基于粗对苯二甲酸精制离心过滤洗涤过程的实验和模拟研究

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1、天津大学硕士学位论文粗对苯二甲酸精制离心过滤洗涤过程的实验和模拟研究姓名：刘会武申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：徐世昌20070601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。

2、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一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1．228kg，离心机转速为2000r／min，2500r／min，3000r／rain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

3、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。关键词：对苯二甲酸干燥过程溶剂洗涤离心过滤模拟IIIABSTRACTPurifiedTerephthalicAcid(PTA)istheessentialrawmaterialforpolyester．Plugging，high·

4、energyconsumptionanddifficultyinscale-upmadethepresentdryingprocess‘'bottleneck'’ofPTAprocessindomesticindustry．Solventwashingmethodbycentrifugalfiltrationwasdevelopedtosubstitutethedryingprocess．Toobtaincentrifugalfiltrationdataandfacilitateindustrialscale-upapplication，

5、experimentalandsimulationstudywereperformedOilthecentrifugalfiltrationprocessinthisPaper．ThecentrifugalfiltrationmodelbasedonsimplifiedcentrifugalfiltrationequationandconservationofmasswasestablishedtodescribeeTAcentrifugalfiltrationprocess．Forthesituationwhenthecentrifug

6、alfiltrationwasended,WakemandeliquoringmodelWasadopted．FiltrationdynamicsdataunderdifferentoperationconditionsWasobtainedbYaseriesofexperiments．BasedOlltheexperimentalresultsandcentrifugaltheory,amathematicmethodWasestablishedtocalculatetheinherencepermeability,whichisall

7、importantparameterinthecentrifugalprocess．Andthen,theporosityandinherencepermeabilitywerefittedrespectively．Comparingthesimulationresultsofcumulativevolumefiltratewithexperimentalolles，itisfoundthattheaverageerrorsare17．03％，12．35％and6．65％forthecentrifugerotationratewere20

8、00r／min，2500r／minand3000r／rain，respectively．Furthermore，thechangingincakelayerandliquidlayerduri