探析对苯二甲酸生产中溶剂脱水共沸精馏技术研究

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1、南京工业大学硕士学位论文对苯二甲酸生产中溶剂脱水共沸精馏技术研究姓名：周杰申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：管国锋20060608硕士学位论文摘要针对精对苯二甲酸生产中普通精馏溶剂脱水工艺存在脱水效率低、能耗高等问题，本文在综合分析国内外相关技术的基础上，开发了新型低能耗，高回收率的共沸精馏工艺技术。本文选用醋酸丙酯为共沸剂，测定了醋酸-醋酸丙酯、水-醋酸-醋酸丙酯在常压下的汽液平衡数据，关联得到了醋酸-醋酸丙酯体系的UNIQUAC模型参数，利用此关联的模型参数和Aspen数据库已有的其它二元体系的模型参数，运用AspenPlus过程模拟软件对设计工艺

2、的精馏过程进行模拟计算，详细研究了回流比、理论板、进料位置、进料温度和浓度对各精馏过程的影响。根据模拟结果，对设计工艺的各种主要设备和辅助设备进行初步工业放大设计。最后对本工艺的设备投资、运行费用以及收益等进行经济核算。研究结果表明：(1)本文开发了精对苯二甲酸生产中溶剂脱水的新型工艺技术(已申请国家专利，公开号CN1696098)，是现有工艺的一种改进和完善，适合现有溶剂脱水普通精馏工艺的改造。(2)用改进的Rose釜测定了醋酸-醋酸丙酯、水-醋酸-醋酸丙酯在常压下的汽液平衡数据，醋酸-醋酸丙酯体系的汽液平衡数据通过了热力学一致性检验，关联了此二元体系的汽液

3、平衡数据，得到了UNIQUAC模型参数；由所关联的二元模型参数和结合文献报道的水-醋酸以及水-醋酸丙酯体系的模型参数推算出水-醋酸-醋酸丙酯的三元汽液平衡数据，与实验值吻合较好，证明了醋酸-醋酸丙酯模型参数的可靠性，可用作该体系的共沸精馏工艺的模拟计算。(3)对年产35万吨精对苯二甲酸的溶剂脱水过程进行了模拟计算，溶剂脱水塔塔釜醋酸浓度≥95%，塔顶醋酸浓度≤0.1%，醋酸回收率>99%，远高于普通精馏工艺分离效果；综合回收对二甲苯和醋酸甲酯，对二甲苯回收浓度≥99%，回收率≥95%，醋酸甲酯浓度≥96%，回收率≥95%，克服了普通精馏工艺不能回收，造成资源浪

4、费的缺陷；共沸精馏工艺蒸汽总用量为37t/h，与现有普通精馏工艺相比，能耗降低26%。(4)在模拟计算的基础上，对主要塔设备，辅助设备如换热设备、泵等进行了工业放大设计。塔器选用250Y波纹板填料，各塔主要参数为：溶剂脱水塔实际塔板数73块，平均塔径3.6m，质量回流比3.7，Ti填料43m；对二甲苯回收塔实际塔板数43块，平均塔径1.0m，质量回流比3.0，316L填料25m；醋酸甲酯回收塔实际塔板数30块，塔径0.7m，质量回流比1.8，316L填料18m；废水分离塔实际塔板数15块，塔径0.6m，质量回流比0.5，316L填料9m。(5)与现有普通精馏工

5、艺相比，采用本文开发的共沸精馏工艺，年经济效益增加2383万元。关键词：精对苯二甲酸溶剂脱水汽液平衡共沸精馏模拟计算放大设计IABSTRACTABSTRACTAimedatthedehydrationinefficiencyandhighenergyexpenditureintheproductionofpurifiedterephthalicacidinordinarydistillationprocess,correlativetechnologiesathomeandabroadweresummarizedinthispaper,andthenanewt

6、echnologywithlowerenergyexpenditureandhighrecoveryofacetateacidwasdeveloped.N-propylacetatewasselectedasentrainer.Vapor-liquidphaseequilibriumdataforacetateacid+n-propylacetateandwater+acetateacid+n-propylacetatewasmeasured.ThebinaryUNIQUACparametersforacetateacid+n-propylacetatewer

7、ecorrelated.BasedontheobtainedUNIQUACmodelparameters,combinedwiththemodelparametersinAspendatabase,thesolventdehydrationandrecoveryofp-xyleneandmethylacetateprocessesweresimulatedbytheAspenPlussoftware.Theinfluencesofrefluxratio,numbersoftheoreticalplates,feedposition,feedtemperatur

8、e,andfeedconcentrat