【正文】 中 北 大 學畢業(yè)設(shè)計開題報告學 生 姓 名：辛淑香學 號：1104034109學 院：化工與環(huán)境學院專 業(yè)：化學工程與工藝設(shè)計題目：苯為原料生產(chǎn)8萬噸/年環(huán)己酮車間工藝設(shè)計指導教師:李 裕2015 年 04 月 03日畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告1．選題依據(jù)：文獻綜述1 環(huán)己酮的性質(zhì)及用途環(huán)己酮是一種重要的有機化工原料，是生產(chǎn)己內(nèi)酰胺和己二酸及其鹽的主要中間體，具有低毒、微溶于水、易溶于甲醇、乙醇、丙酮、醚、苯等大多數(shù)有機溶劑的特點，環(huán)己酮在工業(yè)上廣泛應(yīng)用于高檔溶劑、染料助劑、醫(yī)藥助劑、拋光劑、膠黏劑及皮革涂料稀釋劑等領(lǐng)域[1]，近幾年環(huán)己酮的產(chǎn)量和需求量穩(wěn)定增長，其生產(chǎn)與發(fā)展發(fā)揮了巨大的社會效益，取得了良好的經(jīng)濟效益。隨著近幾十年來我國環(huán)己酮作為中間體的生產(chǎn)推移，我國市場對環(huán)己酮質(zhì)量提出了更高的要求，其生產(chǎn)工藝需要更快的發(fā)展和轉(zhuǎn)變，才能滿足社會需求。2 環(huán)己酮國內(nèi)外市場分析 2013 萬噸，主要集中在己內(nèi)酰胺生產(chǎn)較發(fā)達的國家和地區(qū)中國、美國、比利時、韓國、德國、泰國、前獨聯(lián)體及東歐等。其中中國是最大的環(huán)己酮生產(chǎn)國，%，其次是美國，%。2013 年全球環(huán)己酮產(chǎn)能部分情況見圖1。圖1 2013 年世界環(huán)己酮產(chǎn)能分布比例 2013 萬噸。預(yù)計未來幾年世界環(huán)己酮產(chǎn)量增長速度%以上，2014 萬噸以上，2017 萬噸以上，環(huán)己酮的世界需求量也會同步增加[2]，總體上供需平衡。近年來全球環(huán)己酮產(chǎn)量見表1。表1 近年來全球環(huán)己酮產(chǎn)量變化情況及預(yù)測年份全球產(chǎn)量/萬噸增長率/％200620072008200920102011201220132017（預(yù)測）世界上主要生產(chǎn)環(huán)己酮的企業(yè)幾乎都有配套的己內(nèi)酰胺裝置，主要用于生產(chǎn)己內(nèi)酰胺，合成尼龍。 國外市場需求預(yù)測 環(huán)己酮主要用于己內(nèi)酰胺、高檔溶劑、助劑、拋光劑、膠黏劑及皮革涂料稀釋劑等域。2013年，環(huán)己酮在己內(nèi)酰胺領(lǐng)域的消費比例最高，其下依次是涂料/油漆/油墨溶劑染料助劑、醫(yī)藥助劑、拋光劑、膠黏劑等。2013 萬噸，2014 萬噸，隨著下游產(chǎn)品需求量的增長，預(yù)計未來幾年國外環(huán)己酮的產(chǎn)能也將呈增長趨勢， 萬噸、 萬噸。未來幾年全球環(huán)己酮在各應(yīng)用領(lǐng)域的需求預(yù)測見2。表2 未來幾年全球環(huán)己酮消費結(jié)構(gòu)及需求預(yù)測（萬噸，%）應(yīng)用領(lǐng)域市場份額年增長率2013年2014年2015年2016年2017年己內(nèi)酰胺涂料/油漆/油墨 染料助劑醫(yī)藥助劑 表2 未來幾年全球環(huán)己酮消費結(jié)構(gòu)及需求預(yù)測（萬噸，%） （續(xù)表）應(yīng)用領(lǐng)域市場份額年增長率2013年2014年2015年2016年2017年拋光劑 膠黏劑其他合計100 世界各地對環(huán)己酮的需求不同， 亞洲是世界環(huán)己酮消費的最大市場，約占世界總量的46%，其次是歐洲30％，北美22％，南美2％，而在非洲、大洋洲則基本空白。我國環(huán)己酮產(chǎn)業(yè)主要是伴隨著其下游產(chǎn)品己內(nèi)酰胺和己二酸產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而興起，近年來產(chǎn)能擴張迅猛，2013 年我國環(huán)己酮總產(chǎn)能達到200 萬噸，其中新增的36 萬噸環(huán)己酮都是與其下游產(chǎn)品己內(nèi)酰胺配套生產(chǎn)。環(huán)己酮也是己二酸的中間產(chǎn)物，部分己二酸生產(chǎn)廠家也同時生產(chǎn)環(huán)己酮，當己二酸的市場需求量低時可生產(chǎn)環(huán)己酮作為調(diào)節(jié)，以滿足國內(nèi)環(huán)己酮溶劑市場或己內(nèi)酰胺的需求。 近年來我國環(huán)己酮產(chǎn)量和消費需求呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢[3]，2006 2013 年我國環(huán)酮%%，高于同期國民經(jīng)濟增長速度，其中增幅最大區(qū)間主要集中在20092012 年間，近年來我國環(huán)己酮供需情況見表3。表3 近年來我國環(huán)己酮供需情況（萬噸）年份產(chǎn)量進口量出口量表現(xiàn)消費觀產(chǎn)量環(huán)比消費比環(huán)比20062007200820092010201120122013129 隨著我國環(huán)己酮產(chǎn)能和產(chǎn)量不斷快速增加，同時產(chǎn)量年均增幅高于表觀消費量。在2011年國內(nèi)出口環(huán)己酮的質(zhì)量大幅提高，環(huán)己酮的出口量首次超越了進口量，我國環(huán)己酮也逐漸由凈進口國轉(zhuǎn)為凈出口國，總體上看進出口數(shù)量與產(chǎn)量相比比例較小。3環(huán)己酮的生產(chǎn)工藝工業(yè)上生產(chǎn)環(huán)己酮的工藝按起始原料劃分，主要有苯法和苯酚法[4]，國外3/4的環(huán)己酮產(chǎn)量是以苯為原料，其余以苯酚為原料。目前，應(yīng)用于工業(yè)化環(huán)己酮的生產(chǎn)工藝主要有3種：苯加氫一環(huán)己烷氧化法、苯酚加氫法、苯部分加氫一環(huán)己烯水合法。其中，環(huán)己烷氧化法的應(yīng)用最為普遍；苯酚加氫法則由于反應(yīng)步驟繁瑣及成本較高，使之工業(yè)應(yīng)用受到了很大的限制；環(huán)己烯水合法是近年發(fā)展起來的一種新工藝，其工藝較為簡單，應(yīng)用前景較好，也是近年來的主要研究方向。近年來也有文獻報道以苯為原料，選擇加氫生產(chǎn)苯酚和環(huán)己酮的工藝方法和以苯為原料一步法合成環(huán)己醇的催化過程進行的研究，但這兩種方法均未實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，且以苯為原料一步合成環(huán)己醇的催化劑研究尚未成熟，苯轉(zhuǎn)化率和環(huán)己醇收率均不高，工業(yè)應(yīng)用經(jīng)濟價值低，還需進一步研究與改進。苯酚加氫起源于上世紀初。1906年，伊帕季耶夫首先通過苯酚加氫制得環(huán)己醇，并在20世紀50年代由德國巴登苯胺純堿公司實現(xiàn)工業(yè)化，是最早工業(yè)化生產(chǎn)的環(huán)己酮的制備方法[