环境友好型制备叔丁胺工艺研究及设计.pdf
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浙江工业大学硕士学位论文环境友好型叔丁胺工艺研究及设计作者姓名:
颜吉校指导教师:
祝钤钿嫩授、王新荣高工浙江工业大学化学工程学院2014年5月DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterAstudyofenvironment-friendlypreparationoftert-butylamineandindustrialdesignCandidate:
Yanji-xiaoAdvisor:
ProfessorZhuling-yuSeniorengineerwangnrongCollegeofChemicalEngineeringZhejiangUniversityofTechnologyMay2014浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明:
所提交的学位论文是本人在导师的指导下,独立进行研宄工作所取得的研究成果。
除文中已经加以标注引用的内容外,本论文不包含其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果,也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。
对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。
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储虢静伙魄列毕年歹月上h学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
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2。
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幽I牛年r月df日浙江工业大学硕士学位论文环境友好型制备叔丁胺工艺研究及设计摘要通过筛选具有工业发展前景的叔丁胺合成方法,选择了以异丁烯直接胺化法来制备叔丁胺的工艺路线。
本文重点研究了在HZPII型催化剂催化作用下,以异丁烯和液氨为原料直接胺化合成叔丁胺的工艺条件。
考察了异丁烯空速、氨烯比、压力、温度对反应转化率的影响,并对催化剂使用寿命进行了稳定性评价。
实验结果表明,在反应压力5MPa、反应温度260、异丁烯空速450h-1、氨烯比1530:
1时,反应2000小时以上,异丁烯单程转化率仍能保持102,产物叔丁胺的选择性99。
该工艺实现了低温催化胺化的理念,其技术先进性处于同行业领先水平。
最后以小试合成工艺条件为设计依据,对年产1万吨叔丁胺项目进行了工艺设计。
通过模拟计算对换热器热负荷数据进行了综合分析,提出了集成换热策略,优化了工艺流程。
在此工艺流程基础上,对工艺主体设备进行了工艺计算,得到了设备技术规格参数。
研究结果表明,异丁烯和液氨直接胺化制备叔丁胺的方法是符合绿色化学、环境友好、清洁生产理念的理想工艺路线。
关键词:
叔丁胺,异丁烯,原子经济,催化胺化,工艺设计浙江工业大学硕士学位论文ASTUDYoFENVIRoNMENT-FIUENDLYPREPARATIoNoFTERTBUTYLAMNIEANDINDUSTRIALDESIGNABSTRACTInthethesis,theenvironmentfriendlytert-butylamine,whichhasagoodprospect,weresynthesizedbyisobutyleneandNH3Itisfocusedonthestudyofthesynthesisrouteoftert-butylamineoverHZPIIcatalystTheaffectingfactorsonaminationwereinvestigated,suchasspacevelocity,reactiontemperature,theratioofammoniatoisobuteneInaddition,thelifeofHZPIIcatalystwasassessedUnderopticalconditions:
reactionpressure5MPa,reactiontemperature260。
C,isobutenespacevelocity450h,moleratioofammoniatoisobutene15-30:
1,thereactiontimemorethan2000h,theconversionofisobuteneandselectivityoftert-butylaminecouldbeupto102and99TheresultwasshowedthatitachievestheconceptofaminationoverlowertemperatureThesynthesistechnologyreachendadvancedlevelinthesameindustryFinally,thetert-butylamineprojectofannual10thousandtonswasdesignedonbasisoftheseconditionsparametersConductingacomprehensiveanalysisofthedatabysimulatingthethermalload,thentheconceptofexchangerintegrated浙江工业大学硕士学位论文wasgotandpreparationprocessoftert-butylaminewasoptimizedthroughitBasedonthisprocess,makingacalculationontheequipmentsandachievedtheirtechnicalspecificationsItisshownthattheproposedmethodmeetstheconceptofgreenchemistry,environmentfriendly,greenprocessKEYWORDS:
tert-butylamine,isobutene,greenchemistry,catalyticamination,processdesignlll浙江工业大学硕士学位论文目录摘要I第1章文献综述一l一11叔丁胺的理化性质及其应用背景一1一12叔丁胺的常见工艺合成方法分析一4121叔丁脲水解法一4122N一叔丁酰胺水解法一5一123异丁烯一氢氰酸法(即Ritter法)一5124氢氰酸一甲基叔丁基醚法一6125叔丁醇直接胺化法一7126异丁烯直接胺化法一7一13不同叔丁胺生产工艺路线的经济评价一9131叔丁脲水解法工艺的经济评价一9132异丁烯一氢氰酸法工艺的经济评价一10一133氢氰酸一甲基叔丁基醚法工艺的经济评价一10134异丁烯直接胺化法工艺的经济评价一1114异丁烯直接胺化生产叔丁胺的机理研究进展一1215异丁烯直接胺化合成叔丁胺的意义一12一16本论文的研究目的与方案一13一第2章叔丁胺的合成工艺一1421反应原料及设备一14211原料物理化学性质:
异丁烯(IBE)氨和液氨(NH3)一14212实验工艺流程一1522实验结果与讨论一16221空速对转化率的影响一16222氨烯摩尔比对转化率的影响一17一浙江工业大学硕士学位论文223压力对转化率的影响一18224温度对转化率的影响一19225稳定性试验一2023本章结论与展望一20一第3章叔丁胺工艺设计一2l一31设计概况一2132设计依据一2133工艺流程模拟一2234工艺原则流程图一2435物料平衡框图及计算表一2636主要设备设计一28361反应器R101设计一28362换热器E102设计一29363氨精馏塔T101设计一一31364异丁烯精馏塔T102设计一33365叔丁胺精馏塔T103设计一3537主体设备设计结果一览一3738本章结论与展望一38一第4章结论与展望一39一参考文献一一40一附录1一42一致谢一43一硕士期间发表的论文一44浙江工业大学顾士学位论文第1章文献综述11叔丁胺的理化性质及其应用背景叔丁胺11(英文名tert-Butylamine)是一种具有氨味的无色透明易燃液体。
分子量为7314,分
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- 关 键 词:
- 环境友好 制备 叔丁胺 工艺 研究 设计