氯乙酸与二氯乙酸分离过程的模拟与优化 学士学位论文.doc

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1、氯乙酸与二氯乙酸分离过程的模拟与优化摘要:本论文根据氯乙酸与二氯乙酸的性质极其相似的特点,采用减压精馏进行分离。应用AspenPlus软件进行模拟,在考虑各组分特性的基础上,首先设计了分离工艺流程,然后采用DSTWU简捷法蒸馏设计模型,得到了回流比、塔板数和温度等操作参数。最后采用RadFrac严格模型对精馏塔进行验证,再通过灵敏度分析得出参数对精馏塔分离效果的影响程度。本工作得出了适宜的操作参数为:塔板数为66块塔板,原料进料位置第34块塔板(自上而下数),回流比为20,采出率约为0.4857kg/kg。通过灵

2、敏度分析得出了精馏塔的塔板进料位置、回流比、系统压力、塔板数这些参数对精馏塔分离效果的影响程度。关键词:氯乙酸;二氯乙酸;AspenPlus;模拟;工艺参数SimulationandOptimizationofSeparationProcessofChloroaceticAcidAndDichloroaceticAcidStudentmajoringinChemicalengineeringandtechnologyCaoQing-BinTutorZhaoYu-JunAbstract:Accordingtothi

3、spaper,thenatureofmonochloroaceticacidanddichloroaceticacidhadverysimilarcharacteristics,whichcouldbeseparatedbyreducedpressuredistillation.Onthebasisofcharacteristicsofeachcomponent,AspenPlussimulationsoftwarewasappliedtotheseparation.First,theseparationproc

4、esswasdesigned.Secondly,usingDSTWUdesignmodel,refluxratio,platenumberandtemperatureoperatingparameterswereobtained.Finally,RadFracrigorousmodelvalidationonthedistillationcolumnwasproved.Throughsensitivityanalysis,degreeofparameterstodistillationeffectwasgot.T

5、hisworkreachedsuitableoperatingparameters:thecolumnwas66stages,thefeedstagewas34(fromuptodown),therefluxratiowas20andthedistillateratewasabout0.4857kg/kg.Throughsensitivityanalysis,degreeofparameterstodistillationeffectwasobtained,suchasfeedstage,refluxratio,

6、systempressureandthenumberofstages.Keywords:chloroaceticacid;dichloroaceticacid;AspenPlus;simulation;parameters31引言氯乙酸,又名一氯乙酸,结构简式为CH2ClCOOH,为醋酸中甲基的一个氢原子被氯原子取代的产物,相对分子质量94.50。氯原子的存在使得氯乙酸的酸性比乙酸强,有强烈的刺激性和腐蚀性,沾染皮肤能引起烧伤,能破坏所有非贵重金属,橡胶和木材等。工业氯乙酸为无色或略带淡黄色晶体,含氯乙酸96.5

7、%(一级品),二氯乙酸含量0.5%。近年来,随着化学工业的不断发展,氯乙酸的市场需求不断增大。然而,我国氯乙酸生产现状却不令人乐观。我国目前有氯乙酸生产厂家数百家,但都是些年生产能力不超过1000t的小厂,采用20世纪50年代从前苏联引进的以硫磺为催化剂的醋酸氯化法生产工艺。这种工艺是目前世界上最落后的氯乙酸生产工艺,间歇操作、频繁的装卸料都由人工进行,存在着劳动强度大、劳动环境差、生产周期长、原料消耗高、产品收率低、质量差、环境污染严重等问题。在国外,用该法生产氯乙酸早已普遍实现了自动化,且大多数实现了连续化。

8、我国的氯乙酸生产法大都是将冰乙酸进行氯化反应,再经结晶、分离后,所得到的晶体产物为氯乙酸产品,所得的液体就是氯乙酸母液(本文简称为母液)。母液呈黄褐色,比重1.30,在空气中冒少量白烟,有强烈的刺激气味,有极强的腐蚀性及一定的毒性;母液中含乙酸10~30%,氯乙酸25~35%,二氯乙酸30~40%,含三氯乙酸、乙酰氯等其它杂质约5~10%。母液如果不加以处理而直接排入环境

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