基于醋酸甲酯合成反應(yīng)精餾工藝的研究

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1、河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文醋酸甲酯合成反應(yīng)精餾工藝的研究姓名:張倩瑜申請學(xué)位級別:碩士專業(yè):化學(xué)工藝指導(dǎo)教師:李柏春20050101河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文醋酸甲酯合成反應(yīng)精餾工藝的研究摘要甲醇和醋酸合成醋酸甲酯的反應(yīng)是可逆反應(yīng),醋酸甲酯、甲醇和水會形成二元或三元恒沸物,所以獲得高純度的醋酸甲酯非常困難。本文對醋酸甲酯合成工藝進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬和過程優(yōu)化,并進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)研究,采用萃取精餾與催化反應(yīng)相結(jié)合的工藝方法,以98%濃硫酸作為催化劑,用醋酸和甲醇為原料,用一個塔成功制得純度>/99.5%的醋酸甲酯,醋酸的轉(zhuǎn)化率>99.9%。作者采用平衡級模型對醋酸甲酯合成工藝進(jìn)行了模擬計(jì)算。應(yīng)用嚴(yán)格蒸

2、餾模型RadFrac,熱力學(xué)方程選用適合醋酸甲酯物系的NRTL方程,系統(tǒng)考察了全塔級數(shù)、回流比、進(jìn)料位置、酸醇進(jìn)料比等因素對反應(yīng)精餾過程的影響;并對該過程進(jìn)行了優(yōu)化,初步得到最優(yōu)操作條件:反應(yīng)精餾塔理論級為45級,甲醇、硫酸、醋酸的進(jìn)料位置分別為第40級、第20級和第10級(塔頂冷凝器為第1級,塔釜為第45級),回流比為1.2,甲醇/醋酸(m01)=1.2,硫酸/醋酸(叭)=0.01。設(shè)計(jì)了內(nèi)徑巾125/巾140、高約16米的醋酸甲酯合成反應(yīng)精餾塔(6米高的波紋絲網(wǎng)填料與40塊CTST塔板復(fù)合塔),在上海焦化廠進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)研究,試驗(yàn)塔操作穩(wěn)定,調(diào)節(jié)方便,可穩(wěn)定生產(chǎn)純度/>99.5%的醋酸

3、甲酯,醋酸甲酯純度最高可達(dá)99.64%,醋酸的轉(zhuǎn)化率>99.9%,且溫度分布、塔頂、塔底各組分濃度試驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果吻合良好。初步完成了年產(chǎn)2萬噸醋酸甲酯工藝包的設(shè)計(jì)工作。反應(yīng)精餾塔高度為42.7米,78塊CTST塔板,直徑為巾1200/擊1600。關(guān)鍵詞:醋酸甲酯,反應(yīng)精餾,催化精餾,合成河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文THESTUDYoNREACTIVEDISTILLATIONOFMETHYLACETATESYNTHESISABSTRACTItisdifficulttoobtainhigh-puritymethylacetatebecauseofthereversereactionbymetha

4、nolandaceticacidandtheformmionofazeotropes.Theprocesshasbeensimulatedandoptimized,and99.5Vno/omethylacetatehasbeenobtainedinonecolumnwithsulfla-icacidascatalyst.Theconversionofaceticacidisabove99.9%.Thesimulationbasedonequilibriumratemodelisappliedintheprocess,TherigorousfractionationRadFracandNRTL

5、equationatechoseninthesimulation.Theeffectsofcolumnstage,refluxratio,feedlocationandratioofmethanoltoaceticacidinfeedhavebeeninvestigated.Abetterconditionisproposedbyanalyzingthesimulationdata:45stagesintheory,methanolfedfromthe40曲stage.sulfuricacid20出andaceticacid10‘“(thecondenseristhe152stageandt

6、hereboiler45“),refluxratio1.2,ratioofmethanoltoaceticacidinmole1.2,andratioofsulfuricacidtoaceticacidinweJIghtO.01.Areactivedistillationcolumnwhichis16metershigh.巾125/中140indiameterhasbeendesignedandexperimenthasbeendoneinshanghaitoprovetheveracibofsimulation.Inourexperiment.a(chǎn)conversionofaceticacid

7、above99。9%andproductionstreamcontainingatleast99.5%methylacetateareachieved.Bycontrasting,theexperimentdataateingoodagreeme”withthecalculatedresults.Areactive/distillationcolumnwhichis20000t/yearinproductio

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