基于pta生产工艺醋酸回收系统过程模拟与开发研究

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1、天津大学硕士学位论文PTA生产工艺醋酸回收系统过程模拟与开发研究姓名：王磊申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：马海洪20070101中文摘要精对苯二甲酸(PTA)主要用于生产PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂和聚酯纤维，它是由对二甲苯在醋酸溶剂中通过空气液相氧化制取，采用醋酸钴、醋酸锰、四溴乙烷或溴化氢做催化剂。目前，国内引进的PTA生产技术主要是美国Amoco公司，日本三井油化和英国ICI公司专利技术。论文主要对粗对苯二甲酸生产中溶剂回收系统进行研究，利用化工流程模拟软件对现有生产装置不同醋

2、酸回收工艺进行了模拟计算，验证了计算软件和计算方法的可靠性，在此基础上完成了年产50万吨PTA生产装置醋酸共沸脱水工艺流程开发，确定了较佳工艺条件，并对不同共沸剂醋酸共沸回收工艺进行了经济性比较。研究过程中首先对醋酸正丁酯为共沸剂年产25万吨PTA装置醋酸回收系统进行模拟，分别对共沸脱水塔和溶剂回收塔进行计算，其中溶剂脱水塔及回收塔的气、液、液平衡计算用NRTL方程，倾析器用UNIQUAC方程预测较好，气相非理想性的校正用Hayden．O’Connell方程。然后对现有装置以醋酸正丙酯为共沸剂的醋酸

3、回收工艺流程进行模拟，其中气、液、液平衡的计算均用UNIQUAC方程，气相非理想性的校正用Hayden．O’Connell方程。模拟计算结果与工业实际操作数据吻合较好，验证了计算方法的正确性。在此基础上，将已验证的热力学模型方程用于国产化年产50万吨PTA醋酸回收工艺的开发。分别对国产化醋酸丁酯共沸剂醋酸回收工艺和醋酸正丙酯共沸剂醋酸回收工艺进行模拟计算，并完成了关键设备的设计计算。模拟计算过程中详细讨论了进料位置、理论板数、回流比等工艺参数对精馏过程的影响。确定了满足分离要求的较优的工艺设计参数。

4、最后将两种工艺的经济性进行了综合比较。关键词：醋酸脱水共沸精馏醋酸正丁酯醋酸正丙酯模拟计算ABSTRACTPurifiedterephthalicacid(PTA)isusefulinadiversevarietyofindustrialapplications．Forexample，PTAisstartingmaterialforproducingpolyestersincludingpolyethyleneterephthalate．PTAistypicallyproducedbyareacti

5、onofparaxylenewithmolecularoxygeninthepresenceofcatalysts．Duringtheproductionprocess，aceticacidisusedasasolventofterephthalicacid．Presently,therearemainlythreepatenttechnologyshavebeenemployedinthePTAplants．Tlleyfilemnqocotechnology，ICItechnologyandMPC

6、technology．ThispaperfocusesattentionOntheresearchandanalysisoftherecoveryofaceticacidcomingfromoxidationsection．ThemodeloftheflowprocesswhichwasindustrializedWassetupusingchemicalsoftwaret001．Thesimulationresultshowsthattheselectedmethodsuitsthesystemw

7、ell．Basedonmat，anewprocessschemeofaceticaciddehydrationsystemwasputforwardforcertaindomesticplantwhichproducesPTA50t／a．Optimumprocessdesignandoperatingconditionwereascertained．Investmentandenergyconsumptionoftwomethodswerecompared．Firstofall，theacetica

8、ciddehydrationprocesswithnormalbutylacetateasentrainersimulatedforcertaindomesticplantwhichproductPTA25ffa．Thedecanter,thesolventazeotropicdistillationtowerandtherecoverytowerwerecalculatedrespectivelyusingDECANTERandRADFRACmodels．Dueto