基于醋酸甲酯水解工艺及水解塔模拟与优化

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1、湘潭大学硕士学位论文醋酸甲酯水解工艺及水解塔模拟与优化姓名：李毅斌申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：刘跃进20060501湘潭大学硕士学位论文醋酸甲酯水解工艺及其水解塔模拟优化摘要聚乙烯醇是一种重要的有机化工原料。在生产聚乙烯醇的同时产生了大量的副产物醋酸甲酯（MeOAC）。纯度低于98%的醋酸甲酯工业用途较小，市场需要量很少，难以作为产品出售，而纯度较高的醋酸甲酯较难生产。因此，工业上通常采用把醋酸甲酯水解成醋酸和甲醇，经分离提纯，醋酸再用于醋酸乙烯合成的原料，甲醇再用于聚醋酸乙烯醇解剂的做法。本文首先介绍了醋酸甲酯水解的传统工艺，着重介绍了湖南湘维有限公

2、司回收工段醋酸甲酯水解工艺流程。针对其树脂流失的问题，提出了加滤网以防止流失的方案。对固定床法和催化精馏法两种不同工艺技术进行了比较，得出催化精馏法比固定床工艺具有总能耗少、去离子水用量少、水解率高等优点的结论。从理论上分析了温度、水酯比、回流比等因素对水解率的影响，然后根据湘维公司的实际生产数据，绘成图表，与理论分析结果进行了拟合，得到了一个初步的优化依据。对催化精馏塔进行了模拟优化。首先，假定全塔包括全凝器和再沸器在内共有N块理论板，各板为全混反应器，离开塔板的气、液两相处于平衡，反应仅发生于催化剂表面，过程为定常态，反应热全部被物料吸收，全塔压力恒定，推导了催

3、化精馏塔的通用数学模型，并给出了模型的求解方法。接下来，简单介绍了化工模拟软件ASPENPLUS，考察了ASPENPLUS是否适合于本工艺的模拟。然后采用物质方法NRTL模型，采用Wegstein方法为收敛方法，收敛精度0.0001，建立了模型，并且用实际的生产数据验证了所建立模型的合理性。然后运用模型分别考察了回流比、进料温度、水酯比、进料量等因素跟水解率的关系，绘制出关系曲线图。通过分析湘维公司具体情况，并且结合理论分析，综合考虑后得到了回流量为35000～45000L/h，进料温度66℃，水酯比1.5,进料量18000～23000L/h的最佳生产操作条件。关键

4、词：醋酸甲酯水解固定床催化精馏数学模型优化NRTL模型5湘潭大学硕士学位论文醋酸甲酯水解工艺及其水解塔模拟优化ABSTRACTThepolyvinylalcohol(PVA)isonekindofimportantorganicindustrialchemicals.Inthepolyvinylalcoholproduction，themassiveby-productmethylacetate(MeOAC)issimultaneouslyproduced.ThemarketneedsforMeOACwhichPuritylessthan98%isfewandthe

5、secanbenotsoldascommercialproduct.HighpurityMeOACismoredifficulttoproduce.Therefore,intheindustry,methylacetateisusuallyhydrolyzedtobetheaceticacidandthemethylalcohol.Aftertheseparationandpurification,theaceticacidcanbeusedinthevinylacetatesynthesisasrawmaterial,themethylalcoholcanbeus

6、edinpoly(vinylacetate)productionasreagentinalcoholysis.Inthispaper,traditionalprocessforhydrolysisofmethylacetateandrecyclingsectionforMeOAChydrolizationtechnicalprocessinHuNanXiangWeiLtdarebothintroduced.Wesuggestedthatbuildingthefiltercouldpreventtheresinloss.Comparisonoffixedbedandc

7、atalyzeddistillingisalsomade.Thecatalyzeddistillingmethodshowedlesstotalenergyconsumption,lessdeionizedwateruseandhigherratioofhydrolization.Wetheoreticallyanalyzedtheinfluenceoftemperature,refluxratio，onratioofhydrolization.Basedonpracticalproductionrecord,wetabulatedandfitthedata,p