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二氯乙烷氨化合成乙二胺工艺研究

作　者: 邢磊磊
导　师: 袁向前
学　校: 华东理工大学
专　业: 化学工程
关键词: 二氯乙烷乙二胺工艺研究釜式反应器管道反应器
分类号: TQ226.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

有机胺是重要的化工中间体,在化工、医药等领域有着广泛的应用。本文研究了间歇釜式反应器和管道反应器中以二氯乙烷和氨水为原料合成乙二胺的工艺,并使用Aspen Plus软件对连续釜式反应器中二氯乙烷氨化反应过程进行了模拟。在间歇釜式反应器中,通过对各关键因素的综合考察,选择二氯乙烷氨化较适宜的工艺条件为：氨水浓度50%(质量分数),氨与二氯乙烷的摩尔比为15：1,反应温度160℃,压力6MPa,反应时间30min,二氯乙烷转化率可达93.97%。在反应特性研究的基础上,对二氯乙烷氨化反应的表观动力学进行了研究,得到表观动力学方程如下：dCA/dt=-3.1417e-16136/RT·CA0.92351根据表观动力学方程,本文使用Aspen Plus软件对连续釜式反应器中二氯乙烷氨化反应工艺进行了模拟计算,在氨水质量浓度50%,氨与二氯乙烷摩尔比为15：1,反应压力6MPa的条件下,平均停留时间为30min时,120℃、140℃、160℃、180℃二氯乙烷的转化率分别为0.9434、0.9558、0.9649、0.9716。在氨水质量浓度50%,氨与二氯乙烷摩尔比为15：1,反应压力6MPa,体积流量1.13L/h,空速90h-1的条件,在内径2mm,总管长40m的管道反应器中进行了二氯乙烷氨化管道反应模型试验。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章前言  10-12
  1.1 课题背景  10
    1.1.1 市场背景  10
    1.1.2 企业背景  10
  1.2 课题研究意义及研究内容  10-12
    1.2.1 研究意义  10-11
    1.2.2 研究内容  11-12
第二章文献综述  12-30
  2.1 乙烯胺概述  12-13
    2.1.1 乙烯胺产品种类与物性  12-13
    2.1.2 乙二胺的理化性质  13
  2.2 乙二胺及其衍生物的主要用途  13-15
    2.2.1 做为环氧树脂固化剂的应用  13-14
    2.2.2 合成相对分子量低的聚酰胺树脂  14
    2.2.3 农药方面的应用  14
    2.2.4 医药方面的应用  14
    2.2.5 螯合剂方面的应用  14
    2.2.6 表面活性剂方面的应用  14-15
    2.2.7 润滑油添加剂方面的应用  15
    2.2.8 造纸湿增强剂方面的应用  15
    2.2.9 其他方面  15
  2.3 国内生产现状  15-18
  2.4 国内外市场分析  18-21
    2.4.1 国际市场分析  18-19
    2.4.2 国际市场分析  19-21
  2.5 乙二胺生产技术概况  21-26
    2.5.1 二氯乙烷法  22-24
    2.5.2 乙醇胺法  24-26
    2.5.3 其他工艺  26
  2.6 不同生产工艺技术比较  26-29
  2.7 二氯乙烷生产乙二胺存在的难点  29-30
第三章间歇釜式反应器合成乙二胺工艺研究  30-41
  3.1 引言  30
  3.2 反应器材质选择  30
  3.3 原料及产物特性  30-31
  3.4 反应方程  31
  3.5 实验方案  31-32
    3.5.1 氨化反应实验装置及流程  31
    3.5.2 实验仪器和分析设备  31-32
    3.5.3 实验流程框图  32
  3.6 分析方法  32-33
  3.7 不同因素对二氯乙烷氨化反应的影响  33-40
    3.7.1 搅拌转速对氨化反应的影响  33
    3.7.2 反应压力对氨化反应的影响  33-34
    3.7.3 氨水浓度对氨化反应的影响  34-36
    3.7.4 温度对氨化反应的影响  36-37
    3.7.5 氨与二氯乙烷摩尔比对氨化反应的影响  37-40
  3.8 结论  40-41
第四章二氯乙烷氨化反应表观动力学研究  41-53
  4.1 引言  41
  4.2 表观动力学模型的建立  41-42
  4.3 实验方法和数据  42-44
    4.3.1 实验方法  42
    4.3.2 实验数据  42-44
  4.4 动力学方程的求解  44-50
  4.5 反应活化能与指前因子的求解  50-51
  4.6 动力学方程的验证  51-52
  4.7 结论  52-53
第五章连续釜式反应器模拟计算  53-64
  5.1 模拟软件简介  53-56
    5.1.1 ASPEN PLUS简介  53-55
      5.1.1.1 ASPEN PLUS产品特点  53-54
      5.1.1.2 ASPEN PLUS模型分析功能  54-55
    5.1.2 PRO/Ⅱ  55
    5.1.3 Hysys  55
    5.1.4 gPROMS  55-56
    5.1.5 ChemCAD  56
    5.1.6 DesignⅡ  56
  5.2 模拟软件的选择  56-57
  5.3 过程模拟与结果  57-62
    5.3.1 模拟流程图  57
    5.3.2 平均停留时间的选择  57
    5.3.3 模拟结果汇总  57-62
  5.4 问题与分析  62-63
    5.4.1 存在问题  62-63
    5.4.2 问题分析  63
  5.5 结论  63-64
第六章管道反应器连续模型试验  64-68
  6.1 反应器类型简介  64
  6.2 反应器类型选择  64-65
  6.3 实验部分  65-67
    6.3.1 实验装置及流程  65-66
    6.3.2 实验数据  66-67
  6.4 结论  67-68
第七章结论  68-69
参考文献  69-71
致谢  71

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