夹带剂强化反应蒸馏生产乙酸乙酯工艺研究

摘要

乙酸酯类具有低毒性和环境友好性，将逐渐替代苯、甲苯等有毒、强致癌溶剂，其市场需求量也将越来越大。乙酸酯等有机溶剂的生产属于典型的以热加工过程为主，具有高能耗、高物耗等过程工业特点的能量密集型工业过程。利用反应蒸馏加上有效的热整合，可以降低乙酸乙酯生产过程中的能耗、物耗。但经过热力学分析发现反应蒸馏生产乙酸乙酯工艺并未从根本上消除过程能耗高的瓶颈，乙酸乙酯体系中呈现较强的非理想性，同时反应产物水和乙酸乙酯部分互溶，使整个流程的分离工艺过程复杂，耗能高，物耗大，并且对环境造成污染。为了强化工艺过程，降低物耗，减少污染，本文借助热力学理论分析乙酸乙酯生产过程瓶颈，发现反应产物乙酸乙酯、水移出与生成比例不一致，乙酸乙酯、水互溶度大导致后续分离困难是乙酸乙酯生产过程能耗高的本质原因。
　　 本文经过夹带剂筛选，选择乙酸正丁酯为夹带剂，同时利用热力学相图得到反应蒸馏中回流夹带剂和水进入分相器的最优值，设计带有侧线抽出的复杂反应蒸馏塔流程，从侧线抽出夹带剂-水的共沸物，实现产品的比例移出，有效地突破化学平衡的限制，大幅度降低粗酯回流量，提高过程效率，降低能耗。同时通过在分相器中加入助剂如水降低分相器中有机相中醇和酯的含量。通过与文献中的反应蒸馏流程相比较，能耗可以降低约35.7％，这对减低乙酸乙酯生产过程能耗，提高企业经济效益具有重要意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2反应蒸馏技术的发展与特点

1.3乙酸乙酯的物理化学性质

1.4传统乙酸乙酯及反应蒸馏生产工艺

1.5论文主要研究内容及研究意义

1.5.1主要研究内容

1.5.2研究意义

1.6课题创新点

第二章反应蒸馏生产乙酸乙酯工艺瓶颈分析

2.1反应蒸馏基本原理

2.2反应蒸馏生产乙酸乙酯进展及工艺分析

2.3反应蒸馏瓶颈分析及改进措施

2.3.1反应蒸馏瓶颈分析

2.3.2夹带剂筛选

2.3.3助剂水

2.3.4夹带剂带水流程

2.4本章小结

第三章热力学及反应动力学模型

3.1热力学模型

3.1.1 NRTL-HOC模型

3.1.2 UNIQUAC-HOC模型

3.1.3 UNIFAC-HOC模型

3.2反应动力学模型

3.3 数学模型

3.4求解算法

3.5本章小结

第四章夹带剂强化反应蒸馏流程模拟计算

4.1文献报道流程模拟计算分析

4.2流程模拟计算策略

4.2.1工艺流程设计

4.2.2工艺流程模拟计算策略

4.3流程模拟计算

4.4本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的论文及专利

致谢