTAL BALANCE MOLE(KMOL/HR ) 8625.82 8395.22 -230.593 0.743486E-07 MASS(KG/HR ) 1

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