乙苯液相無溶劑氧化體系中的相平衡及其應(yīng)用研究.pdf

1、苯乙酮是重要的化工原料，廣泛用于香皂、香料及醫(yī)藥等行業(yè)。傳統(tǒng)苯乙酮生產(chǎn)工藝中，以三氯化鋁為催化劑，苯和乙酰氯?；磻?yīng)制備苯乙酮，該法產(chǎn)生強(qiáng)酸，易腐蝕設(shè)備和污染環(huán)境。本文研究的工藝背景為以氧氣為氧化劑，選擇性氧化乙苯合成苯乙酮。該工藝舍棄了傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的乙酰氯和三氯化鋁，改用氧氣為氧化劑的無溶劑參與的綠色氧化制備苯乙酮的新工藝，既節(jié)省了原料成本、三廢處理費(fèi)用，也降低了設(shè)備腐蝕。
　　以氧化劑為氧氣，直接氧化乙苯制備苯乙酮的反應(yīng)過程

2、中，主產(chǎn)物為苯乙酮，副產(chǎn)物主要有1-苯乙醇、苯甲酸、水等。設(shè)計(jì)的工藝過程主要包括反應(yīng)液分離、萃取精餾、減壓精餾等分離系統(tǒng)。設(shè)計(jì)合理的分離條件，涉及到的、必不可少的是該體系的基礎(chǔ)熱力學(xué)數(shù)據(jù)。該工藝相關(guān)的液液平衡數(shù)據(jù)和固液平衡數(shù)據(jù)是重要的熱力學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本論文針對針對乙苯液相氧化液的分離工藝進(jìn)行流程設(shè)計(jì)、模擬與優(yōu)化，完善相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為該工藝提供思路和依據(jù)，主要對以下幾方面內(nèi)用進(jìn)行研究：
　　1.相平衡數(shù)據(jù)研究
　　1.1.液

3、液相平衡：測定常壓下括水+乙苯+苯乙酮、水+乙苯+1-苯乙醇和水+苯乙酮+1-苯乙醇三個(gè)三元體系的液液平衡數(shù)據(jù)。并用NRTL和UNIQUAC活度系數(shù)模型，對所有液液平衡數(shù)據(jù)進(jìn)行模型參數(shù)擬合，得到對應(yīng)模型的二元相互作用參數(shù)。利用得到的模型參數(shù)，對四元體系水+乙苯+苯乙酮+1-苯乙醇的液液平衡數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測和驗(yàn)證。
　　1.2.固液相平衡：建立固液相平衡實(shí)驗(yàn)裝置，分別測定苯甲酸在1-苯乙醇、苯乙酮和乙苯等溶劑中的溶解度，用NRTL模型對

4、苯甲酸在不同溶劑中的溶解度進(jìn)行關(guān)聯(lián)，得到二元相互作用參數(shù)。建立苯甲酸在多元混合溶劑中的溶解度預(yù)測模型，實(shí)現(xiàn)苯甲酸在多元混合溶劑中溶解度的預(yù)測和驗(yàn)證。
　　1.3.汽液相平衡：利用文獻(xiàn)已有的汽液平衡數(shù)據(jù)，進(jìn)行熱力學(xué)模型關(guān)聯(lián)。
　　2.分離工藝優(yōu)化研究
　　設(shè)計(jì)了乙苯氧化產(chǎn)物的分離工藝，并運(yùn)用ASPEN PLUS軟件中的靈敏度分析工具對反應(yīng)物分離、苯甲酸分離、1-苯乙醇與苯乙酮分離工藝進(jìn)行了模擬，對分離反應(yīng)物、分離苯甲酸、