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中 北 大 学

毕业设计开题报告

学 生 姓 名： 学 院： 专 业：

马旭媛

学 号： 1104034310 化工与环境学院 化学工程与工艺

设计题目： 环己酮氨肟化生产20万吨/年环己酮肟

指导教师:

2015年 4 月 3 日

车间工艺设计

李 裕

毕

1．选题依据： 1环己酮肟概述 业 设 计 开 题 报 告

1.1环己酮肟的物化性质 环己酮肟（Cyclohexanone oxime），分子式为C6H11NO，分子量为113.16g/mol，相对密度为1.1×10-3kg/m3，熔点在89~90℃，沸点在206~210℃；在室温下为白色棱柱状晶体，溶解性在20℃下小于0.1 g/100 mL水，易溶于乙醇、醚、甲醇等多种有机溶剂。 1.2环己酮肟的用途 环己酮肟用于有机合成，是生产己内酰胺的重要中间体。己内酰胺生产自工业化以来，其环己酮肟重排工艺一直采用传统发烟硫酸催化的重排工艺。合成的己内酰胺产品是重要的化工原料，通过聚合生成聚酰胺，一般呈现切片状，也可以继续加工成锦纶纤维、工程塑料、塑料薄膜。尼龙-6切片根据指标和质量的不同，有着不同的重点应用区域。 对于中国己内酰胺市场情况，其主要的作用是民用纺丝制作，如：睡衣、衬衫、毛毯等；工业纺丝用于制作汽车轮胎、绳索、电缆、绝缘材料等；工业塑料用于制作注射成型和挤压成型的储存设备及薄膜。在国外，己内酰胺的主要应用领域为纤维、食品包装膜和工程塑料，并广泛应用于汽车、船舶、日用品、医疗制品、电子和电子元件等领域[1,2]。 2环己酮肟的生产工艺 90%以上的己内酰胺的合成都是通过环己酮肟的Beckmann重排得到的[3,4]。因此，环己酮肟的合成路线又可以说成是己内酰胺的工艺化生产路线。1943年，德国法本公司通过环己酮-轻胺合成(现在简称为肟法)，首先实现了己内酰胺工业生产。目前，己内酰胺的肟法步骤合成路线主要包括：拉西羟胺合成法，磷酸羟胺合成法，一氧化氮还原法，环己烷光亚硝化法，以及环己酮-氨氧化法。 2.1拉西羟胺合成法 拉西羟胺合成法(HSO法)利用二氧化硫还原亚硝酸铵，生成羟胺二磺酸盐，二磺1

酸盐水解生成硫酸羟胺[5]，硫酸轻胺与环己酮在80~100℃下反应，生成环己酮肟和硫酸，最后用25%氨水中和至pH约7，环己酮肟和硫酸铵溶液分层析出。反应方程如下[6]: NaNO2 + NH4HSO4 + SO2HONSO3NaSO3NH4 HONSO3NaSO3NH4SO3NaH+H2OHO—NSO3NaH+0.5H2SO4 +0.5(NH4)2SO4 HO—N+H2OONH2OH0.5 H2SO4+0.5 Na 2SO4 NOHNH2OH0.5 H2SO4+ HSO法技术特点是：技术成熟、运转稳定，易操作，并且不需要贵重金属催化剂；但原料种类多，氨消耗大，副产物硫酸对生产设备腐烛很严重，而且产生大量硫酸铵固体(1t己内酰胺同时副产4.4 t硫铵)[7]，影响反应经济效益。 2.2磷酸羟胺合成法 磷酸羟胺合成法(HPO法)是在羟胺反应器内，60℃、2.6MPa下，金属Pt、Pd作为催化剂并负载于活性碳上，用HPO缓冲液(装置中称无机工艺液)中的H还原硝酸根制得磷酸羟胺。磷酸羟胺与环己酮以甲苯为溶剂，在脉冲肟化反应塔中进行肟化反应，生成环已酮肟[8]。无机工艺液经甲苯萃取、汽提、吸收氧化氮，补充硝酸根后回羟胺反应器循环使用，而甲苯、环己酮肟溶液经过真空精馏得到凝固点高达89℃的高纯度环己酮肟，供后续工序使用，甲苯循环回肟化反应塔[9]。反应方程如下： +0.5H2SO4 +H2O NH4NO3+2 H3PO4+H2O(NH3OH)H2PO4+PtPd(NH3OH)H2PO4+2 H2O+(NH4)H2PO4 NOH+ H3PO4+H2OToluene (NH3OH)H2PO4+ H3PO4+3H2O+HNO32

2H2PO4+NH4NO3+3H2O