醋酸甲酯催化精馏分离过程的研究

论文摘要

醋酸甲酯是聚乙烯醇生产中的副产物,工业上在回收工段将其水解成醋酸和甲醇,作为原料再使用。醋酸甲酯水解在固定床反应器中进行,受平衡常数的影响,水解率较低。大量未水解的醋酸甲酯需要循环操作,造成系统中后续精馏塔负荷很高,能耗很大。本课题的目的是采用催化反应精馏塔对醋酸甲酯进行水解,提高单程水解率。与固定床反应器相比,加入催化反应精馏塔能有效提高醋酸甲酯的单程水解率,降低其后精馏塔负荷,减小能耗。催化精馏塔的加入,塔内气液负荷大幅度降低,会对其后精馏塔操作造成影响。本课题在加入催化精馏塔的基础上,考察了不同操作条件对分离效果的影响,工业规模的实验结果表明,加入催化精馏塔后,单程水解率能达到70%以上,分离产物满足工艺要求。在实验结果的基础上,对流程进行了模拟,计算了不同操作条件下精馏塔的分离效果,并与未加入反应精馏塔的情况进行了对比,为装置改造提供了依据。对分离系统进行了能耗计算,对精馏塔能量利用进行了优化。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 本文课题的来源及意义
• 1.2 本文研究内容
• 第2章 文献综述
• 2.1 醋酸甲酯传统回收工艺
• 2.1.1 MA传统回收工艺流程
• 2.1.2 MA传统回收工艺的特点
• 2.2 催化精馏技术
• 2.2.1 催化精馏技术简介
• 2.2.2 催化精馏技术的发展状况
• 2.2.3 催化精馏技术的工程研究
• 2.3 MA催化精馏水解工艺
• 2.3.1 MA催化精馏水解工艺研究现状
• 2.3.2 MA催化精馏水解反应动力学研究现状
• 2.3.3 MA催化精馏水解工艺流程
• 第3章 技术路线和试验装置
• 3.1 装置概述
• 3.2 研究路线及技术选择
• 3.3 工艺原理及特点
• 3.3.1 回收工序
• 3.3.2 工艺原理及特点
• 3.3.3 主要工艺条件
• 3.3.4 工艺流程说明
• 3.4 MA水解催化剂（阳离子交换树脂）的型号与特性要求
• 3.4.1 阳离子交换树脂型号及一般储存条件
• 3.4.2 催化剂捆扎包的制造
• 3.4.3 催化剂捆扎包在塔内的安装
• 3.5 MA催化精馏水解生产中异常现象及处理办法
• 3.5.1 A432-D塔的控制原理、异常现象及处理办法
• 3.5.2 D435塔的异常现象及处理办法
• 3.5.3 D432塔的异常现象及处理办法
• 3.6 物料数据表
• 第4章 实验内容和结果讨论
• 4.1 实验内容
• 4.1.1 实验原料
• 4.1.2 主要反应
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 实验方法
• 4.2.2 分析方法
• 4.3 塔负荷对分离效果的影响
• 4.3.1 稳态分离结果
• 4.3.2 D435塔回流量及加料量对分离结果的影响
• 4.3.3 D432塔加料量对分离结果的影响
• 4.3.4 D435灵敏板温度（TIC）对分离结果的影响
• 4.3.5 D432萃取水量对分离结果的影响
• 第5章 流程模拟及优化
• 5.1 流程模拟
• 5.1.1 催化精馏塔模拟流程的建立
• 5.1.2 D435及D432塔模拟流程的建立
• 5.1.3 D435及D432气液相负荷的改变
• 5.2 能量利用优化
• 第6章 结论及建议
• 6.1 结论
• 6.2 进一步研究工作的建议
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历