【正文】 南京工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)(計論文)33 2kt/a環(huán)己烷工藝設(shè)計摘 要本文主要根據(jù)國內(nèi)環(huán)己烷生產(chǎn)水平，以生產(chǎn)實踐為主要依據(jù)，結(jié)合國內(nèi)已較為成熟的環(huán)己烷生產(chǎn)方面的經(jīng)驗所寫，重點介紹了苯加氫制環(huán)己烷的生產(chǎn)工藝，全面的敘述了環(huán)己烷生產(chǎn)的基本原理、工藝計算和主要設(shè)備的選擇等相關(guān)內(nèi)容。關(guān)鍵詞： 環(huán)己烷 工藝 苯加氫 計算 設(shè)備The process design of 2kt/a cyclohexaneAbstractThis paper(article) fully introduce the basic production principle, calculate for process and main equipment of cyclohexane production, according to the domestic production level, production practice and experience of cyclohexane. The production process of hydrogenation of benzene to cyclohexane was emphasized here. Key Words: Cyclohexane。 Process。 Hydrogenation of benzene。 Calculate。 Equipment目 錄摘 要 IAbstract II第一章 環(huán)己烷概況 1 1 物理性質(zhì) 1 化學(xué)性質(zhì) 3 主要用途 4 安全、衛(wèi)生、貯存及運輸 4 環(huán)己烷主要原材料的規(guī)格、來源 5 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 5 第二章 環(huán)己烷的生產(chǎn)工藝 7 工藝路線的選擇 7 催化劑的選擇 8 11 第三章 工藝計算 14 生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案 14 14 熱量衡算 17 第四章 反應(yīng)器的設(shè)計 20 20 20 20 第五章 生產(chǎn)過程中的安全與防護(hù) 2爆炸危險性一覽表 25 25 26 26第六章 三廢處理及環(huán)境保護(hù) 27 27 27第七章 展望 28第八章 附錄 29 29 設(shè)備一覽表 30參 考 文 獻(xiàn) 31致謝 32 南京工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)第一章 環(huán)己烷概況1893年，Baeyer合成環(huán)己烷。不久之后，mapkoBHNKOB 在高加索石油餾分中發(fā)現(xiàn)了環(huán)己烷。1931年又證實了美國石油中存在環(huán)己烷。1898年首次用苯加氫制得環(huán)己烷，發(fā)展至今，環(huán)己烷已成為一種重要的石油化工原料。1983年世界環(huán)己烷的生產(chǎn)能力已逾387萬噸/年，其中美國約占40%，西歐26%，日本15%。 物理性質(zhì)環(huán)己烷具有“船式”和“椅式”兩種分子構(gòu)象。從一種構(gòu)象向另一種構(gòu)象轉(zhuǎn)變，涉及繞碳碳鍵的旋轉(zhuǎn)。這種旋轉(zhuǎn)的能壘低，能使環(huán)己烷迅速地從一種構(gòu)象轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N構(gòu)象。據(jù)估計，在室溫下每1000個環(huán)已烷分子中只有1個分子處于“船式”構(gòu)象，勢能比“椅式”高21～25kJ/mol(5～6Kcal/mol). 環(huán)己烷的構(gòu)象對于作尼龍原料的用途，并沒有任何影響。性液體，易揮發(fā),具有刺激性氣味. 不溶于水，可溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯、四氯化碳等有機(jī)溶劑。～%(V),毒性較大。其具體的物理性質(zhì)如表11所示,蒸汽壓數(shù)據(jù)如表12所示。 表11環(huán)己烷的物理性質(zhì)單位環(huán)己烷分子量沸點℃熔點(凝固點℃+相對密度d420折射率nD20熔融熱()kJ/mol熔融熵J/mol汽化熱(在沸點)kJ/mol汽化熱() kJ/mol苯胺數(shù)7閃點（閉杯，98%）℃18自燃點℃260汽化熵(在沸點)J/()燃燒熱（）kJ/mol生成熱（g）kJ/molJ/()△F0J/()臨界溫度℃臨界壓力MPa(bar)()臨界密度g/cm3動態(tài)粘度mPaS恒壓熱容Cp,300K 800KJ/()表面張力σMn/mAntonie蒸汽壓方程常數(shù) A B C 表12環(huán)己烷的蒸汽壓溫度℃蒸汽壓mmHg溫度℃蒸汽壓mmHg溫度℃蒸汽壓mmHg溫度℃蒸汽壓mmHg40250720790503007308006040074090080500750100010060076012001507007701500200710780 化學(xué)性質(zhì)環(huán)己烷和一切不飽和烴一樣，不容易和其他化合物反應(yīng)，它只能在150℃以上的溫度下與非?；顫姷幕衔锓磻?yīng)，或者在較低的溫度下，與那些已通過某種方法（如光作用）活化了的化合物起反應(yīng)。主要化學(xué)性質(zhì)如下：（1） 氧化 環(huán)己烷最重要的工業(yè)用途就是氧化反應(yīng)。工業(yè)生產(chǎn)中為了抑制副反應(yīng)和深度氧化，通常采用較低的單程轉(zhuǎn)化率，如5%左右，酮醇選擇性可達(dá)70%以上。環(huán)己烷和環(huán)己酮的混合物可用作生產(chǎn)己內(nèi)酰胺或己二酸的原料。（2） 亞硝化 在紫外線輻照下，環(huán)己烷與亞硝酰氯反應(yīng)，生成亞硝基環(huán)己烷。此反應(yīng)選擇性很高，亞硝基環(huán)己烷同時重排最終生成己內(nèi)酰胺。（3） 硝化 用35%的硝酸在液相使環(huán)己烷硝化，得到硝基環(huán)己烷，選擇性58%。主要副產(chǎn)物是己二酸及少量環(huán)己醇、環(huán)己酮、亞硝酸環(huán)己酯和硝酸環(huán)己酯。亞硝酸環(huán)己酯亞硝酸環(huán)己酯。（4） 氯化 和其他類似的取代反應(yīng)一樣，環(huán)己烷的氯化是典型的飽和烴取代反應(yīng)，主要區(qū)別是，環(huán)己烷氯化時只生成一種單取代產(chǎn)物，在低轉(zhuǎn)化率下，生成單一產(chǎn)物的選擇性很高。（5） 脫氫 環(huán)己烷脫氫反應(yīng)生成苯,轉(zhuǎn)化過程中體積增大,所以高溫低壓有利于脫氫生成苯.（6） 異構(gòu)化 以三氯化鋁為催化劑,環(huán)己烷異構(gòu)化為甲基環(huán)己烷,收率可達(dá)96%.水、烯烴或其他質(zhì)子接收劑存在，可提高異構(gòu)化催化劑AlCl3HCL的活性。（7） 磺化 在室溫下，發(fā)煙硫酸（1520%過量SO3）對環(huán)己烷的影響甚微,(3565%SO3)和更長的反應(yīng)時間,則生成環(huán)己烷磺酸和苯磺酸. 主要用途環(huán)己烷在工業(yè)上的用途主要是用于制備環(huán)己醇、環(huán)己酮、己二酸、己二胺及己內(nèi)酰胺等化原料，這些原料中己二酸、己二胺及己內(nèi)酰胺廣泛用于合成纖維工業(yè)中，生成尼龍尼龍66等合成纖維。環(huán)己烷能溶解多種有機(jī)物，毒性比苯小，也是纖維素、樹脂、蠟、油脂、瀝青和橡膠的優(yōu)良溶劑,在作溶劑時，通常用環(huán)己烷和其它烴類的混合物，并可用作聚合反應(yīng)稀釋劑，如作熱塑性彈性體SBS的聚合溶劑，也可作為農(nóng)藥和醫(yī)藥中間體。用作溶劑或合成錦綸的原料。環(huán)己烷可直接被氧化成己二酸。 安全、衛(wèi)生、貯存及運輸環(huán)己烷與其他低級烴一樣，當(dāng)作用于局部時，因其很快的蒸發(fā)而刺激皮膚。當(dāng)吸入時有麻醉作用，但比相應(yīng)的烷烴（己烷）弱。它和苯不同，不形成血液毒。對溫血動物麻醉作用快，但不會引起間歇性痙攣或戰(zhàn)栗?？墒寡獕航档?，相對來說，脈搏比吸收減少更為明顯。對小鼠的致死濃度為20000ppm,作為溶劑使用遠(yuǎn)遠(yuǎn)比苯的毒害小。工作場所環(huán)己烷最高允許濃度為30ppm(1015mg/m3)，在這樣的濃度下慢性中毒不明顯。工業(yè)環(huán)己烷用鍍鋅桶包裝，裝料量占桶容積的80%，每桶凈重