作为一种重要的有机化工原料,己内酰胺的市场需求十分广泛,国内市场供不应求。目前生产己内酰胺的方法主要有:甲苯法、环己酮-羟胺法和环己烷光亚硝化法三种,己内酰胺的生产工艺路线十分复杂,涉及的反应较多,流程长,产生较多杂质。目前己内酰胺的精制工艺主要有溶液萃取、加氢精制和真空精馏等,因己内酰胺沸点较高,目前工业上采用的精制工艺能耗成本较高,所以对其进行精制工艺的改进和取代,符合国家的节能和环保要求。本课题对己内酰胺熔融结晶过程进行了系统的研究,目的在于降低己内酰胺精制的能耗,为己内酰胺熔融结晶工艺工业化提供理论和数据指导。己内酰胺晶体形态研究,在实验采集己内酰胺晶体的X-射线粉末衍射数据的基础上,通过分子模拟软件Materials Studio将粉末衍射数据指标化,得到晶胞参数,构建晶胞模型,进而确定了己内酰胺晶体的微观结构。通过平板法测定了己内酰胺的导热系数、旋转法测定了己内酰胺熔融液的粘度和差式扫描量热仪测定了己内酰胺的熔融焓。为己内酰胺熔融结晶的研究提供了基础的物性数据。采用边界传热模型,对己内酰胺在结晶管外表面析出晶体的熔融结晶过程进行了研究,并且通过考察熔融结晶过程中固液相界面温度,晶体层在等温和非等温条件下的生长速率,采用迭代法对所采用的传热模型进行分析求解。建立了己内酰胺熔融结晶宏观生长动力学模型,为进一步的己内酰胺熔融结晶工艺开发与优化奠定基础。对己内酰胺熔融结晶工艺进行了优化,先采用单因素实验法分别考察了降温速率、结晶温度、发汗升温速率和发汗终温对己内酰胺收率和290nm下吸光值的影响;又设计了正交试验系统考察了己内酰胺熔融结晶条件对己内酰胺产品收率的影响,获得了己内酰胺一级熔融结晶的优化工艺条件,其降温速率为0.04℃/min,结晶温度为63℃,发汗升温速率为0.05℃,发汗终温为68℃。二级熔融结晶条件为降温速率0.04℃/min,结晶温度64℃,发汗升温速率0.05℃,发汗终温68.5℃。经过二级熔融结晶所得产品满足国家标准优等品要求。