【摘 要】
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在详细文献调研的基础上,总结了前人关于己内酰胺生产的反应动力学信息。认为环己烷羧酸经中间体亚戊基烯酮进行亚硝化反应机理更为合理;对该反应网络进行了详细分析,最终认
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在详细文献调研的基础上,总结了前人关于己内酰胺生产的反应动力学信息。认为环己烷羧酸经中间体亚戊基烯酮进行亚硝化反应机理更为合理;对该反应网络进行了详细分析,最终认为预混合反应、亚硝化反应为二级反应更为合理,体系中游离的三氧化硫、亚硝基硫酸的浓度直接影响反应进程。本文建立了两部分的反应器动态数学模型,包括有换热的全混釜反应器、带侧线进料的九级串联连续搅拌釜式反应器的模型。运用时间、空间分步离散以及经典的四阶Runge-Kutta(龙格-库塔)法来求解这两部分的数学模型。本文用C语言编制了反应器模拟程序,形成了完整的己内酰胺反应器模拟软件。模拟结果表明,模拟值与装置实际生产数据能较好吻合。利用开发的模拟软件,探讨了预混合反应中操作参数对反应的影响规律。认为反应压力对混合反应影响不大、混合温度和烟酸比例是关键。考察了九级串联全混釜反应器的进料量、反应温度、反应压力等操作参数对反应器特征的影响。认为操作压力对反应过程影响不大,反应温度和体系中亚硝基硫酸的量是控制反应进程,提高收率的关键因素。在详细模拟研究的基础上,本文提出了装置操作的适宜条件:预混合过程中发烟硫酸与环己烷羧酸混合比例0.35~0.4、反应温度控制在24℃左右较适宜;酰胺化反应器的反应温度72℃、常压下操作、适宜的物料比,能提高收率,减少副产物的形成。 <WP=4>根据物料平衡、能量平衡和化学反应动力学原理建立的反应器动态数学模拟软件,能满足反应器动态模拟的需要。这些得到的技术信息,将为装置的优化生产和工艺技术改造指出方向。
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