乙酸乙酯生产废水中酯的回收工艺研究及模拟计算

摘要

乙酸乙酯是性能优良的溶剂、萃取剂和重要的化工原料。在乙酸乙酯生产过程中，由于产品的分离、精制及生产品种的转换，将排放出轻、中、重三种不同组成的废水，这些废水中含有大量具有回收价值的乙酸乙酯。这些废水通常作为低值产品出售，或作为废物烧掉，甚至直接排放造成环境污染。为有效地分离回收废水中的乙酸乙酯，本论文针对为轻、中、重三种组分废水进行了系统的分离回收工艺研究。 根据废水组成的不同及回收产品的要求，对乙酸乙酯轻、中组分废水进行了系统的萃取精馏实验研究。研究结果表明，以水作溶剂来脱除乙酸乙酯、水、乙醇多元混合物中的乙醇十分有效，塔顶馏出物中乙酸乙酯含量高达90％，乙醇含量低于1％，水含量约为10％。通过改变回流比、溶剂比等参数得出乙酸乙酯轻组分废水比较适宜的工艺条件是：操作回流比为0.5～1.0，溶剂比为1.0～1.5：1.0；乙酸乙酯中组分废水比较适宜的工艺条件是：操作回流比为0.5～1.0，溶剂比为0.6～0.8：1.0。对乙酸乙酯重组分废水进行了精馏实验结果表明，乙酸乙酯重组分废水用简单精馏即可有效回收其中的有用组分。 三种组分废水经精馏后，塔顶产物中水的质量含量都约为10％。以硫酸钠为干燥剂，对塔顶产品进行干燥脱水，实验结果表明，1摩尔硫酸钠对乙酸乙酯干燥能结合大约4摩尔结晶水，脱水后的轻，中，重组分符合产品回收方案要求，水含量小于0.4％。干燥剂再生实验结果表明，吸水后的硫酸钠在102℃气流干燥下很容易再生，再生时间大约60分钟。 针对工业级应用要求，用ASPENPLUS流程模拟系统对乙酸乙酯轻、中组分废水回收的关键环节萃取精馏进行了工业级模拟计算和操作参数灵敏度分析，得到了相应的工艺操作参数。模拟计算结果表明，轻、中组分废水萃取精馏塔顶模拟结果与实验结果一致。 通过对乙酸乙酯废水回收分离工艺分析与评价表明，三种废水的回收处理可以采用同一装置完成，回收工艺乙酸乙酯具有良好经济效益和环境效益。

目录

文摘

英文文摘

1前言

1.1研究乙酸乙酯回收分离方法及模拟计算的意义

1.1.1乙酸乙酯用途及市场情况介绍

1.1.2工业乙酸乙酯的制备方法及需解决的问题

1.2近代分离过程的研究现状

1.2.1近代分离过程的特点及工业化应用实例

1.2.2多元共沸物的分离现状

1.3计算机模拟技术在化工领域的应用

1.3.1化工流程模拟发展概况

1.3.2 ASPEN PLUS简介

1.4本论文的研究内容和目标

2乙酸乙酯回收分离实验

2.1待分离物系组成及分离实验流程

2.1.1乙酸乙酯废水组成

2.1.2分离实验流程

2.2产品回收方案

2.3回收分离原理

2.3.1溶剂的选择

2.3.2萃取剂作用的微观机理

2.4实验装置

2.4.1萃取精馏塔

2.4.2脱水柱

2.5结果与讨论

2.5.1分析方法

2.5.2乙酸乙酯各组分废水实验结果

2.5.3硫酸钠对水的吸附曲线的测定

2.5.4干燥剂再生实验及结果

3处理流程的工业级模拟计算及优化

3.1物系组成与流程

3.1.1物系组成

3.1.2流程简介

3.2模拟计算

3.2.1物性计算

3.2.2选择单元操作计算模型

3.2.3设计变量的确定

3.2.4计算方法的选择

3.3模拟计算结果

3.3.1萃取精馏塔基本参数的估计

3.3.2轻组分废水灵敏度分析

3.3.3中组分废水灵敏度分析

3.4模拟结果小结

4乙酸乙酯废水回收分离工艺分析与评价

4.1乙酸乙醑废水回收分离工艺过程评价

4.1.1乙酸乙酯废水回收分离的工艺流程描述

4.1.2主要设备及规模

4.1.3剩余废弃物的处理

4.2投资和成本估算

4.2.1投资估算

4.2.2运行成本估算

4.3经济效益分析

4.3.1经济效益分析

4.3.2敏感性分析

5结论

致谢

参考文献