合成气制乙二醇产物的分离工艺研究

论文摘要

随着石油价格的上涨,采用煤为原料代替石油原料生产有机化学品成为当前的主要研究方向,其中以煤为基础原料合成草酸二甲酯、乙二醇具有战略性意义。合成气制乙二醇路线由CO偶联合成草酸二甲酯,（DMO）,再由DMO催化加氢制备得到。在合成草酸二甲酯的过程中,同时发生副反应生成碳酸二甲酯,然后气体进入甲醇洗涤塔。由于甲醇和碳酸二甲酯能形成共沸物,所以也成了分离的难点。本文对由文献中查到的甲醇和碳酸二甲酯的汽液平衡数据进行热力学一致性检验,利用PRO/II化工模拟软件回归出二元交互参数,进行模拟分析和实验验证,证明出所选用的汽液平衡数据可用于模拟计算和过程设计。在此基础上,对甲醇和碳酸二甲酯的加压分离过程进行模拟计算。在由草酸二甲酯加氢制乙二醇的工艺中,当过度加氢后就会生成1,2-丁二醇等副反应产物。乙二醇和1,2-丁二醇都是高沸点物质,并且沸点非常接近,用精馏塔将其分离要消耗很多的能量。本文模拟了直接用精馏塔分离1,2-丁二醇和乙二醇以及用乙苯做挟带剂分离1,2-丁二醇和乙二醇,将两种方法进行比较。无论是在操作费用还是投资费用上,采用挟带精馏分离1,2-丁二醇和乙二醇都要优于常规精馏。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 第2章 文献综述
• 2.1 合成气合成乙二醇的研究进展
• 2.1.1 合成气合成乙二醇的研究概况
• 2.1.2 合成气合成乙二醇的路线
• 2.1.3 各种合成方法的比较
• 2.2 碳酸二甲酯-甲醇的分离研究现状
• 2.2.1 碳酸二甲酯的应用
• 2.2.2 碳酸二甲酯-甲醇的分离现状
• 2.3 间歇精馏
• 2.4 PRO/Ⅱ化工模拟软件简介
• 2.4.1 PRO/Ⅱ化工模拟软件的主要功能与特点
• 2.4.2 PRO/Ⅱ化工模拟软件的使用
• 2.4.3 PRO/Ⅱ化工模拟软件的过程模拟
• 2.5 本研究的主要工作
• 第3章 实验部分
• 3.1 实验原料及装置
• 3.1.1 实验原料及仪器
• 3.1.2 实验装置
• 3.1.3 填料塔的安装
• 3.2 实验方法
• 3.3 分析方法
• 3.4 理论塔板数的测定
• 3.5 碳酸二甲酯-甲醇的色谱校正因子的测定
• 3.6 乙二醇-1,2-丁二醇的色谱校正因子的测定
• 第4章 碳酸二甲酯-甲醇的分离研究
• 4.1 热力学一致性检验方法
• 4.1.1 面积检验法
• 4.1.2 MeOH-DMC汽液平衡数据的热力学一致性检验
• 4.2 碳酸二甲酯-甲醇的模拟分离研究
• 4.2.1 碳酸二甲酯-甲醇二元交互参数的计算
• 4.2.2 压力对碳酸二甲酯-甲醇相平衡的影响
• 4.3 碳酸二甲酯-甲醇体系的间歇精馏模拟
• 4.4 碳酸二甲酯-甲醇体系分离的实验研究
• 4.5 碳酸二甲酯-甲醇体系的加压-常压精馏模拟
• 4.6 本章小结
• 第5章 乙二醇和1,2-丁二醇的分离研究
• 5.1 1,2-丁二醇和乙二醇体系的模拟分离研究
• 5.1.1 1,2-丁二醇和乙二醇的汽液平衡相图
• 5.1.2 1,2-丁二醇和乙二醇体系的间歇精馏模拟
• 5.2 1,2-丁二醇和乙二醇体系的实验分离研究
• 5.3 1,2-丁二醇和乙二醇体系的模拟分离研究
• 5.3.1 回流比和理论板的关系
• 5.3.2 塔板数的灵敏度分析
• 5.3.3 回流比的灵敏度分析
• 5.4 挟带精馏分离1,2-丁二醇和乙二醇体系的研究
• 5.4.1 挟带精馏分离乙二醇和1,2-丁二醇体系的实验研究
• 5.4.2 挟带精馏分离乙二醇和1,2-丁二醇体系的模拟研究
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢