1. 研究目的与意义

己二腈又名 1，4-二氰基丁烷，分子式为 CN)NC(CH43，简写成 ADN，常温常压下为无色透明的油状液体，稍带苦味，与水、环己烷、醚类微溶，混溶于醇类，高温受热容易分解成氧化氮、一氧化碳等有毒的烟气，该物质易燃、有毒，应小心储存放置，多存放于阴凉通风的仓库内，避免阳光直射，密封储存。

己二腈生产技术主要有丁二烯法（BD）、丙烯腈电解法（AN）、己二酸氨化法（ADA）、己内酰胺降解法。目前己二腈的生产技术全部由外国大型公司所垄断，如日本的旭化成（Asha）、法国的罗地亚（Rhodia）、德国的（BASF）、美国的英威达（前身“杜邦纺织公司”）。

2. 课题关键问题和重难点

通过方案论证确定己二腈生产工艺，并使用aspen plus 流程模拟软件对整个生产工艺进行模拟优化，主要内容有：

（1）深度了解生产己二腈的反应原理，并结合相关实验数据以及文献，提出合理的工艺流程。

（2）运用 aspen plus 流程模拟软件对该工艺流程进行模拟，通过筛选首先得到合适的物性方程，并对模型验证，然后在对工艺中涉及到而 aspen 里面没有的物质进行物性模拟，得到相关物性数据。

3. 国内外研究现状（文献综述）

三、文献综述（1200字左右）己二腈合成工艺研究进展孙文冲摘要：己二腈作为工业上合成尼龙66的重要中间体，为突破国外垄断形成国内自主建立的己二腈生产体系的必要性。

对世界主流的工艺方案己二酸氨化法、丙烯腈电解二聚法和丁二烯氰化法优缺点进行分析。

结果表明丁二烯氰化法虽然氰化物原料含有剧毒且易挥发，在催化剂制备等方面难度较大；但其能耗较低，适用于大规模生产且产品质量高，竞争优势明显。

4. 研究方案

在19世纪40年代美国杜邦公司采用乙二酸法成功制备了己二腈并实现了工业化生产。由于我国在己二腈生产技术研发的发展起步较晚，目前，己二腈的生产技术被美国英伟达公司、奥升德公司、日本旭化成、德国basf公司等西方各国所垄断。己二酸氨化法优势在于所需投资相对与其他工艺来看较低，在2012年之后的发展中，己二酸氨化法在我国发展迅猛，产能过剩的特点日趋显著，由于开工率长期不足一半，价格由11000元/t下跌至7000-8000元/t,成本高昂的问题逐渐缓解。

己二酸和氨发生化学反应，在反应前期生成己二酸二铵盐，铵盐脱水缩合生成酰胺，进一步脱水生成己二腈。在这个阶段中，己二酸二铵盐和己二酸酰胺反应趋于平衡。由于反应中需要中和两分子氨气，并脱去四分子的水，导致其总反应为吸热反应。在整个反应过程中分为中和反应和脱水反应。在脱水反应中需要一定量的脱水剂，加快脱水速率。国内对己二酸氨化法生成的副产物进行了详细的阐述和说明。在该反应过程中由于反应体系复杂，温度高，且生成的副产物复杂，在这样的条件下，己二酸和氨气反应生成己二醜胺，该物质必须使用脱水剂才能抑制副反应的出现。该工艺主要存在六种副反应：第一、由于己二酸的脱羧和脱水作用，熔融的己二酸受热分解，生成环戊酮、水和二氧化碳等，且分解速度与温度成正比，生成的环戊酮会发生自缩合反应。第二、环化作用， quote

其次，在国内大部分文献当中对于反应动力学的描述十分详细，在这样的基础上，对于aspen模拟有了充足的理论支撑。虽然如今世界上最优的工艺方案为丁二烯直接氰化法，但是由于我国起步晚，在2022年才建成第一个此方法的化工厂，但理论来源保密严格，关于反应动力学和催化剂等问题严峻，难以成为目前方案选择，故在最终结论之下，选择己二酸氨化法为此次设计的主要方案。

5. 工作计划

首先通过方案论证确定己二腈反应动力学和所选工艺流程，并使用Aspen Plus流程模拟软件对反应器进行模拟优化和动力学研究，接下来深度了解生产己二腈的反应原理，并结合相关实验数据以及文献，提出合理的工艺流程，采用 Aspen plus 流程模拟软件对该技术中的反应工段和分离工段分别进行模拟优化，确定各个工段的工艺流程，然后再对整个己二腈生产工艺进行模拟优化。最后运用 Aspen energyanalyzer 流程软件对耦合后的整个己二腈生产的工艺流程进行换热网络的优化，减少公用工程用量，降低操作费用。