己内酰胺是一种重要的有机原料,并被广泛地应用于各领域之中。近几年来,国内的己内酰胺行业发展势头迅猛,但由于技术薄弱,高端领域的需求一直依赖于国外进口。己内酰胺的生产过程作为有机化工中最为复杂的生产过程之一,如何优化国内己内酰胺的生产流程及工艺,使其更具有竞争力,成为近年来的研究热点。传统己内酰胺生产路线——羟胺路线,依然是目前的主流;而新兴的环己酮氨肟化路线则成为未来的发展趋势。本文以磷酸羟胺法年产7万t己内酰胺的流程为例,应用流程模拟软件Aspen Plus对其进行流程模拟。其中主要包括磷酸羟胺制备和己内酰胺制备中的分离过程。在模拟准确的基础上,首先通过分析流程确定分别以己内酰胺收率的最大化,分离塔能耗的最小化,萃取剂用量的最小化为优化目标。然后以各塔操作及设计参数和萃取剂用量为优化变量。根据工艺要求确定约束条件。应用带精英策略的非支配遗传算法对其进行优化求解。通过分析所得的Pareto最优前沿,可以揭示苯消耗量与能耗对己内酰胺收率影响的规律,对磷酸羟胺法生产己内酰胺中分离过程的设计与操作优化有参考作用。环己酮氨肟化法生产己内酰胺的技术是我国首先研究出来的己内酰胺绿色生产技术,并在近年来得以快速发展。首先从工艺流程和经济性分析和对比了两种己内酰胺生产工艺的区别。简要分析了环己酮氨肟化反应和液相贝克曼重排反应的动力学,并对其进行了流程模拟。通过灵敏度分析确定了配料比和反应条-件对反应收率的影响。与分离流程相结合得到了环己酮氨肟化制备己内酰胺的模拟流程,为下一步的优化工作建立基础。首先通过分析环己酮氨肟化法制备己内酰胺的流程确定了六个重要的优化指标,分别为环己酮肟反应收率、己内酰胺磺酸酯反应收率、原料成本、分离塔分离效率、分离塔能耗和萃取剂甲苯和苯的用量。然后将优化指标整合,分别以经济效益和总能耗为指标建立优化模型并优化求解。最后通过分析其Pareto最优前沿,揭示出各个优化变量对收率和能耗的影响规律,可以为环己酮氨肟化法制备己内酰胺的设计及操作提供参考。