基于醋酸-水体系的精馏过程研究

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1、南京工业大学硕士学位论文醋酸-水体系的精馏过程研究姓名：万辉申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：管国锋20030601南京工业大学硕士学位论文摘要木文在综述醋酸．水体系分离方法的基础上，以醋酸丁酯、醋酸异丁酯、醋酸异丙酯为挟带剂，对醋酸水溶液进行共沸精馏过程研究，详细研究了填料高度、水与挟带剂的配比、醋酸初始浓度等对共沸精馏分离效果的影响：对醋酸一水体系进行普通精馏和共沸精馏过程模拟计算，讨论了回流比、理论板、进料位置、进料温度和浓度对精馏过程的影响，获得了对醋酸．水体系精馏过程实际生产具有指导意义的较佳的工艺操作参数、共沸精馏塔的工艺设

2、计放大的基础数据，并列两种精馏方法的投资、操作能耗进行了比较：同时在共沸精馏模拟计算的基础上进行了共沸精馏塔的初步工艺设计计算，并对填料塔的主要辅助设备及塔内件进行了初步选型。研究结果表明：(1)共沸精馏时，醋酸丁酯、醋酸异丁酯和醋酸异丙酯作为挟带剂，分离效果相近：塔顶醋酸浓度始终很低；随着水与挟带剂的比值的减小或进料醋酸含量的增加，塔釜醋酸浓度增加，但随着水与挟带剂比值的进一步减小，醋酸丁酯和醋酸异丁酯作为挟带剂时，塔釜中会出现挟带剂，而醋酸异丙酯作为挟带剂时，塔釜中未出现醋酸异丙酯：三种挟带剂在水中溶解较少，基本可咀唧收利用。(2)普通精馏

3、模拟计算时，用“化学理论”修正汽相非理想性和用NRTL方程计算液相活度系数，得到了精馏操作的较佳条件：回流比为4．0～4．5，理论板37-43块：共沸精馏模拟计算时，采用NRTL方程计算液相活度系数，Hayden．O’Connell关联式修正有缔合组分的汽相非理想性，得出的较佳的条件为：回流比3．O～35，理论板数30～35。(3)与普通精馏比较，分离要求相同时，共沸精馏时所需要的理论板数要低于普通精馏所需要的理论板数，回流比减小，可降低设备投资70万元，塔瓮加热量减少36％。(4)确定了不同回流比F，四股迸判的最佳进料位置，如：普通精馏时，R

4、=4．0下的最佳进料位置，F1：18、F2：41、I?3：42和F4：39；共沸精馏时，R=3．0下的最佳进料位置，F1：9、F2：33、F3：34和F4：30。进利处于最佳进料位置时，分离效果最好。随着进料位置从最佳进料位置上移或下降，分离效果降低。(5)随着进料温度的升高，塔顶醋酸浓度升高，塔釜醋酸浓度降低，分离效率变差：进料中醋酸含量增DHH,J+，塔顶、塔釜醋酸浓度均随之增加。(6)确定了回流比3．01-的共沸精馏塔的工艺参数：填料：钛质250Y板波纹填料，塔径：40m；填料高：25．92m；填料层压降：2959．05Pa；填料塔四段的

5、平均泛点气速分别为：5221rds，4．97m／s，3．63m／s和305i-a／s；平均持液量分别为：O．025m3／m3，O．032m3／m3，O．044m3／m3，0050m3，m3。天雠词：醋酸醋酸J酯普通精馏兆沸精馏模拟计算南京3-业大学硕士学位论文ABSTRACTOnthebasisofsummarizingseparatmnmethodofaceticacid—watersystem，westudiedtheazeotropicdistillationprocessofaceticacid—watersystem，selectin

6、gbutylacetate，isobutylacetateandisopropylacetateasentrainers．Theinfluenceofpackingheight，ratioofwatertOentrainerandaceticacidinitialconcentrationtOseparationeffectofazeotropicdistillationwasstudiedindetail．Simulationcalculationsofgeneraldistillationandazeotropicdistillationw

7、erecarriedout．Theinfluenceofrefluxratio，theoreticalplate，feedposition，feedtemperatureandfeedconcentrationtodistillationprocesswerediscussed．Preferredprocessoperationparameter，whichhadguidingmeaningtopracticalproductionofdistillationprocesswereobtained．Basicdatafortheprocessa

8、mplifyingdesignofazeotropicdistillationtowerwereprovided．hwestandoperatione