【正文】 低生產(chǎn)成本提高核心競(jìng)爭(zhēng)力，才能把握市場(chǎng)發(fā)展的主動(dòng)權(quán)。本裝置采用環(huán)己酮，氨和雙氧水在低壓下由TS分子篩催化反應(yīng)直接制備環(huán)己酮肟，再經(jīng)萃取水洗，精餾等系統(tǒng)得到環(huán)己酮肟，再經(jīng)環(huán)己酮肟為原料，在發(fā)煙硫酸存在下經(jīng)貝克曼分子重排生產(chǎn)己內(nèi)酰胺。此外，分離得到環(huán)己酮肟，減少中間產(chǎn)物的損失；環(huán)己醇和環(huán)己酮可以作為副產(chǎn)品包裝或送往環(huán)己醇脫氫裝置回收其中的環(huán)己酮和環(huán)己醇，從而為企業(yè)創(chuàng)造更大的效益。設(shè)計(jì)思路如下：⑴物料衡算（手算）目的：求解 Aspen Plus 簡(jiǎn)捷設(shè)計(jì)模擬的輸入條件。主要結(jié)果：塔徑。本裝置的主反應(yīng)為環(huán)己酮氨肟化反應(yīng)，影響該反應(yīng)的主要因素包括催化劑性能、 反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、反應(yīng)原料配比、反應(yīng)時(shí)間、催化劑濃度等。由于飽和水蒸氣冷凝時(shí)的傳熱膜系數(shù)很高，可以通過改變蒸汽的壓力準(zhǔn)確地控制加熱溫度。由于塔釜出料量較小，塔釜液位設(shè)計(jì)在塔釜封頭切線以下操作，以減少環(huán)己酮物料的停留時(shí)間。并且塔設(shè)備應(yīng)保證能長(zhǎng)期連續(xù)操作。因此，設(shè)計(jì)填料塔時(shí)，首先要適當(dāng)?shù)剡x擇填料。每一種填料按其尺寸、材質(zhì)的不同又有不同規(guī)格。選用時(shí)應(yīng)從分離要求、通量要求、場(chǎng)地條件、物料性質(zhì)及設(shè)備投資、操作費(fèi)用等方面綜合考慮，使所選填料既能滿足技術(shù)要求，又具有經(jīng)濟(jì)合理性。金屬絲網(wǎng)波紋填料特性： ⑴比表面積大，比表面積與通用散裝填料相比，可提高近1倍，填料壓降較低，通量和傳質(zhì)效率均有較大幅度提高孔隙率大，重量輕； ⑵氣相通路傾角小，有規(guī)則，與各種通用板式塔相比，不僅傳質(zhì)面積大幅度提高，而且全塔壓降及效率有很大改善，壓降低； ⑶徑向擴(kuò)散良好，氣液接觸充分。是他們把我從對(duì)化工一無所知帶到能夠從事化工行業(yè)，并使我可以把所學(xué)到的知識(shí)和技能，應(yīng)用于實(shí)踐。 常用填料⑴拉西環(huán) 拉西環(huán)是高度與直徑相等的圓柱體，可由陶瓷、金屬、塑料等制成，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，使用相當(dāng)廣泛。⑵規(guī)整填料在亂推的散裝填料塔內(nèi)，氣液兩相的流動(dòng)路線往往是隨機(jī)的加之填料裝整時(shí)難以做到各處均一，因而容易產(chǎn)生溝留等不良情況，從而降低塔的效率。⑶填料因子：填料的比表面積與空隙率三次方的比值，即a/e3，稱為填料因子，以f表示，其單位為1/m。因此它是石油、化工、輕工生產(chǎn)中廣泛使用的傳質(zhì)設(shè)備。⑴生產(chǎn)能力大。脫肟塔回流罐液體經(jīng)脫肟塔回流泵提壓，一部分在流量控制下作為甲苯脫肟塔回流，其余在脫肟塔回流罐液位控制下送入甲苯脫酮塔。 ⑵塔頂冷凝方式塔頂冷凝采用全凝器，用水冷凝。其主要內(nèi)容如下： ⑴工藝設(shè)計(jì)方案的選擇及流程說明⑵生產(chǎn)條件確定和說明⑶Aspen Plus設(shè)計(jì)方案的確定，明確設(shè)計(jì)計(jì)算詳細(xì)步驟和方法。方法：依據(jù)步驟⑶得到的結(jié)果，進(jìn)行簡(jiǎn)捷計(jì)算。我國(guó)己內(nèi)酰胺在技術(shù)研發(fā)和科研成果產(chǎn)業(yè)化方面已取得可喜成效，針對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)己內(nèi)酰胺需求的持續(xù)增長(zhǎng)，應(yīng)加快實(shí)現(xiàn)采用新技術(shù)改造現(xiàn)有裝置擴(kuò)大生產(chǎn)能力的步伐，以滿足市場(chǎng)需求，并實(shí)現(xiàn)技術(shù)成果的產(chǎn)業(yè)化推廣。萃取后得到的甲苯肟溶液精餾，以實(shí)現(xiàn)環(huán)己酮肟和甲苯的分離。精餾過程中甲苯會(huì)積累環(huán)己酮肟和環(huán)己酮等組分，因此需要對(duì)甲苯進(jìn)行精制。同時(shí)，應(yīng)密切關(guān)注世界在己內(nèi)酰胺領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的新進(jìn)步，研發(fā)更多的實(shí)用成果。得出結(jié)果：加料板位置、回流比，蒸發(fā)率等等 RadFarce 所需要的所有數(shù)據(jù)。⑷塔體工藝參數(shù)設(shè)計(jì)（通過塔靈敏度分析）①回流比的確定②填料層高度的確定③進(jìn)料位置的確定④塔徑的確定 ⑸設(shè)計(jì)結(jié)果匯總372 本設(shè)計(jì)工藝 工藝原理本裝置采用雙氧水、環(huán)己酮(苯法制取)、氣氨、循環(huán)叔丁醇和來自反應(yīng)釜液冷卻器的循環(huán)物料快速混和后噴入肟化反應(yīng)器內(nèi)，在攪拌的作用下使得催化劑(SiTi分子篩)溶解在溶劑叔丁醇中，使得雙氧水、環(huán)己酮、85℃、約3~4%wt 催化劑濃度下進(jìn)行環(huán)己酮肟化反應(yīng)，反應(yīng)物料的表觀停留時(shí)間約7080 分鐘，環(huán)己酮的轉(zhuǎn)化率≥%。本設(shè)計(jì)要得到液體甲苯，選用全凝器符合要求。為減少肟的損失和防止后部系統(tǒng)管道堵塞，甲苯脫肟塔應(yīng)保證塔頂餾份中肟含量不高于500ppm，需設(shè)置塔頂溫度聯(lián)鎖，當(dāng)塔頂溫度超高時(shí)，自動(dòng)將出料切換回酮回流槽（甲苯肟精餾工序設(shè)備）。在較大的氣液流速下，仍不致發(fā)生大量的霧沫夾帶、攔液或液泛等破壞正常操作的現(xiàn)象。近年來由于填料結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，新型高效高負(fù)荷填料的開發(fā)，既提高了塔的通過能力和分離能力，又保持了壓力降小及性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，因此填料塔已被推廣應(yīng)用到大型氣液操作中，而且，在某些場(chǎng)合，還代替了傳統(tǒng)的板式塔。填料因子分為干填料因子與濕填料因子，填料未被液體潤(rùn)濕時(shí)的a/e3稱為干填料因子，它反映填料的幾何特性；填料被液體潤(rùn)濕后，填料表面覆蓋了一層液膜，a和e 均發(fā)生相應(yīng)的變化，此時(shí)的a/e3稱為濕填料因子，它表示填料的流體力學(xué)性能，f值越小，表明流動(dòng)阻力越小。規(guī)整填料時(shí)一種在塔內(nèi)按均勻集合圖形規(guī)則、整齊堆砌的填料，這種填料人為地規(guī)定了填料層中氣、液的流路，減少了溝留和壁流的現(xiàn)象，大大降低了壓降，提高了傳熱、傳質(zhì)的效果。⑵鮑爾環(huán)填料 是正對(duì)拉西環(huán)的一些缺點(diǎn)改進(jìn)而得到的，同等尺寸的鮑爾環(huán)與拉西環(huán)相比，其相對(duì)效率要高出30%；相同壓降下，鮑爾環(huán)的處理能力要比拉西環(huán)增加50%⑶階梯環(huán)填料 其結(jié)構(gòu)較鮑爾環(huán)類似，但高度減小了一半，且填料一端擴(kuò)為喇叭型翻邊，填料強(qiáng)度增加，氣體通過填料阻力減小，改善了液體分別，提高了傳質(zhì)效率⑷金屬絲網(wǎng)波紋填料 保留了金屬波紋填料幾何規(guī)則的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。時(shí)值畢業(yè)設(shè)計(jì)完成之際，謹(jǐn)向各位老師致以衷心的感謝和崇高的敬意！在設(shè)計(jì)寫作過程中，所在實(shí)習(xí)的內(nèi)蒙古慶華集團(tuán)精細(xì)化工有限公司同事給予了很大的幫助，提供了有益建議，并給予了鼓勵(lì)和支持，在此也表示感謝！最后，懇請(qǐng)各位老師提出寶貴意見，以便在今后的學(xué)習(xí)和工作中加以改進(jìn)，使整個(gè)方案更趨合理和完善，在此深表謝意……參考文獻(xiàn)[1] 郭長(zhǎng)生,謝豐毅,[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1989.[2] 鄭津洋，[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.[3] 朱泗芳,[M].北京:高等教育出版社,2002.[4] 韓冬冰,[M].北京:學(xué)苑出版社,2000.[5] 潘永亮,[M].北京:科學(xué)出版社,1991.[6] 譚天恩,竇梅,(下冊(cè))[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2006.[7] [M] .化學(xué)工業(yè)出版社,2008.[8] [M].內(nèi)蒙古慶華集團(tuán),2013.[9] [M] .北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2006.[10] 徐亦方(編譯)，Aspen Plus操作實(shí)驗(yàn)教程[M].北京：石油化工出版社，1998.[11][M] .南京：南京工業(yè)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，2010.附錄附錄A 設(shè)計(jì)模擬計(jì)算原始結(jié)果1 甲苯環(huán)己酮物性分析：①常壓/降壓下甲苯環(huán)己酮二元交互參數(shù)對(duì)比（如相圖）：②甲苯環(huán)己酮肟物性結(jié)果：PRESMOLEFRACTOTALTOTALTOTALLIQUIDLIQUIDVAPORVAPORLIQUIDLIQUID C7H8TEMPKVLKVLGAMMAGAMMAMOLEFRACMOLEFRACMOLEFRACMOLEFRAC C7H8C6H11NOC7H8C6H11NOC7H8C6H11NOC7H8C6H11NOkPa C 0110101