二氯乙烷氨化合成乙二胺工艺研究

【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。 【关键词】：二氯乙烷 乙二胺 工艺研究 釜式反应器 管道反应器
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TQ226.31
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 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/Ⅱ55
• 5.1.3 Hysys55
• 5.1.4 gPROMS55-56
• 5.1.5 ChemCAD56
• 5.1.6 DesignⅡ56
• 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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