稀醋酸萃取-共沸精餾體系的相平衡及分離流程模擬研究.pdf

1、醋酸是一種非常重要的基礎(chǔ)化工產(chǎn)品，不但可以作為化工合成的原料，而且還是一種優(yōu)良的有機(jī)溶劑。作為溶劑使用的醋酸，因其經(jīng)過(guò)生產(chǎn)環(huán)節(jié)后會(huì)形成稀醋酸，作為廢水排放，不利于環(huán)境保護(hù)。要進(jìn)行稀醋酸的回收利用，其回收過(guò)程的能耗比較高，在生產(chǎn)成本中所占據(jù)的比例很大。因此，通過(guò)對(duì)稀醋酸回收過(guò)程的工藝參數(shù)優(yōu)化，進(jìn)一步降低回收裝置的能耗，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)運(yùn)行將起到至關(guān)重要的作用。所以，本文在綜合分析國(guó)內(nèi)外相關(guān)稀醋酸分離技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用實(shí)驗(yàn)研究與流程模擬相結(jié)合的方

2、式，對(duì)稀醋酸萃取-共沸精餾體系的相平衡進(jìn)行測(cè)定，優(yōu)化其分離工藝流程。
　　在實(shí)驗(yàn)研究方面，首先采用液液相平衡裝置測(cè)定了常壓下稀醋酸-醋酸異丙酯體系在不同溫度下的液液相平衡數(shù)據(jù)，結(jié)果表明，隨著溫度降低，選擇性系數(shù)增大，對(duì)萃取有利。進(jìn)而，采用NRTL模型關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到醋酸—水—醋酸異丙酯體系液液平衡的交互作用參數(shù)。然后，采用氣液平衡裝置測(cè)定了101.33kPa下兩個(gè)二元體系（水-醋酸）、（醋酸-醋酸異丙酯）和一個(gè)三元體系（水-醋酸

3、-醋酸異丙酯）的汽液平衡數(shù)據(jù)。
　　在流程模擬研究方面，在現(xiàn)有的稀醋酸脫水共沸精餾塔的穩(wěn)態(tài)模型基礎(chǔ)上，引入萃取預(yù)提濃技術(shù)，設(shè)計(jì)萃取-共沸精餾聯(lián)用的分離工藝進(jìn)行稀醋酸的回收利用。首先，針對(duì)稀醋酸體現(xiàn)的特點(diǎn)和分離要求，進(jìn)行不同共沸劑對(duì)醋酸萃取能力的比較，篩選出醋酸異丙酯作為稀醋酸萃取-共沸精餾的萃取劑，異丙醇作為輔助萃取劑。進(jìn)而，采用化工流程模擬軟件對(duì)稀醋酸萃取-共沸精餾的回收工藝流程進(jìn)行模擬計(jì)算，考察了萃取溫度、萃取劑配比、萃取級(jí)數(shù)

4、、回流比、進(jìn)料位置、塔底加熱器熱負(fù)荷等對(duì)稀醋酸萃取-共沸精餾過(guò)程的影響，結(jié)果表明，隨著萃取溫度升高，萃余液中的水含量呈現(xiàn)線性上升;適當(dāng)提高異丙醇的比率，有利于提高萃取劑的萃取效率;當(dāng)進(jìn)料板較低時(shí)，可能造成塔底所需加熱蒸發(fā)的共沸劑量增大;隨著萃取液流股進(jìn)料塔板數(shù)的不斷增加，塔底熱負(fù)荷呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢(shì)。進(jìn)而，進(jìn)行了工藝條件的優(yōu)化分析，得到了稀醋酸萃取-共沸精餾生產(chǎn)具有實(shí)際操作意義的工藝參數(shù)，并在此工藝參數(shù)下模擬稀醋酸萃取-共沸精餾