论文摘要
丙醛和丁醛都是重要的有机化工原料,可用于塑料、橡胶加工助剂,同时也是医药的原料,燃料添加剂,聚合物链传递剂及乳液稳定剂等,用途十分广泛。目前,烯烃、一氧化碳和氢气经羰基合成生产低碳醛是丙醛、丁醛的主要生产方法。羰基合成醛是原子经济型反应,工业应用价值很大。国内丙醛和丁醛的生产还不能满足市场需求,尤其是丙醛的生产,还没有形成较大的规模,远不能满足工业需要,因而,开展乙烯、丙烯羰基合成制备丙醛、丁醛生产过程的基础研究,进一步优化生产工艺,降低生产成本,具有很好的实用价值和应用前景。羰基合成丁醛是丁辛醇生产工艺中的一个重要单元,国内大部分装置都采用DAVY/DOW联合开发的第二代低压铑法羰基合成工艺―液相循环工艺,目前该工艺已比较先进和成熟。论文首先对液相循环羰基合成丁醛工艺进行了充分研究,利用流程模拟软件,选择合理的模型和热力学方法,并借鉴文献中的动力学方程,完成了对羰基合成丁醛工艺的模拟。通过模拟结果和工业值的比较,验证了模拟计算的准确性和可靠性。利用已验证的模型和热力学方法,对气相循环羰基合成丙醛工艺进行模拟研究。选择文献中报道的动力学方程,在进行合理修正的基础上,利用流程模拟软件完成了对气相循环羰基合成丙醛工艺的模拟。通过模拟结果和工业值的比较,验证了动力学方程的准确性和可靠性。鉴于丙醛和丁醛的制备工艺有很多相同之处,只是工艺条件有所不同,因此,在上述工艺过程研究的基础上,开发了液相循环羰基合成生产丙醛的多釜串联工艺流程,并对生产工艺进行了模拟优化计算。通过转化率、选择性等目标函数的计算和比较,认为两釜串联比较合理,并对各釜的操作条件进行了优化,确定了满足工业生产要求的较优的温度、压力、进料配比等工艺参数。最后对气相循环和液相循环两种工艺生产丙醛的经济性进行了比较,得出液相循环工艺具有生产能力大、生产成本低等诸多优势的结论,为工业生产装置工艺流程的开发设计和工艺参数的优化提供了理论依据。