环己烷氧化反应器系统的变量分析与数学模型
关于环己烷氧化反应工艺的进展分析
关于环己烷氧化反应工艺的进展分析发布时间：2023-03-16T08:55:53.890Z 来源：《中国科技信息》2022年10月第20期作者：贾文敬[导读] 在整个工业架构当中，基于环己烷氧化反应来进行环己酮、环己醇的制备，贾文敬唐山中浩化工有限公司河北省唐山市063611 摘要：在整个工业架构当中，基于环己烷氧化反应来进行环己酮、环己醇的制备，已经成为一类十分常用且关键的反应类型，因此反应有着较低的工艺转化率与选择性，且还存在能耗大、污染重等不足，故始终是此领域研究的重、难点。
本文结合当前实况，围绕氧化剂、催化剂，就环己烷氧化反应工艺的当前研究进展作一综述。
关键词：环己酮；环己醇；反应工艺环己酮、环己醇是工业领域中的重要有机原料，同时还是合成己二酸、已内酰胺的重要成分，当前，其已经成为多种精细化学品（染料、涂料及医药等）制备的关键中间体或助剂。
需指出的是，通过环己烷氧化反应对环己酮、环己醇（二者相混合即为“KA油”）进行制备，已发展成为一类基础性反应。
因环己酮、环己醇较之环己烷，更容易被氧化，对此，为了能够得到合适的环己酮与环己醇的可选择性，在工业领域当中，环己烷氧化转化率一般需要维持在4~6%，而环己酮、环己醇的选择性需要达到75~85%[1]。
虽然当前此工艺已趋向成熟，但因环己烷有着较低的转化率及目的产物选择性，而且能耗也较大、污染较重，故业内始终将此方面作为研究的重点，本文就此工艺的当前研究进展探讨如下。
1.催化剂1.1多相催化氧化在实际操作中，为了能够更好的分离、回收、循环使用氧化产物及催化剂，可借助分子筛所具有的择形效应，来促进环己烷催化氧化反应产率的提高，此方法已经成为研究的重、热点，尤其是分子筛催化体系，凭借孔径均一且合适，更是研究的重点。
近年来，无论是氧化物、离子等多相金属催化剂，还是络合物固载在沸石、氧化锆等的载体，均用作此方面的研究。
但需强调的是，其多数有着较低的转化率，而且在催化剂转化数上也较低。
环己烷工业生产过程的数值模拟及设计
环己烷工业生产过程的数值模拟及设计英文题目：Design and Numerical Simulation of Industrial Cyclohexane Production Process选题要求：环己烷，又名“六氢化苯”，为无色有刺激性气味的液体。
不溶于水，易溶于有机溶剂，极易燃烧，是一种重要的有机化工原料。
主要用于生产环己醇、环己酮等有机物，同时又是树脂、石蜡、沥青、橡胶等物质的优良溶剂及常用的色谱分析标准物质。
工业上生产环己烷的方法分为苯加氢法和石油烃分馏精制法，而苯加氢法是环己烷的主要合成方法，目前世界上环己烷的年产量已超过200万吨，因此对环己烷的工业生产过程进行研究具有重要实践意义。
本课题借助Aspen Plus软件对环己烷的生产过程进行设计，通过数值模拟，确定最优流程，并对单元设备进行设计，为实际工业提供参考。
目录1.综述 (3)1.1 环己烷简介 (3)1.2 环己烷生产方法及现状概述 (3)1.2.1 苯加氢法简介及其现状 (3)1.2.2 石油烃分馏精制法简介及其现状 (5)1.3 Aspen Plus软件概述 (5)1.4本文研究内容 (5)2.设计内容 (5)2.1设计依据 (5)2.2设计的优化点 (6)3. 工艺设计及流程 (6)3.1 工艺设计方案简介 (6)3.2 工艺流程图 (7)3.3 Aspen模拟确定工艺参数 (7)4. 反应系统 (9)4.1 反应方程式 (9)4.2 反应器简介 (9)4.3 反应设备图 (11)5. Aspen系统模拟反应系统的物料及能源衡算 (13)5.1 物料衡算 (13)5.2 能源衡算 (13)6.总结与展望 (14)6.1总结设计结果 (14)6.2展望方向 (14)参考文献 (14)1.综述1.1 环己烷简介环己烷是一种很重要的有机化工原料，主要用于合成聚酰胺纤维类、环己醇、聚己内酰胺和聚集二酰己二胺等产品，同时他也是一种应用广泛的有机溶剂，适用于溶解纤维素醚、树脂、蜡、沥青、和橡胶。
环己烷氧化反应混合物的全分析方法
２ １２ 紫外 检测波 长的选 择 ．．
分别配 制 ２ｍｇ ｍＬ的 己二 酸 （ ） 戊 二 酸 （ ／ 从 、 ＧＡ） 丁 二酸 （ Ａ） 甲醇 溶 液 及 三 酸 混合 甲醇 溶 液 ５ 、 Ｓ 的
ｍＬ 采 用 １ ｍ石 英 比色 池 ， ， ｃ 甲醇为 参 比溶 液 ， 上述溶 液进行 紫外 全波段 扫描 ， 对 得到 上述 ３种 物质 的 紫外
佘 远 斌 ，陈 一 霞，徐 晶 ，李 艳 ，王 新 灵
（ 京 工 业 大 学 环 境 与 能 源 工 程 学 院 绿 色 化学 与 精 细 化 工 研 究 所 ，北 京 １ ０ ２ ） 北 ０ ０ ２
摘
要 ： 了建立一套完整可靠 的环 己烷 氧化 反应 混合物中各组分的全分析新 方法， 比较各 种分析 方法适应 为 在
用磷酸调 节流 动相 的 ｐ 值， 次性分 离 出 己二酸 、 Ｈ 一 戊二 酸和 丁二酸 ， 经紫 外 多波 长检 测器 检测 ， 检测 波 长
为 ２ ２ｎ １ ｍ．
１３ 气相 色谱分 析条 件 ．
将环 己烷氧化混合物用 甲醇溶解， 通过对样品进行预处理去除环 己基过氧化氢［ ， 引 用气相 色谱分析
用皂化 法分析 产物 中的 己二酸单 环 己酯 ， １ 将 ～３ｇ的样 品 用 ０ １ｍｏ Ｌ的 氢氧化 钠 标准 溶液 滴 定至 ． ｌ ／ 微红 ； 滴 加 ５ ０ｍＬ的 ０ １ ｌＬ氢 氧化钠 标准溶 液 ， 热 回流后， ０ １ ｌＬ盐 酸标准 溶液滴 定 ． 再 ～２ ． ／ ｍｏ 加 用 ． ｍｏ／
维普资讯
第 ７期
余 远 斌 等 ： 己烷 氧 化 反 应 混 合 物 的 全 分 析 方 法 环
７７ ５
度 ．本部 分工 作 同时考虑 保 留时间和 分离 度来 考察 流 动相 对三 酸分 离效 果 的影 响 ．
环己烷绿色催化氧化法生产环己酮 年产10万吨 能量衡算
2.2.4环己烷一塔分离系统衡算……………………………………14
2.2.5环己烷二塔分离系统衡算……………………………………17
2.2.6环己酮分离系统衡算…………………………………………19
2.2.7环己醇分离系统衡算…………………………………………21
1.5流程简图及说明……………………………………………………………4
2.能量衡算过程
2.1能量衡算总体思路………………………………………………………5
2.2能量衡算过程及衡算结果………………………………………………5
2.2.1环己烷氧化反应系统衡算……………………………………5
2.2.2己二酸萃取系统衡算…………………………………………9
N2：
O2：
所以，进口物料总的焓流量为:
计算结果列于上表。
(3)出口1的物料焓流量的计算
出口1各物料的含量及物性数据如表2-2。
表2－2出口1焓流量表
组分
Ｎ
Ｏ
T/℃
25
25
0
0
Cp
0.734
0.68
n/mol
50.74
0.46
m/kg
1.4207
0.0148
Hi/kJ
0
0
0
依式（1-5） ，分别计算各物料的焓：
表2－7出口1焓流量表
组分
环己烷
轻质油
环己酮
环己醇
杂质
Ｘ油
有机酸
T/℃
91.4
91.4
91.4
91.4
91.4
91.4
91.4
-156.34
环己烷的催化氧化反应研究的开题报告
环己烷的催化氧化反应研究的开题报告一、选题背景环己烷是一种重要的有机化合物，在工业生产和日常生活中均有广泛应用。
然而，环己烷具有高度不稳定性和易燃性，使得其使用过程中存在安全隐患。
因此，如何有效地将环己烷转化为更安全、环保的产物，是研究的一个热点问题。
催化氧化反应是一种重要的环己烷转化方法，在高温和高压条件下利用氧气、氧化剂等对环己烷进行催化氧化，可以得到较为理想的产物和高转化率。
因此，探究催化氧化反应对环己烷的影响，具有重要的理论和实际意义。
二、选题目的本研究旨在深入探究催化氧化反应对环己烷的影响，并通过实验方法进行验证。
通过此次研究，可以得到与环己烷催化氧化反应相关的实验数据和结论，为环境保护和工业生产提供科学依据。
三、研究内容和方法1. 研究内容（1）分析催化剂种类和用量对环己烷催化氧化反应的影响。
（2）研究反应条件（温度、压力等）对反应的影响。
（3）分析反应产物类型和产率，探究反应机理。
2. 研究方法（1）实验方法：选取不同催化剂种类和用量，对环己烷进行催化氧化反应，收集反应产物进行分析。
（2）分析方法：采用色谱分析、质谱分析等手段，对反应产物进行分析。
四、研究意义和预期成果本研究将通过实验方法探究催化氧化反应对环己烷的影响，研究结果可以为环境保护和工业生产提供科学依据，预期成果如下：（1）深入了解催化氧化反应对环己烷的影响。
（2）探究催化氧化反应的反应机理。
（3）为环境保护和工业生产提供科学依据。
（4）发表与本研究相关的学术论文。
五、研究进度安排本研究计划从2020年6月开始，预计于2021年6月完成，进度安排如下：第一阶段：2020年6月-2020年9月（1）查阅文献，学习催化氧化反应相关知识。
（2）选择实验方案，策划实验设计。
第二阶段：2020年10月-2021年1月（1）进行实验，收集相关数据。
（2）对实验数据进行分析和处理。
第三阶段：2021年2月-2021年5月（1）探究催化氧化反应机理。
环己烷液相氧化反应的实验技术探讨
关键词 ： 环 己烷
空气氧化
环己酮
实验技术
中图分类号 ： Ｔ Ｑ ２ ３ ４ ． ２ １
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ：１ ０ ０ １ ． ０ ０ ４ １ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ５ — ０ ０ ７ １ ． ０ ４
环 己烷 氧化 工 艺 是 环 己酮 、 环 己 醇 生产 的主 要 工艺 ， 该工 艺 自 ２ ０世 纪 ４ ０年代 开发 至今 ， 一 直 没有 突破 环 己烷转 化 率 （ ） 低、 醇酮 选择 性 （Ｊ ｓ） 不高、 三废严 重等 工 艺瓶 颈 。环 己醇 、 环 己酮 是重 要 的化 工 溶 剂 和生 产 尼 龙 ６和尼 龙 ６ ６的 中间产
应 釜有 限 公 司 制 ； Ｃ Ｄ － ３ ６ ３ ６型 热 磁 式 氧 分 析 器 ：
７ ２
工 业装 置上 得 到相 应 的 验 证 ， 原 因 来 自环 己烷 氧
化 实验技 术 的差异 。现有 的实 验技术 存 在 的问题 有 三方 面 ： （ １ ） 工艺 过 程 控制 不 稳 定 ， 实 验重 复 性 差； （ ２ ） 试 样采集 方法不 同 ， 实 验 数 据 没 有 可 比 性； （ ３ ） 分析 方法 不统 一 ， 实 验 数 据 差 别 大 。为 此， 作者 对 环 己烷 氧 化实验 技术 进行 探讨 ， 以期规 范 实验操 作 ， 获得 对 环 己烷 氧 化 实 验结 果 客 观 真 实韵 结论 ， 促 进 环 己烷 氧 化技 术 研 究 。该 技 术 适 用 于环 己烷 空气 、 富氧、 纯 氧无催 化 剂或催 化 氧化
作者简介 ： 韩娟 （ １ ９ ７ ０ 一） ， 女， 高级 工程师 ， 研 究方 向为环
己酮及环己酮 下游产 品生产 工艺 。Ｅ — ｍ ａ ｉ ｌ ： ｈ 叽ｊ Ｕ ａ Ｘ Ｉ ． ｂ ｌ ｓ ｈ ＠
环己烷安全生产要点（二篇）
环己烷安全生产要点1工艺简述该装置以苯为原料，通过加氢生成环己烷，再用空气氧化生产环己醇和环己酮，简称醇酮。
简要工艺流程是：将苯和氢通过苯泵和氢压缩机送入主反应器，在催化剂雷尼镍的作用下，进行苯加氢反应，生成环己烷。
其反应温度186～200℃，反应压力2.0～3.1MPa，保持氢分压0.6MPa不变。
反应后的气体进入后反应器继续反应，以提高转化率。
从后反应器出来的环己烷蒸气经冷凝后，进入稳定塔蒸馏提纯得环已烷。
将所得环已烷和混合气（循环气和新鲜空气的混合气）送入氧化反应器，环已烷与混合气中的氧进行氧化反应，生成环已基过氧化物和少量的环已醇、环已酮。
有四台氧化反应器，一、二、三、四氧化反应器的反应温度依次是181℃、175℃、167℃、166℃，反应压力均是1.9MPa。
氧化反应产物经预浓缩、氧化洗涤、脱水后送入脱氧化反应器，在催化剂铬酸叔丁酯的作用下进行反应，生成环已醇和环已酮，简称醇酮。
醇酮产物经脱环已烷、精馏后，得到产品醇酮。
该装置的物料苯、氢、环已烷均是易燃易爆物质；环已醇、环已酮可燃可爆。
苯、环已烷、醇酮都有毒。
活性雷尼镍催化剂遇空气能自燃；催化剂铬酸酐有强腐蚀性。
2重点部位2.1加氢反应器苯加氢反应在反应器中进行，由于苯和氢都是易燃、易爆物质，且反应温度和压力都较高，如果控制不好，是很危险的。
反应器设有联锁控制系统和水喷淋系统。
2.2氧化反应器在四个反应器中，环已烷直接用空气进行氧化反应。
因环已烷易燃、易爆，又有空气存在，所以危险性很大。
氧化反应后的尾气容易形成爆炸性混合物，因此在四个氧化反应器的上部，都设有测尾气中氧含量的在线分析仪，控制尾气中的含氧量在3.5%（体积）以下，超限发出声光报警。
为控制好进氧化反应器的混合气中的氧含量，在气-气混合器的出口，设有测混合气中氧含量的在线分析仪，控制其含氧量在15%（体）以下。
氧化应器设有联锁控制系统及水喷淋、蒸汽灭火设施。
2.3脱过氧化反应器环已基过氧化物的分解反应在脱过氧化反应器中进，反应温度92℃，反应压力0.03MPa。
环己烷氧化反应探究
环己烷氧化反应探究作者：周旭升郭凯来源：《科技风》2018年第23期摘要：在环己烷氧化反应过程中由于受到许多因素的制约，造成反应收率下降，为了保证氧化反应的高效进行，在进行氧化反应时要综合考虑影响氧化反应的多种因素，及时调整增大氧化收率。
关键词：环己烷氧化；环己基过氧化氢；温度；停留时间；转化率环己酮是一种重要的化工原料，是生产己内酰胺和己二酸的主要原料，具有低毒、微溶于水、易溶于甲醇、乙醇、丙酮、醚、苯等大多数有机溶剂的特点。
因其具有良好的溶解性、低毒和相对较低的价格等特点，环己酮在工业上广泛应用于高档溶剂、燃料助剂、医药助剂、抛光剂、胶黏剂及皮革涂料稀释剂等领域，近几年环己酮产量和需求量稳定增长，其生产与发展发挥了巨大的社会效益，取得了良好的经济效益。
随着下游产品的质量提高，对环己酮的质量提出了更高的要求。
一、氧化反应机理环己烷氧化制环己酮装置一般采用法国隆波利公司的高压贫氧氧化---酸性分解（均相工艺）或DSM公司的低压空气氧化-碱性分解（非均相工艺）。
液相的环己烷和空气进行的氧化反应，属于游离基退化支链反应，按照链引发、增长、退化分支、终止四个步骤进行。
空气中的分子氧首先溶解到液相环己烷中，通过碰撞发生分子氧和易氧化物质的氧化反应，即发生游离基的引发及增长反应，利用醇酮易氧化的特性去引发反应，缩短反应时间。
一旦引发成功，环己烷将与氧气发生简单链式游离基反应。
二、反应过程中的影响因素（一）反应温度环己烷氧化过程是一个放热过程，其反应温度将有反应过程产热及环己烷蒸发带走的热量平衡决定的，其反应温度高低决定了反应速度的快慢。
温度升高，反应速度加快，但环己基过氧化氢（CHHP）的热稳定性差，随着温度升高，环己基过氧化氢分解出环己醇、环己酮，而环己酮比环己烷更易氧化，造成副反应增多，收率下降；此外，反应温度提高需要提高进入氧化反应器物料温度，增加蒸汽使用量，造成能耗增加；温度降低后会造成氧化反应无法正常进行。