苯甲酚分离工艺的模拟及节能方案设计

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1、论文作者签名：通丝缱指导教师签名：』垒型墨2论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：委员4：委员5：Author’ssignature：一‘●‘：Supervisor7Ssignature：Thesisreviewer1：Thesisreviewer2：Thesisreviewer3：Thesisreviewer4．Thesisreviewer5：Chair：(Committeeoforaldefence)Committeeman1：Committeeman2：Committeeman3：Committeeman4．C

2、ommitteeman5：Dateoforaldefence：浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝婆盘鲎或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：谢弛砖签字日期：砂弦年弓月72日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝姿盘堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授

3、权逝婆盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：评驰鹂签字日期：加J五年乡月12_E1翩签名：O锄易签字日期：≯即碑弓月lz扫浙江大学硕士学位论文致谢致谢在论文完成之际，首先要衷心地感谢我的导师陈纪忠教授。本论文是在导师陈纪忠教授的悉心指导下完成的，从论文的选题、计算直至论文的写作与修改，都倾注了陈老师大量的心血。在攻读硕士研究生的两年多时间里，陈老师的指导和教诲使我的科研能力有了很大的提高。陈老师渊博的学识，严谨的治学态度，活跃的学术思想和

4、勇于开拓的精神，以及对学生孜孜不倦的教诲，都使我受益匪浅，铭记终生。在此谨向陈老师致以由衷的感谢和崇高的敬意。感谢课题组内姜嵩师兄、王兴原师兄、程碉师姐、金少瑾师姐、邓杭军师兄对我的无私帮助和启发，也要感谢李志娟、费美丽、余锡孟、沈忠权、郭诗平、王观等同学给我提出很多的宝贵意见。正是在他们的帮助下，本论文才得以顺利完成，在此表示诚挚的感谢。最后要衷心地感谢我的父母，是他们给了我在这个世界上奋斗的机会，是他们给予我无私的物质和精神支持，是他们教导我要坚强、上进、永不言弃。谢驰骋2011年12月于求是园浙江大学硕士学位论文摘要摘要苯甲酸是化学工业中重要的中间体及聚合物单体，在

5、食品、医药、精细化工等行业有着广泛的应用。工业上一般使用甲苯液相催化氧化法来制取苯甲酸，并用精馏的方式来分离反应的产物以得到高纯度的苯甲酸产品。精馏操作的能耗在生产总能耗中占的比重很大，研究精馏系统的节能方案具有重要的意义。本文运用化工流程模拟软件Aspenplus对浙江某厂的苯甲酸精馏分离工艺进行了模拟，选用简捷设计模型和严格计算模型分别对工艺中各精馏塔进行设计和核算，热力学性质的计算采用NRTL活度系数模型。利用灵敏度分析工具考察了塔内的操作压力、理论板数、进料位置、塔顶采出量、回流比等参数对分离效果和能耗的影响，在保证分离效果的前提下选取能耗最低的操作参数。用优化后

6、的参数进行全流程模拟核算，物料经过此精馏系统分离后能够得到质量纯度为99．5％的苯甲酸产品以及质量纯度为99．5％的苯甲醛副产品，且能耗保持在一个较低的水平。对原工艺流程进行分析，探索节能降耗的工艺改造方案。提出将原工艺中脱除甲苯时采用的汽提方式改为普通精馏操作，虽然需要更多的理论板，但能够显著降低能耗，且能节省设备投资。改进后的脱甲苯塔需要外界提供的热量从60．22kw降至49．57kw。考虑进行系统中的塔间热量集成，确定了用苯甲酸塔的塔顶蒸汽来加热脱轻塔塔底的方案。调整脱轻塔的操作压力以达到最小传热温差的要求，传热温差达到了15．64。C。采用热集成工艺使脱轻塔不需要

7、外界提供热量，苯甲酸塔的塔顶冷凝负荷也得到了降低。经核算，进行节能改造后的工艺对外部提供热量的需求比原工艺降低了21．6％，冷却负荷也降低了34．5％。关键词：苯甲酸，Aspenplus，流程模拟，连续精馏，热集成浙江大学硕士学位论文AbstractBenzoicacidisailimportantintermediateormonomerinthechemicalindustry,whichhasawiderangeofapplicationsinfood，pharmaceuticalandfinechemicalindus