乙酸乙酯反應(yīng)精餾新工藝的模擬研究.pdf

1、乙酸乙酯是一種非常重要的有機化工原料。乙醇乙酸酯化法是國內(nèi)目前合成乙酸乙酯的主要工藝方法之一，尤其是乙醇儲量豐富的地區(qū)。應(yīng)用反應(yīng)精餾技術(shù)提高酯化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率一直是過去和現(xiàn)在的研究熱點。本文研究了新的兩塔反應(yīng)精餾體系，并改進(jìn)現(xiàn)有己工業(yè)化的乙酸乙酯生產(chǎn)工藝，提出新的完整的乙酸乙酯生產(chǎn)工藝。同時運用計算機模擬方法對兩種反應(yīng)精餾體系、現(xiàn)有工藝和新工藝進(jìn)行了比較研究，獲得了支持新工藝技術(shù)可行性和節(jié)能降耗的定量結(jié)果。 酯化反應(yīng)精餾工藝研究的最

2、新報道為YEONGTARNGTANG設(shè)計的反應(yīng)精餾系統(tǒng)，能有效提高酯化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，但能耗和塔頂水含量偏高。本項研究基于節(jié)約能量和進(jìn)一步提高產(chǎn)量的目標(biāo)，提出新的兩塔反應(yīng)精餾體系。 鑒于物性參數(shù)對過程模擬的重要性，本文首先從體系物性開始分析，以系統(tǒng)中二元體系為基礎(chǔ)，查閱適合操作條件的汽-液和液-液平衡數(shù)據(jù)，并運用AspenPlus物性回歸系統(tǒng)，建立了一組合理的計算液相活度系數(shù)的NRTL模型參數(shù)，能準(zhǔn)確預(yù)測體系中四種共沸物的共沸溫度與

3、共沸組成以及液液平衡中各相物質(zhì)組成；同時考慮到醋酸汽相締合現(xiàn)象，采用Hayden-O'Connell狀態(tài)方程計算汽相熱力學(xué)性質(zhì)。模擬研究初步完成后，為了獲得最優(yōu)的操作條件，對反應(yīng)精餾過程模型參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析，包括進(jìn)料位置對塔釜負(fù)荷的影響；HAc進(jìn)料流量和塔板數(shù)對塔頂汽相中乙酸乙酯含量的影響；HAc進(jìn)料流量和塔板數(shù)對塔頂有機相中乙酸含量的影響；回流比優(yōu)化分析。以醋酸丁酯為夾帶劑，對醋酸水溶液進(jìn)行共沸精餾過程研究，詳細(xì)研究了水與夾帶劑的配比

4、；回流比、理論板、進(jìn)料位置和進(jìn)料溫度對分離過程的影響，獲得了對醋酸-水體系精餾過程實際生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義的較佳的工藝操作參數(shù)。與最新報道的反應(yīng)精餾工藝相比，新的工藝體系塔頂冷量降低57.2％，塔釜能耗降低59.2％，有機相中水質(zhì)量分率降低至0.0307，證明了新工藝的可行性和節(jié)能降耗的優(yōu)越性。接下來，應(yīng)用sulpak軟件，進(jìn)行填料塔水力學(xué)性質(zhì)研究，結(jié)果表明目前工業(yè)生產(chǎn)中所采用的填料完全可以滿足新工藝條件下的正常生產(chǎn)；不同塔徑和填料類型的分