论文摘要
均四甲苯是重要的精细化工原料,可作为医药、粉末涂料消光剂、染料、农药、表面活性剂等的重要原料。均四甲苯还有个最主要的用途就是,氧化后得到的均苯四甲酸二酐与二胺类化合物聚合可制成耐高温、绝缘性能好的聚酰亚胺工程塑料,它是微电子、航天及军工等高科技工业的重要材料。本文针对C10芳烃中均四甲苯组分的提取进行探讨,提出了采用连续侧线出料精馏法、萃取精馏和连续结晶法结合分离集成技术。采用Aspen Plus软件对连续侧线精馏进行模拟,考察了侧线出料位置、原料进料位置、出料量、回流比以及理论板数对分离效果的影响。建立侧线出料精馏装置,以模拟所得到的数据为基础,进行了实验研究,结果表明：理论板数控制在40块,进料位置为11块,侧线出料位置为18块,回流比控制在4,塔顶温度控制在185～186℃,塔釜温度控制229～231℃,进料量采用0.1L/hr,塔顶出料量0.03L/hr、侧线出料量0.04L/hr时均四甲苯含量和收率达到最大值时,此时侧线处均四甲苯含量16.20%,收率86.15%。建立了单级循环汽液平衡釜装置,测定了溶剂-C10芳烃中各组分的汽液平衡数据,通过计算加入不同溶剂后的相对挥发度αij,确定环丁砜作为萃取精馏的溶剂。采用Aspen Plus软件对萃取精馏进行模拟,考察了塔顶出料量、回流比、溶剂比以及理论板数对分离效果的影响。建立了萃取精馏装置,以模拟所得到的数据为基础,进行了实验研究,结果表明：在原料进料量0.1L/hr,塔顶出料量0.04L/hr,回流比3-5,提留段塔高60cm,萃取段塔高70cm,溶剂段段塔高30cm,溶剂比为3的情况下,均四甲苯的含量可达到31.06%,收率为98.59%。对萃取精馏提取的均四甲苯富集液,运用连续结晶法提取均四甲苯,考察了结晶实验的结晶温度、结晶时间及抽滤时间对均四甲苯含量、收率的影响。在连续结晶装置温度控制在-6℃,结晶时间为5h,晶体槽抽滤时间控制在20min,经过连续结晶装置结晶后,得到均四甲苯晶体,纯度达到99.90%,收率为92.05%。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 概述1.2 均四甲苯的性质及用途1.2.1 性质1.2.2 用途1.3 均四甲苯性国内外市场需求及生产状况1.3.1 国内外市场需求1.3.2 国内生产状况1.4 均四甲苯的生产研究现状1.4.1 分离法1.4.2 合成法1.4.3 四甲苯异构化制均四甲苯催化剂种类1.5 本论文研究内容与方案1.5.1 研究内容1.5.2 研究方案第2章 连续侧线出料精馏模拟研究2.1 ASPEN PLUS概述2.1.1 ASPEN PLUS简介2.1.2 ASPEN PLUS特点2.2 连续侧线出料精馏工艺流程及模拟条件2.2.1 连续侧线出料精馏工艺流程2.2.2 模拟条件2.3 连续侧线出料精馏模拟过程2.3.1 连续侧线出料精馏实验出料位置模拟2.3.2 连续侧线出料精馏实验出料量模拟2.2.3 连续侧线出料精馏实验进料位置模拟2.3.4 连续侧线出料精馏实验回流比模拟2.3.5 连续侧线出料精馏实验理论板数模拟2.4 连续侧线出料精馏实验模拟结论2.5 连续侧线出料精馏实验第3章 连续精馏模拟研究3.1 连续精馏工艺流程及模拟条件3.1.1 连续精馏工艺流程3.2 连续精馏模拟过程影响因素的研究3.2.1 出料量对分离效果的影响3.2.2 原料进料位置对分离效果的影响3.2.3 回流比对分离效果的影响3.2.4 理论板数对分离效果的影响3.3 本章小结第4章 萃取精馏溶剂筛选实验研究4.1 萃取剂的确定4.1.1 装置4.1.2 分析方法4.1.3 汽液平衡釜的校正4.1.4 实验结果4.2 本章小结第5章 萃取精馏实验模拟研究5.1 萃取精馏实验模拟装置5.2 萃取精馏实验模拟过程5.2.1 萃取精馏实验出料量模拟5.2.2 萃取精馏实验原料进料位置模拟5.2.3 萃取精馏实验萃取剂进料位置模拟5.2.4 萃取精馏实验溶剂比模拟5.2.5 萃取精馏实验回流比模拟5.2.6 萃取精馏实验理论板数模拟5.3 萃取精馏模拟实验结论第6章 萃取精馏实验研究6.1 实验装置6.2 分析装置和方法6.3 萃取精馏影响因素的研究6.3.1 溶剂比对分离效果的影响6.3.2 出料量对分离效果的影响6.3.3 塔高对分离效果的影响6.4 本章小结第7章 连续结晶法提取均四甲苯晶体实验7.1 实验装置流程图7.2 实验步骤及考察因素7.2.1 最佳结晶温度的确定7.2.2 最佳结晶时间的确定7.2.3 最佳抽滤时间的确定第8章 结论及存在的问题8.1 结论8.2 存在的问题附录 主要符号说明参考文献在读期间发表的学术论文及研究成果致谢
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