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化学工程2025年第07期:基于Aspen Plus的氯苯硝化工艺的模拟与优化

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张元熹;王辰杨;向阳;

单位:北京化工大学化学工程学院;北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室;北京化工大学教育部超重力工程研究中心;

摘要:CB(氯苯)硝化反应危险性高,对其生产工艺参数调控与优化具有必要性,因此构建并验证CB硝化反应动力学模型,采用灵敏度分析优化工艺参数,进行全流程模拟。结果表明:CB转化率的模拟值与文献结果吻合良好,误差在±8%以内。反应温度为50℃时,p-NCB(对硝基氯苯)的选择性较高且反应速率较快;循环比R_R的增加会提高返混程度,导致DNCB(二硝基氯苯)产量增加,不利于p-NCB的生产。在停留时间20 s、温度50℃、m(HNO_3)∶m(CB)=0.85、m(HNO_3)∶m(H_2SO_4)=0.6的适宜条件下,CB的单程转化率为63.37%,HNO_3的单程转化率为84.30%,p-NCB收率为65.09%,DNCB收率为21.73%。T101、T102的塔顶冷凝器和塔底再沸器能耗分别为275.33、521.59、317.85和318.40 kW。研究结果可为氯苯硝化反应工艺的理论和工程应用提供一定的参考。

关键词:氯苯;;硝化反应;;工艺模拟;;Aspen Plus;;工艺优化

基金资助:国家自然科学基金资助项目(22078009)