醋酸-水體系的精餾過程研究.pdf

1、該文在綜述醋酸-水體系分離方法的基礎(chǔ)上,以醋酸丁酯、醋酸異丁酯、醋酸異丙酯為挾帶劑,對醋酸水溶液進行共沸精餾過程研究,詳細研究了填料高度、水與挾帶劑的配比、醋酸初始濃度等對共沸精餾分離效果的影響;對醋酸-水體系進行普通精餾和共沸精餾過程模擬計算,討論了回流比、理論板、進料位置、進料溫度和濃度對精餾過程的影響,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)、共沸精餾塔的工藝設(shè)計放大的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),并對兩種精餾方法的投資、

2、操作能耗進行了比較;同時在共沸精餾模擬計算的基礎(chǔ)上進行了共沸精餾塔的初步工藝設(shè)計計算,并對填料塔的主要輔助設(shè)備及塔內(nèi)件進行了初步選型.研究結(jié)果表明:(1)共沸精餾時,醋酸丁酯、醋酸異丁酯和醋酸異丙酯作為挾帶劑,分離效果相近;塔頂醋酸濃度始終很低;隨著水與挾帶劑的比值的減小或進料醋酸含量的增加,塔釜醋酸濃度增加,但隨著水與挾帶劑比值的進一步減小,醋酸丁酯和醋酸異丁酯作為挾帶劑時,塔釜中會出現(xiàn)挾帶劑,而醋酸異丙酯作為挾帶劑時,塔釜中未出現(xiàn)醋

3、酸異丙酯;三種挾帶劑在水中溶解較少,基本可以回收利用.(2)普通精餾模擬計算時,用"化學(xué)理論"修正汽相非理想性和用NRTL方程計算液相活度系數(shù),得到了精餾操作的較佳條件:回流比為4.0~4.5,理論板37~43塊;共沸精餾模擬計算時,采用NRTL方程計算液相活度系數(shù),Hayden-O'Connell關(guān)聯(lián)式修正有締合組分的汽相非理想性,得出的較佳的條件為:回流比3.0~3.5,理論板數(shù)30~35.(3)與普通精餾比較,分離要求相同時,共沸

4、精餾時所需要的理論板數(shù)要低于普通精餾所需要的理論板數(shù),回流比減小,可降低設(shè)備投資70萬元,塔釜加熱量減少36％.(4)確定了不同回流比下,四股進料的最佳進料位置,如:普通精餾時,R=4.0下的最佳進料位置,F1:18、F2:41、F3:42和F4:39;共沸精餾時,R=3.0下的最佳進料位置,F1:9、F2:33、F3:34和F4:30.進料處于最佳進料位置時,分離效果最好.隨著進料位置從最佳進料位置上移或下降,分離效果降低.(5)隨著

5、進料溫度的升高,塔頂醋酸濃度升高,塔釜醋酸濃度降低,分離效率變差;進料中醋酸含量增加時,塔頂、塔釜醋酸濃度均隨之增加.(6)確定了回流比3.0下的共沸精餾塔的工藝參數(shù):填料:鈦質(zhì)250Y板波紋填料,塔徑:4.0m;填料高:25.92m;填料層壓降:2959.05Pa;填料塔四段的平均泛點氣速分別為:5.22m/s,4.97m/s,3.63m/s和3.05m/s;平均持液量分別為:0.025m<'3>/m<'3>,0.032m<'3>/m