反应精馏隔壁塔在乙酸乙酯-乙酸正丁酯联产中节能机理研究

摘要

在酯化法合成乙酸乙酯的工业生产中，由于乙酸乙酯的带水量远小于产生水的量，因此需要将塔顶采出的油相部分回流来带走酯化塔里多余的水。而在乙酸正丁酯的工业生产中，由于乙酸正丁酯带水量远大于产水量，因此需要将塔顶采出的水相部分回流才能将乙酸正丁酯带出。生产乙酸乙酯和乙酸正丁酯的工艺恰好互补，乙酸乙酯的酯化塔中水太多需要补充油相，乙酸正丁酯的酯化塔中油相太多需要补充水，因此乙酸乙酯和乙酸正丁酯可以联合生产，从而达到工艺互补的效果。 隔壁塔是一种新型的节能塔，将隔壁塔应用到乙酸乙酯-乙酸正丁酯联产工艺中，结合了隔壁塔和联产工艺的优点，从而达到节能降耗，减少设备投资的目的。针对这一工艺过程，本文将从以下几个方面进行研究： (1)首先对乙酸乙酯-乙酸正丁酯联产中的物质进行物性分析，发现包括反应物和生成物在内的6种物质可以形成8种共沸物，其中包括6种二元共沸物和2种三元共沸物。 (2)其次根据隔壁塔的结构特点和联产工艺中对产品中酸度的要求，将乙酸乙酯-乙酸正丁酯联产分别应用于RDWC-SS和RDWC-FC反应精馏隔壁塔。用Aspen Plus流程模拟软件分别对RDWC-SS和RDWC-FC反应精馏隔壁塔进行模拟研究并探讨了RDWC-SS反应精馏隔壁塔中塔板数，液相分配比对产品中酸度的影响以及RDWC-FC反应精馏隔壁塔中塔板数，汽液分配比以及侧采位置对产品中酸度的影响。在模拟过程中，选择了NRTL-HOC的热力学方法，酯化反应的催化剂选用了固体酸催化剂，在精馏中选择了汽液液三相平衡的平衡级模型，分相器和冷凝器则分别选择了液液平衡和汽液液平衡模型。对比了模拟研究和实验研究的结果，发现比较吻合。 (3)最后模拟的结果表明RDWC-SS反应精馏隔壁塔中乙酸乙酯、乙酸正丁酯单位产品的能耗比普通精馏塔分别下降了7%和9.8%，RDWC-FC反应精馏隔壁塔中乙酸乙酯、乙酸正丁酯单位产品的能耗比普通精馏塔分别下降23%和26%。

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