水合肼是一种应用非常广泛的化学品,主要应用于农业、医药行业、发泡剂、燃料和还原剂等方面。目前国内的生产工艺比较落后,能量消耗较高,原料再利用率小,环境污染严重,原料转化率低。而国外先进工艺对我国实行技术保密,使得国内生产企业只能采用国外淘汰的技术。现有生产水合肼的工艺中,最经济环保合理的工艺是双氧水法。研究和优化双氧水法制肼工艺,对改变我国目前的水合肼市场现状有重要意义。本文针对水合肼生产过程中的问题,对生产工艺进行研究和改进,用Aspen Plus模拟软件对流程进行模拟优化,确定工艺参数,使工艺更加节能环保。(1)选择合适的模型。根据工艺要求,经过分析和物性回归,选择适用性极强、可计算液液分层物系的NRTL模型。经验证,模拟数据和实验结果能够较好地吻合,所选模型正确。(2)丁酮连氮合成工段的设计和优化。经过研究和模拟对比,氨气的回收以及丁酮连氮的合成与提纯采用常压精馏的方式。(3)对分离方案进行优化。在使用隔壁塔进行分离时,可以更好地移出杂质并节省投资。从隔壁塔塔顶采出的杂质和丁酮的摩尔比为0.023<0.03,符合回收的标准。同时,优化后冷凝器的能耗节省了24.5%,再沸器的能耗节省了20.6%,设备费用节省47.2%,操作费用节省22.8%,总费用节省24.6%。隔壁塔的主塔理论板数为42块,副塔理论板数为14块,进料位置为副塔第13块板,回流比为7,操作压力为0.101MPa。(4)丁酮连氮水解工段的设计和优化。反应精馏采用单股进料要比多股进料更为合理。本文的反应精馏塔模型中,理论板数为25,进料位置为4,操作压力为0.202MPa,n(水)：n(丁酮连氮)=9：1,丁酮连氮的转化率达99.99%,塔釜肼的质量分数为26.20%。反应精馏塔塔顶采出的物流经过相分器得到质量分数为99.06%的丁酮,其中水的质量分数接近0.94%,杂质的质量分数小于0.01%,因此得到丁酮可以回收再利用。双氧水法生产水合肼是一种高效、环保、节能的工艺,研究丁酮连氮的合成、提纯以及水解过程对双氧水法的改进有重要的意义,同时也对国内水合肼工业的发展起到一定的促进作用。