稀醋酸萃取-共沸精餾體系的相平衡及分離流程模擬研究.pdf

1、醋酸是一種非常重要的基礎化工產(chǎn)品，不但可以作為化工合成的原料，而且還是一種優(yōu)良的有機溶劑。作為溶劑使用的醋酸，因其經(jīng)過生產(chǎn)環(huán)節(jié)后會形成稀醋酸，作為廢水排放，不利于環(huán)境保護。要進行稀醋酸的回收利用，其回收過程的能耗比較高，在生產(chǎn)成本中所占據(jù)的比例很大。因此，通過對稀醋酸回收過程的工藝參數(shù)優(yōu)化，進一步降低回收裝置的能耗，對整個生產(chǎn)運行將起到至關重要的作用。所以，本文在綜合分析國內外相關稀醋酸分離技術的基礎上，采用實驗研究與流程模擬相結合的方

2、式，對稀醋酸萃取-共沸精餾體系的相平衡進行測定，優(yōu)化其分離工藝流程。
　　在實驗研究方面，首先采用液液相平衡裝置測定了常壓下稀醋酸-醋酸異丙酯體系在不同溫度下的液液相平衡數(shù)據(jù)，結果表明，隨著溫度降低，選擇性系數(shù)增大，對萃取有利。進而，采用NRTL模型關聯(lián)實驗數(shù)據(jù)，得到醋酸—水—醋酸異丙酯體系液液平衡的交互作用參數(shù)。然后，采用氣液平衡裝置測定了101.33kPa下兩個二元體系（水-醋酸）、（醋酸-醋酸異丙酯）和一個三元體系（水-醋酸

3、-醋酸異丙酯）的汽液平衡數(shù)據(jù)。
　　在流程模擬研究方面，在現(xiàn)有的稀醋酸脫水共沸精餾塔的穩(wěn)態(tài)模型基礎上，引入萃取預提濃技術，設計萃取-共沸精餾聯(lián)用的分離工藝進行稀醋酸的回收利用。首先，針對稀醋酸體現(xiàn)的特點和分離要求，進行不同共沸劑對醋酸萃取能力的比較，篩選出醋酸異丙酯作為稀醋酸萃取-共沸精餾的萃取劑，異丙醇作為輔助萃取劑。進而，采用化工流程模擬軟件對稀醋酸萃取-共沸精餾的回收工藝流程進行模擬計算，考察了萃取溫度、萃取劑配比、萃取級數(shù)

4、、回流比、進料位置、塔底加熱器熱負荷等對稀醋酸萃取-共沸精餾過程的影響，結果表明，隨著萃取溫度升高，萃余液中的水含量呈現(xiàn)線性上升;適當提高異丙醇的比率，有利于提高萃取劑的萃取效率;當進料板較低時，可能造成塔底所需加熱蒸發(fā)的共沸劑量增大;隨著萃取液流股進料塔板數(shù)的不斷增加，塔底熱負荷呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢。進而，進行了工藝條件的優(yōu)化分析，得到了稀醋酸萃取-共沸精餾生產(chǎn)具有實際操作意義的工藝參數(shù)，并在此工藝參數(shù)下模擬稀醋酸萃取-共沸精餾