探析隔板式反应精馏塔水解乙酸甲酯工艺研究

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1、天津大学硕士学位论文隔板式反应精馏塔水解乙酸甲酯工艺研究姓名：唐伟申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：王燕201006摘要隔板式反应精馏塔工艺是一种集隔板塔技术、催化反应和精馏分离为一体的高度耦合技术，具有热力学效率高、操作能耗低和设备投资少等优点。论文通过模拟计算和实验室小试研究，考察了回流进料比、进料水酯摩尔比和液相分配比等参数对装置的操作性能的影响。首先，在间歇搅拌釜式反应器中测定了浓硫酸催化乙酸甲酯水解反应的动力学数据，考察了反应温度、催化剂用量和水酯摩尔比对反应速率的影响，得到了以单位质量催化剂为基准的反应动力学方程。：在此基础上，

2、应用PROII软件对乙酸甲酯水解的常规流程和隔板式反应精馏塔流程进行了模拟，考察了回流进料比、水酯摩尔比和液相分配比对乙酸甲酯水解转化率和产品组成的影响，得到了各工艺流程下的最佳操作条件，并对隔板塔的节能原理进行了分析。最后，利用自行设计的隔板式反应精馏塔对乙酸甲酯水解工艺进行了研究，并与模拟结果进行比较。结果表明：回流进料比和水酯摩尔比对乙酸甲酯转化率和产品组成的影响较大，随着两者的增加，水解转化率和侧线产品中甲醇含量逐渐增加，但两者增加到一定程度后，对转化率和甲醇含量的影响趋于平缓。随着液相分配比的增加，乙酸甲酯的转化率和甲醇含量先增加后减小。

3、实验规律与模拟结果基本吻合。关键词：隔板塔反应精馏隔板式反应精馏塔乙酸甲酯水解模拟ABSTRACTReactivedividingwallcolumnisahi．ghdegreeofcouplingtechnologywhichisintegratedwithdividingwallcolumn，reactivedistillationandseparation．Thisnewtechnologyhastheadvantageofhighthermodynamicallyefficient,lowoperationenergyconsumption

4、andlowequipmentinvestment．Theinfluenceofrefiuxratio，liquidsplitandthemolarratioofwater／methylacetateontheoperationalperformanceofthedevicewasstudiedthroughexperimentsinlaboratoryandprocesssimulationinthispaper．Firstly，thekineticsofthehydrolysisofmethylacetatewasmeasuredinabatc

5、hstirredreactorwithconcentratedsulfuricacid嬲catalyst．andtheinfluenceofreactivetemperature，theloadingofcatalystandthemolarratioofwater／methylacetateonthereactionratewereresearched．Thekineticequationbasedonthepercatalystqualityfordescribingthehydrolysisofmethylacetatewasobtained

6、．Withthefundamentalparametersprovidedbytheexperimentofthekineticsofthemethylacetatehydrolysis，theprocessofmethylacetatehydrolysisinreactivedistillationcolumnandreactivedividingwallcolumnweresimulatedbythesoftwareofPROII，andtheinfluenceofrefluxratio，liquidsplitandthemolarratioo

7、fwater／methylacetateontheconversionofmethylacetateandthemethanolcontentinthesideproductwerestudied，theoptimaltechnologicalconditionswereobtained．Theprincipleofenergysavingwasalsostudied．Finally，Areactivedividingwallcolumnwasdesignedtostudytheinfluenceofrefluxratio，liquidsplita

8、ndwater／methylacetatemolarratioontheconversionofmethylacetate