Aspen Plus模擬2,2’-二苯甲酰氨基二苯基二硫化物合成工藝開發(fā)與工藝優(yōu)化
發(fā)布時間:2022-02-09 18:07
橡膠助劑作為橡膠工業(yè)較為重要的精細(xì)化工產(chǎn)品,其作用原理是通過化學(xué)方法應(yīng)用于橡膠加工的各個階段,以達(dá)到節(jié)能省時等目的。隨著我國乃至世界對橡膠的需求量日益增加,橡膠助劑工業(yè)得到了前所未有的高速發(fā)展,與此同時,環(huán)境治理卻遭遇了種種考驗(yàn)。有毒的橡膠助劑原料、有機(jī)溶劑、中間體、橡膠助劑和落后的生產(chǎn)工藝直接導(dǎo)致了有毒氣體的生成和污水排放的超標(biāo),這不僅給環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染,甚至?xí){人類的生命健康。以上種種問題均是制約我國橡膠助劑及中間體發(fā)展的主要因素。如今,橡膠助劑工業(yè)的核心競爭力主要體現(xiàn)在原料的綠色化、合成工藝的簡單化和生產(chǎn)過程的清潔化以及特殊功能橡膠助劑的研究開發(fā)。但是高效、環(huán)保型橡膠助劑的研究開發(fā),橡膠助劑工程化工藝技術(shù)的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化,橡膠助劑清潔工藝技術(shù)的研究開發(fā)仍存在著共性的領(lǐng)域難題,特別是行業(yè)“瓶頸性”難題,這嚴(yán)重制約橡膠助劑領(lǐng)域的發(fā)展。本文針對橡膠塑解劑2,2’-二苯甲酰氨基二苯基二硫化物的生產(chǎn)工藝技術(shù),集中解決了“原料——合成工藝一—產(chǎn)品”整個生產(chǎn)過程中有關(guān)綠色化工的關(guān)鍵性技術(shù)難題。在此基礎(chǔ)上,我們借助Aspen Plus化工流程模擬軟件,對2,2’-二苯甲酰氨基二苯基二硫化物生產(chǎn)...
【文章來源】:山東大學(xué)山東省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-2?NRTL、ELECNRTL和NRTL物性方法模擬得到的C6H7NS物性數(shù)據(jù)比較??圖2-2的結(jié)果顯而易見,SRK狀態(tài)方程法模型模擬得到的C6H7NS的Cp、??Cv數(shù)值與NRTL和ELECNRTL物性方?
?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???第四章DBD工藝流程優(yōu)化??間歇反應(yīng)釜是化工生產(chǎn)中常見的工藝設(shè)備,其占用的設(shè)備空間少,操作簡單靈活,??因此被廣泛采用。基于間歇式反應(yīng)釜,我們設(shè)計(jì)開發(fā)了本文的反應(yīng)發(fā)生裝置,由釜體、??釜蓋、夾套、攪拌器、傳動裝置、軸封裝置、支承等組成,結(jié)構(gòu)示意圖如下圖4-1所示??[1-2]。在反應(yīng)釜中,產(chǎn)品的質(zhì)量依賴于反應(yīng)溫度,即溫度控制的恰當(dāng)與否,會影響物??料的反應(yīng)速率及轉(zhuǎn)化率,進(jìn)而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。利用加熱水閥門和冷卻水閥門可控制??反應(yīng)釜的溫度,而且攪拌機(jī)能將物料混合均勻,提高導(dǎo)熱速度,并使其溫度均勻。在??升溫階段,打開熱水閥門,向釜內(nèi)的蛇管內(nèi)通熱水,釜溫升高,還可通過控制閥門開??度來控制溫度升高速率,當(dāng)加熱到預(yù)定的溫度后立即停止加熱。在反應(yīng)過程中,向夾??套中通冷卻水,移走反應(yīng)產(chǎn)生的多余熱量,使溫度保持恒定[3-5]。根據(jù)工廠工藝溫度??選擇合適的導(dǎo)熱介質(zhì),本文選用的導(dǎo)熱介質(zhì)是水和鹽水(乙二醇和水)。由于通入反??應(yīng)釜夾套的導(dǎo)熱介質(zhì)要求溫度保持恒定,因此可通過調(diào)節(jié)流入反應(yīng)釜夾套的導(dǎo)熱介質(zhì)??的流量,來控制反應(yīng)釜內(nèi)的物料的溫度以符合工藝要求。??圖4-1反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)示意圖??基于第三章己對DBD工藝流程進(jìn)行構(gòu)建,現(xiàn)我們將DBD工藝用流程圖表示(見??圖4-2),并對圖上的每個工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行工況參數(shù)優(yōu)化。??39??
?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???猗鮮甲苯甲苯全吉??堿?7?U?fft?廠??級??}?純緘?i\t?'^??氨?m?化鈉? ̄、??*?it?H—1??1■金?—、琴??■Mr?3tr.??■取?水,洗??—I?爸?,| ̄; ̄|?漆? ̄?'??——'氧?—*—?酰? ̄,總?離??化一 ̄I?一???化?u?心???酸,1?化氡?^?^?麟,H???^?機(jī)??水S液?丨龍?:;?1?—丨?分?.....-■,-■■■■??水??|產(chǎn)品??圖4-2?DBD工藝生產(chǎn)流程示意圖??4.1堿解反應(yīng)??4.1.?1?C7H5NS進(jìn)料置對C6H7NS生成的影響??合適的進(jìn)料量會顯著影響產(chǎn)品的收率、成本以及能耗,具體而言,合適的進(jìn)料可??以最少的原料消耗來達(dá)到一定的收率要求,減少原料的用量能夠節(jié)約成本;在加熱反??應(yīng)及冷凝時,由于原料的流量少,同其他情況相比,升高或降低相同溫度的耗能少,??從而節(jié)約了燃料成本。眾所周知能耗在工業(yè)中的成本占50%左右,所以合適的進(jìn)料比??對工業(yè)生產(chǎn)來說是至關(guān)重要的。??我們利用Aspen?Plus中的靈敏度模塊,分析了?C7H5NS進(jìn)料量對C6H7NS生成量的??影響。本節(jié)選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32%NaOH溶液,設(shè)定其初始進(jìn)料量為2000?kg/h,反應(yīng)釜??溫度的初設(shè)值為ll〇°C,然后我們改變C7H5NS的進(jìn)料量,得到的結(jié)果如下圖4-3所示。??40??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]2-取代苯并噻唑類化合物的合成研究進(jìn)展[J]. 楊志勇,成園園,周亮. 合成化學(xué). 2020(01)
[2]工藝流程模擬計(jì)算中循環(huán)物流的處理方法[J]. 張新強(qiáng),邱澤剛,李志勤. 化工設(shè)計(jì)通訊. 2019(12)
[3]Aspen Plus模擬軟件在化工中的應(yīng)用[J]. 姚衛(wèi)國,鄭瑞朋,胡凱瑞,高鵬飛,鄭剛,劉勇營. 浙江化工. 2019(08)
[4]電解質(zhì)NRTL模型研究與開發(fā)[J]. 韓莎莎,孫曉巖,陳玉石,項(xiàng)曙光. 計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué). 2019(03)
[5]Aspen Plus模擬計(jì)算傳統(tǒng)水溶液全循環(huán)法低壓分解塔物性方法的選擇[J]. 黃波. 化工技術(shù)與開發(fā). 2019(04)
[6]我國橡膠助劑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 王德強(qiáng),梁誠. 輪胎工業(yè). 2018(12)
[7]橡膠塑解劑的分類及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 張永菲,蔣秀燕,林怡,高有昇,王燁,張春旭,云飛. 合成材料老化與應(yīng)用. 2018(04)
[8]我國橡膠助劑生產(chǎn)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J]. 王正林. 化工設(shè)計(jì)通訊. 2018(06)
[9]基于Aspen Plus的循環(huán)流化床工業(yè)氣化爐模擬[J]. 劉忠慧,于曠世,張海霞,朱治平. 化工進(jìn)展. 2018(05)
[10]中國橡膠助劑的綠色化、智能化、微型化之路[J]. 許春華. 中國橡膠. 2018(01)
碩士論文
[1]間歇反應(yīng)釜遠(yuǎn)程仿真控制平臺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 徐佳.大連理工大學(xué) 2016
[2]超強(qiáng)堿體系中苯并噻唑類化合物C-S鍵形成的研究[D]. 王小偉.揚(yáng)州大學(xué) 2013
本文編號:3617435
【文章來源】:山東大學(xué)山東省211工程院校985工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-2?NRTL、ELECNRTL和NRTL物性方法模擬得到的C6H7NS物性數(shù)據(jù)比較??圖2-2的結(jié)果顯而易見,SRK狀態(tài)方程法模型模擬得到的C6H7NS的Cp、??Cv數(shù)值與NRTL和ELECNRTL物性方?
?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???第四章DBD工藝流程優(yōu)化??間歇反應(yīng)釜是化工生產(chǎn)中常見的工藝設(shè)備,其占用的設(shè)備空間少,操作簡單靈活,??因此被廣泛采用。基于間歇式反應(yīng)釜,我們設(shè)計(jì)開發(fā)了本文的反應(yīng)發(fā)生裝置,由釜體、??釜蓋、夾套、攪拌器、傳動裝置、軸封裝置、支承等組成,結(jié)構(gòu)示意圖如下圖4-1所示??[1-2]。在反應(yīng)釜中,產(chǎn)品的質(zhì)量依賴于反應(yīng)溫度,即溫度控制的恰當(dāng)與否,會影響物??料的反應(yīng)速率及轉(zhuǎn)化率,進(jìn)而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。利用加熱水閥門和冷卻水閥門可控制??反應(yīng)釜的溫度,而且攪拌機(jī)能將物料混合均勻,提高導(dǎo)熱速度,并使其溫度均勻。在??升溫階段,打開熱水閥門,向釜內(nèi)的蛇管內(nèi)通熱水,釜溫升高,還可通過控制閥門開??度來控制溫度升高速率,當(dāng)加熱到預(yù)定的溫度后立即停止加熱。在反應(yīng)過程中,向夾??套中通冷卻水,移走反應(yīng)產(chǎn)生的多余熱量,使溫度保持恒定[3-5]。根據(jù)工廠工藝溫度??選擇合適的導(dǎo)熱介質(zhì),本文選用的導(dǎo)熱介質(zhì)是水和鹽水(乙二醇和水)。由于通入反??應(yīng)釜夾套的導(dǎo)熱介質(zhì)要求溫度保持恒定,因此可通過調(diào)節(jié)流入反應(yīng)釜夾套的導(dǎo)熱介質(zhì)??的流量,來控制反應(yīng)釜內(nèi)的物料的溫度以符合工藝要求。??圖4-1反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)示意圖??基于第三章己對DBD工藝流程進(jìn)行構(gòu)建,現(xiàn)我們將DBD工藝用流程圖表示(見??圖4-2),并對圖上的每個工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行工況參數(shù)優(yōu)化。??39??
?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???猗鮮甲苯甲苯全吉??堿?7?U?fft?廠??級??}?純緘?i\t?'^??氨?m?化鈉? ̄、??*?it?H—1??1■金?—、琴??■Mr?3tr.??■取?水,洗??—I?爸?,| ̄; ̄|?漆? ̄?'??——'氧?—*—?酰? ̄,總?離??化一 ̄I?一???化?u?心???酸,1?化氡?^?^?麟,H???^?機(jī)??水S液?丨龍?:;?1?—丨?分?.....-■,-■■■■??水??|產(chǎn)品??圖4-2?DBD工藝生產(chǎn)流程示意圖??4.1堿解反應(yīng)??4.1.?1?C7H5NS進(jìn)料置對C6H7NS生成的影響??合適的進(jìn)料量會顯著影響產(chǎn)品的收率、成本以及能耗,具體而言,合適的進(jìn)料可??以最少的原料消耗來達(dá)到一定的收率要求,減少原料的用量能夠節(jié)約成本;在加熱反??應(yīng)及冷凝時,由于原料的流量少,同其他情況相比,升高或降低相同溫度的耗能少,??從而節(jié)約了燃料成本。眾所周知能耗在工業(yè)中的成本占50%左右,所以合適的進(jìn)料比??對工業(yè)生產(chǎn)來說是至關(guān)重要的。??我們利用Aspen?Plus中的靈敏度模塊,分析了?C7H5NS進(jìn)料量對C6H7NS生成量的??影響。本節(jié)選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32%NaOH溶液,設(shè)定其初始進(jìn)料量為2000?kg/h,反應(yīng)釜??溫度的初設(shè)值為ll〇°C,然后我們改變C7H5NS的進(jìn)料量,得到的結(jié)果如下圖4-3所示。??40??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]2-取代苯并噻唑類化合物的合成研究進(jìn)展[J]. 楊志勇,成園園,周亮. 合成化學(xué). 2020(01)
[2]工藝流程模擬計(jì)算中循環(huán)物流的處理方法[J]. 張新強(qiáng),邱澤剛,李志勤. 化工設(shè)計(jì)通訊. 2019(12)
[3]Aspen Plus模擬軟件在化工中的應(yīng)用[J]. 姚衛(wèi)國,鄭瑞朋,胡凱瑞,高鵬飛,鄭剛,劉勇營. 浙江化工. 2019(08)
[4]電解質(zhì)NRTL模型研究與開發(fā)[J]. 韓莎莎,孫曉巖,陳玉石,項(xiàng)曙光. 計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué). 2019(03)
[5]Aspen Plus模擬計(jì)算傳統(tǒng)水溶液全循環(huán)法低壓分解塔物性方法的選擇[J]. 黃波. 化工技術(shù)與開發(fā). 2019(04)
[6]我國橡膠助劑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 王德強(qiáng),梁誠. 輪胎工業(yè). 2018(12)
[7]橡膠塑解劑的分類及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 張永菲,蔣秀燕,林怡,高有昇,王燁,張春旭,云飛. 合成材料老化與應(yīng)用. 2018(04)
[8]我國橡膠助劑生產(chǎn)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J]. 王正林. 化工設(shè)計(jì)通訊. 2018(06)
[9]基于Aspen Plus的循環(huán)流化床工業(yè)氣化爐模擬[J]. 劉忠慧,于曠世,張海霞,朱治平. 化工進(jìn)展. 2018(05)
[10]中國橡膠助劑的綠色化、智能化、微型化之路[J]. 許春華. 中國橡膠. 2018(01)
碩士論文
[1]間歇反應(yīng)釜遠(yuǎn)程仿真控制平臺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 徐佳.大連理工大學(xué) 2016
[2]超強(qiáng)堿體系中苯并噻唑類化合物C-S鍵形成的研究[D]. 王小偉.揚(yáng)州大學(xué) 2013
本文編號:3617435
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