1、 指导文件 5： 毕毕 业业 设设 计计 开开 题题 报报 告告 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
2、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 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，
3、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
4、业化，在冰岛建成 60 kt/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
5、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
6、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）四、预期结果（或预计成果） 本次设计的设备是环己烯回收塔。 它的作用是从环己烯
