水合肼生產(chǎn)工藝過程研究與開發(fā).pdf

1、水合肼（N2H4·H2O）是一種廣泛應(yīng)用的精細(xì)化工產(chǎn)品。目前，我國(guó)多使用尿素法和酮連氮法生產(chǎn)水合肼，但尿素法工藝相對(duì)落后，未來終將被淘汰，而酮連氮法存在一些難以解決的問題，使得該工藝不盡如人意。
　　本文主要是在現(xiàn)有酮連氮法工藝的基礎(chǔ)上，通過操作條件的優(yōu)化、廢水處理及設(shè)備改進(jìn)這三個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)，開發(fā)出更加優(yōu)化的工藝。
　　首先，根據(jù)某化工廠2萬噸/年水合肼（折合為100％水合肼）生產(chǎn)工藝的數(shù)據(jù)，利用化工流程模擬軟件Aspen

2、 Plus V7.2對(duì)該工藝建立了數(shù)學(xué)模型，其中丙酮連氮水解塔采用的是反應(yīng)精餾模型，并基于所涉及的各物質(zhì)的性質(zhì)選擇了電解質(zhì)活度系數(shù)物性方法（ELECNRTL）。同時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)庫里沒有的丙酮連氮進(jìn)行了物性估算，得到其物性數(shù)據(jù)。然后對(duì)整個(gè)工藝流程進(jìn)行了初步模擬，模擬結(jié)果基本與實(shí)際相符，產(chǎn)品質(zhì)量基本達(dá)到要求，收率約為95%左右。
　　其次，對(duì)流程中的丙酮連氮精餾塔以及水解塔進(jìn)行了靈敏度分析，考察了塔板數(shù)、進(jìn)料位置和回流比等因素的改變對(duì)流程

3、的影響。確定了最佳操作條件為：連氮精餾塔共30塊理論板，在第9塊板進(jìn)料，補(bǔ)充丙酮在第7塊板進(jìn)料，回流比為4，側(cè)線采出位置為第10塊理論板；連氮水解塔共25塊理論板，在第12塊板進(jìn)料，回流比為4。在此操作條件下，再次對(duì)全流程進(jìn)行模擬，結(jié)果顯示水合肼產(chǎn)量更高，最終所得80%水合肼產(chǎn)量約為3144 kg/h，收率約為98.5%。
　　然后，根據(jù)酮連氮法生產(chǎn)工藝中副產(chǎn)大量有機(jī)廢水難以處理的問題，采用一種高溫高壓氧化法來處理有機(jī)廢水，利用A

4、spen Plus對(duì)該過程進(jìn)行模擬分析，結(jié)果顯示有機(jī)物質(zhì)已基本除去，反應(yīng)的理論轉(zhuǎn)化率為100%，從理論上證明了該處理方案的可行性。接著用Fluent流場(chǎng)模擬軟件建立了廢水處理反應(yīng)器的模型，對(duì)反應(yīng)器內(nèi)流體流動(dòng)狀況進(jìn)行了模擬分析。結(jié)果表明，該反應(yīng)器的設(shè)計(jì)也是合理的，反應(yīng)器內(nèi)氣液兩相處在不斷混合中，互相接觸，進(jìn)而發(fā)生反應(yīng)。
　　另外，針對(duì)工藝中塔設(shè)備有可能會(huì)發(fā)生泄漏的問題，設(shè)計(jì)了一種新型的雙層精餾塔，可以有效地避免物料泄露甚至爆炸的現(xiàn)象