粗对苯二甲酸精制离心过滤洗涤过程的实验和模拟研究

摘要

精对苯二甲酸(PTA)是生产聚酯的主要原料，由于现行工艺的CTA干燥过程存在堵料、能耗高，扩容困难等问题，是PTA工艺国产化的“瓶颈”。为解决CTA干燥中存在的问题，文献提出了利用溶剂离心过滤洗涤取代干燥过程的新工艺。针对溶剂离心过滤洗涤取代干燥工艺的研究，本文进一步进行了离心过滤试验和离心过滤模型研究，期望获得工业化所需的离心过滤基础实验数据，为溶剂法离心过滤洗涤CTA滤饼的工业化提供参考。 根据离心过滤的基本原理，采用简化离心过滤速率方程和质量守恒定律建立了CTA离心过滤洗涤数学模型，并结合Wakeman方程对离心脱液阶段进行了模拟。利用离心过滤实验数据和数学处理手段相结合的方法测定和拟合了离心模型中的料浆过滤特性参数-孔隙率和固有渗透率。离心过滤模型模拟过滤曲线和实验曲线进行比较，结果显示：对于实验用离心机，当所配料浆的PTA量为1.228 kg，离心机转速为2000 r/min，2500 r/min，3000 r/min时，滤液量模拟值和实验值的平均误差分别为：17.03％、12.35％和6.65％，证明离心过滤模型和实际较为相符。论文还模拟了卧式刮刀卸料离心机全速进料情况下离心过滤曲线和转鼓内的滤饼层和液体层的变化曲线，为工业实际操作过程中平衡离心机加料速率和加料时间，防止离心过滤过程中离心机溢流提供了参考。 离心过滤洗涤粗对苯二甲酸过程的数学模拟和实验研究结果，对粗对苯二甲酸离心过滤洗涤精制工艺的操作优化和工业放大有一定的指导作用。

目录

文摘

英文文摘

前言

声明

第一章文献综述

1.1对苯二甲酸生产工艺介绍

1.1.1对苯二甲酸介绍

1.1.2生产工艺介绍

1.1.3 Amoco工艺介绍

1.2干燥工艺

1.3粗对苯二甲酸的离心过滤洗涤工艺

1.4离心过滤概述

1.4.1固液分离概述

1.4.2离心分离

1.4.3离心机选型

第二章离心过滤基本理论

2.1 Darcy定律

2.2滤饼过滤基本方程式

2.2.1不可压缩滤饼/可压缩滤饼

2.2.2滤饼过滤基本过滤速率方程

2.3离心过滤速率基本方程

第三章粗对苯二甲酸离心过滤数学模型

3.1离心过滤模型概述

3.2离心过滤过程

3.3离心过滤模型的建立过程

3.3.1离心过滤阶段

3.3.2离心甩干阶段

3.4模型参数及过程变量

3.5模型的求解过程

3.5.1离心过滤过程的求解

3.5.2离心甩干阶段的求解

3.6小结

第四章离心过滤实验和模拟结果分析

4.1实验目的

4.2实验仪器及药品

4.3固有渗透率和滤饼孔隙率的测定

4.3.1固有渗透速率

4.3.2滤饼孔隙率的测定

4.4实验步骤

4.5实验和模拟结果分析

4.5.1孔隙率的计算和拟合

4.5.2固有渗透速率的确定

4.5.3结果分析与讨论

4.6滤饼层和液体层变化规律的模拟

第五章结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附录

致 谢