乙酸乙酯生成過程的間歇反應(yīng)精餾的模擬和優(yōu)化.pdf

1、乙酸乙酯是一種非常重要的有機(jī)化工原料，用途十分廣泛。目前國內(nèi)生產(chǎn)乙酸乙酯廣泛采用的是以98％的濃硫酸為催化劑的連續(xù)酯化生產(chǎn)的工藝路線。乙醇和乙酸合成乙酸乙酯的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，乙酸乙酯、乙醇和水會形成二元或三元恒沸物，所以獲得高純度的乙酸乙酯非常困難。本文采用間歇反應(yīng)精餾的方法，得到了較高純度的乙酸乙酯，隨后利用化工模擬軟件AspenPlus對此間歇反應(yīng)精餾實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了模擬，又對此模擬做了優(yōu)化，得到了更高純度的乙酸乙酯，為實(shí)際生產(chǎn)提供了理論

2、依據(jù)。
　　 本實(shí)驗(yàn)為乙醇和乙酸間歇反應(yīng)生成乙酸乙酯，所用填料精餾塔直徑為25mm，塔高為1400mm，填料高度為1300mm，塔內(nèi)裝φ3.0*3.0不銹鋼θ網(wǎng)環(huán)型填料。乙酸和乙醇質(zhì)量分別為60g和48g，回流比為3，塔釜溫度維持在60℃，當(dāng)塔釜溫度達(dá)到74℃時，反應(yīng)結(jié)束。利用氣相色譜儀分析，得到塔頂產(chǎn)品的物料組成，其中乙醇、乙酸、乙酸乙酯和水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為11.31％,0，79.45％和9.24％。
　　 以實(shí)驗(yàn)為基

3、礎(chǔ)，利用化工模擬軟件AspenPlus，對生成乙酸乙酯的間歇反應(yīng)精餾過程進(jìn)行了計(jì)算機(jī)的模擬和優(yōu)化。選擇AspenBatchDistillation單元模塊中的BatchSep模型作為所模擬間歇反應(yīng)精餾過程的模型，選擇使用適合高度非理想體系的NRTL活度系數(shù)模型和適用醋酸分子締合作用的Hayden-O'Connell狀態(tài)方程，通過模擬，得到塔頂產(chǎn)品的物料組成，其中乙醇、乙酸、乙酸乙酯和水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為10.2％,0,80.78％和9.0

4、2％。模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合，特別是塔頂產(chǎn)品中的關(guān)鍵組分乙酸乙酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)誤差在3％以內(nèi)，這證明了所建立的模型可以很好的反應(yīng)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過程，從而驗(yàn)證了此次模擬的可靠性。
　　 為提高塔頂產(chǎn)品中關(guān)鍵組分乙酸乙酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，本文又對模擬進(jìn)行了優(yōu)化處理。通過對回流比，塔釜加熱溫度和乙醇、乙酸的進(jìn)料摩爾比進(jìn)行優(yōu)化，得到了提高塔頂乙酸乙酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的最佳工藝條件，即回流比為5.1,加熱溫度為120℃，乙醇乙酸的進(jìn)料摩爾比為1.04:1。