己二酸是制造尼龙-66、聚氨酯等的主要原料，传统己二酸生产工艺产用硝酸作氧化剂，两步氧化环己烷工艺，不仅工艺复杂，而且污染环境，本课题组开发了以复合配位化合物为催化剂(Cat)，醋酸(HAc)为溶剂，用空气中的氧将原料环己酮一步氧化为己二酸(AA)工艺。该工艺舍弃了传统工艺采用的氧化剂浓硝酸，改用氧气为氧化剂的无硝酸参与的环境友好的环己酮氧化制AA新工艺；既大大节省了原料成本、三废的处理费用、动力费用，也降低了设备的腐蚀。环己酮氧化是一个气-液-固三相反应过程，溶剂为醋酸，氧化剂为氧气，得到的主产物为AA，副产物主要有戊二酸、丁二酸、水等。设计的工艺过程的主要包括氧化反应、结晶分离、己二酸精制、离心滤液分离等功能系统。设定合理的的结晶、烷洗、水洗和滤液分离条件，涉及该体系的基础热力学数据是必不可少的基础数据。该工艺相关的液液和固液相平衡数据是重要的热力学基础数据。本论文运用化学工程和系统工程的方法，针对新开发的环己酮氧化工艺进行流程设计、模拟与优化，并完善相关的基础数据库，为该工艺的工业化提供思路和依据，本文主要对以下几个方面进行了研究：相平衡数据研究1、液液相平衡研究：建立液液相平衡实验装置及相应分析方法，分别测定常压下水-环己烷-醋酸、水-环己烷-环己酮和水-醋酸-环己酮三组三元物系的液液相平衡数据。用NRTL和UNIQUAC活度系数模型对所有数据一起进行模型参数回归，得到二元相互作用参数。2、固液相平衡研究：建立固液相平衡实验装置及相应分析方法，分别测定己二酸、戊二酸和丁二酸在醋酸/水和醋酸/环己烷混合溶剂中的溶解度，对文献中已有的己二酸、戊二酸和丁二酸在环己酮、醋酸和水纯溶剂中的溶解度数据进行验证。用模型方程对实验数据进行统一关联，得到二元相互作用参数。单元建模及全流程模拟研究设计的工艺过程的主要包括氧化反应、结晶分离、己二酸精制、离心滤液分离等功能系统。在基础数据研究和流程设计的基础上，运用ASPENPLUS流程模拟软件对全流程进行了模拟研究，并运用Visual Fortran编写用户子程序，开发用户自定义模块，实验用户模型和ASPEN PLUS的结合。对氧化反应系统、固液分离系统、产品精制系统和溶剂回收系统的模拟结果进行详细的分析；对溶剂回收系统的两套方案进行比较，选出较优方案。工艺优化研究对环己酮氧化制己二酸工艺进行操作参数和能量两个方面的优化，运用ASPEN PLUS软件中的灵敏度分析工具对本系统进行优化设计，对氧化反应系统的反应的停留时间、进氧量以及产品精制系统水洗釜的操作条件进行优化分析；对溶剂回收系统精馏塔进行了回流比、进料位置和采出量的灵敏度分析，找出了单元操作的最佳操作条件；通过对操作参数优化模拟计算可以发现，通过工艺参数的调整，优化工艺流程；运用夹点技术对系统进行了能量优化，借助于ASPENENERGYANALYZER软件主要针对溶剂回收系统进行换热网络设计。