******华南理工大学2002级博士研究生学位课程******《化工过程模拟和优化》课程设计内容提要内容提要11前言前言22设计内容设计内容33设计工艺及流程设计工艺及流程44反应系统反应系统55分离系统分离系统66模拟计算模拟计算77结论结论88展望展望1前言1.1环己烷的性质无色透明液体，有汽油味。能与大多数有机溶剂互溶，不溶于水，无腐蚀性，易挥发，易燃烧。1.2环己烷的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。环己酮可用于生产己内酰胺、尼龙6。1.3本设计的创新点•提高产品的纯度，环己烷由现在的99.4%提高到99.91%；•充分利用原料，消灭火炬；在本工段实现零排放；•通过改变操作工艺条件减少环己烷的损失。2.12.1设计任务书设计任务书委托单位委托单位::某公司技术部某公司技术部项目名称项目名称::苯加氢合成环己烷过程改造设计苯加氢合成环己烷过程改造设计项目要求项目要求::环己烷纯度环己烷纯度99.9%99.9%；生产能力；生产能力:47,700:47,700吨吨//年年（与（与50,00050,000吨吨//年己内酰胺装置配套）年己内酰胺装置配套）项目完成时间项目完成时间:2003:2003年年33月月2.22.2项目设计的依据项目设计的依据该公司任务书及与有关部门的协议；该公司任务书及与有关部门的协议；国家和行业有关部门标准、规范；国家和行业有关部门标准、规范；按现有按现有47,70047,700吨吨//年（与年（与5000050000吨吨//年己内酰胺装置年己内酰胺装置配配套）的装置进行改造设计。套）的装置进行改造设计。2设计内容2.3生产方法2.3.1石油馏分分离法将以环己烷为基本组分的汽油进行分离，分出65.6～85.3℃馏分，然后在80℃，经过用三氯化铝作催化剂等一系列的处理，最后可得到纯度为95%以上的环己烷。该方法工艺复杂，涉及到多种操作过程，反应副产物多，该生产方法目前应用较少。2.3.2苯加氢法以镍为催化剂，在190～240℃和2.3～2.5MPa下，苯加氢生成环己烷：该生产方法简单，涉及的过程少，副产物少，操作方便，利用此法生产产品纯度很高，是目前生产环己烷的较理想的方法，在大规模工业生产中经常使用该方法生产环己烷。本课程设计根据设计任务书采用该法。126.5.2~23,230~190,2663HCHHCatmCNi3设计工艺及流程3.1工艺流程方块图反应系统分离系统尾气（H2,N2,CH4)环己烷氢气（H2,N2,CH4)苯3.23.2工艺流程工艺流程3.2.13.2.1工艺流程工艺流程图图苯氢气环己烷尾气低温水循环水蒸汽锅炉给水1.苯进料泵2.氢气压缩机3.主反应器4.环己烷循环泵5.锅炉给水换热器6.汽包7.后反应器8.锅炉给水预热器9.中温冷却器10.第一分离器11.第二分离器12.尾气换热器13.低温冷却器122345678910111213(1)(2)(4)(5)(8)(26)(9)(3)(27)(6)(23)(24)(7)(11)(12)(16)(15)(17)(13)(14)(18)(19)(20)(21)(22)(25)(10)3.2.33.2.3改造后的工艺流程图改造后的工艺流程图氢苯蒸汽锅炉给水水低温水环己烷水3.2.33.2.3流程特点流程特点①①均相催化剂不自燃。彻底排除了雷尼镍（自均相催化剂不自燃。彻底排除了雷尼镍（自燃）给生产带来的不安全因素，确保了安全生产，燃）给生产带来的不安全因素，确保了安全生产，这是均相催化剂最突出的优点。这是均相催化剂最突出的优点。②②均相催化剂为液相。可用计量泵连续地将催均相催化剂为液相。可用计量泵连续地将催化剂注入主反应器；可根据苯的进料量和原料中化剂注入主反应器；可根据苯的进料量和原料中的杂质含量，随时间调整催化剂的进料速度，操的杂质含量，随时间调整催化剂的进料速度，操作灵活又方便。作灵活又方便。③③由于催化剂为液相，对环已烷循环泵磨损大由于催化剂为液相，对环已烷循环泵磨损大大减少，因此使泵的维修工作量显著减少（由每大减少，因此使泵的维修工作量显著减少（由每月维修一次减少至每年维修一次）。月维修一次减少至每年维修一次）。④④由于去掉雷尼镍的加入系统，减少了部份设由于去掉雷尼镍的加入系统，减少了部份设备，节省了投资。备，节省了投资。44反应系统反应系统4.14.1反应方反应方程式程式4.24.2反应器型式反应器型式4.34.3反应条件反应条...
