精馏分离和精制有机羧酸溶液的研究

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1、2005年1月摘要本课题是受中科院山西煤炭化学研究所的委托，对费托含成水相副产物进行分离开发工艺研究的一部分。随着我国煤液化制合成油工艺技术的开发和工业化，从水相副产物分离各含氧有机物产品是亟待解决的问题。本研究成果对此研究过程的经济性和环境保护都具有十分重要的意义。本论文工作分为两部分：第一部分为过程的设计，首先对水相副产物系中待分离组分的特点进行了深入的剖析，对整体分离流程进行设计，然后对分离物系通过ASPENPLUS软件进行模拟，为实验塔酶建立和实验方案的确定提供依据。第二部分为实验验证，通过改变设备条件和操作条件进行小试规

2、模的实验，从而获得最优化过程的第一手资料。最后对实验数据和模拟数据进行对比，验证了模型的可靠性，从而可用于工业装置设计和指导生产。本论文完成了减压精馏、间歇菇沸精馏和间歇精馏分离和精制羧酸的三个塔的实验或建模工作，适宜的设备和操作参数分别为：(1)羧酸蒸出塔：此塔塔顶为羧酸和水的混合物，塔釜为萃取剂溶液。设备参数：全塔27块理论板，第12块板进料；操作参数：回流比0．5，操作真空度在8．0×10‘Pa，进料量5．9ml／min，D／F为0．150；(2)羧酸脱水塔：采用间歇共沸精馏塔，原料和共沸剂从塔釜一并加入，开塔全回流后，塔顶

3、冷凝液在分层器中得到水层和油层，其中水层采出以脱水，油层(即共沸剂)循环回塔以脱水，最后采出共沸剂，塔釜为羧酸混合物。设备参数：全塔25块板；(3)羧酸分离塔：此塔只通过模拟得到了塔设备和操作参数：间歇精馏，全塔25块理论板。对于三个实验塔，用ASPENPLUS10．2中的RADFRAC等软件将其实验原始数据用热力学模型进行模拟，其模拟结果和实验结果吻合较好。关键词：减压精馏，共沸精馏，费托合成水相副产物，优化，羧酸水溶液Thisworkisapartofthetechnologiesforcleancoal，aimingatin

4、novationsinproducingsynthesis—oilfromliquefyingcoalandtheirindustrilization．It’SanurgentproblemtogainthevarietiesorganiccomponentsfromtheoutgrowthofFischer-Tropschsynthesisincoalliquefactionwater．Theachievementsofthisworkisessentialtodesignanenvkonmentalandeconomicpro

5、cessforthesynthesis．Firstly,anoutlineofseparationprocesswasproposed，byanalyzingtheoutgrowthintheliquefyingcoalwater．ThenaprocesssimulationmodelofdistillationcolumnsWaSbuiltandrun，byusingAspenPlus’Ssoftware．Optimalrunningparameterswereobtainedbyadjustingtheconditionsof

6、thedistillationcolumnsinthesimulationmodel．Finallytheexperiments’operatingdatawerecompared谢nlcalculatingresults．Thereliabilityofthemodelswereproved．Itcanbeusedindesigningandguidancethepractise．paperconcernsthreedistillationcolumns：vacuumdistillation，azeotropicdistilla

7、tionandinterimdistillation．Experimentsandsimulationshavebeenfinished船follows：f11thevacuumdistillationcolumn：thetopcompositionofthecolumnisthemixtureofacidandwater,butthebottomiSextractivesolvent．ThecolumniS27theorystagesandt11e12协isafeedstage．Therunningparametersare：r

8、efluxrate0．5．feedrate5．9ml／mirkoperatingvacuumpressure8．0×104PaandD／F0．150；(2)t11einterimdistillationcolumn：thetopcompositio