论文部分内容阅读
醋酸甲酯的制备是一种经典的化学过程,但由于反应过程中形成共沸物的限制,通过常规的单元操作不能够得到高纯度的醋酸甲酯。本论文在模拟计算的基础上开展验证试验。并由此设计一套反应精馏装置,产出满足羰基合成醋酐用的醋酸甲酯,为上海焦化有限公司的产业结构调整作支撑。论文以计算机模拟为基础,将反应精馏过程应用于醋酸甲酯的制备,在中试规模的装置上验证了模拟计算的可行性。以98%浓硫酸作为催化剂,用醋酸和甲醇为原料,用一个塔成功制得纯度≥99.5%的醋酸甲酯,醋酸的转化率>99.9%。论文采用平衡级模型对醋酸甲酯合成工艺进行了模拟计算。应用严格蒸馏模型RadFrac,热力学方程选用适合醋酸甲酯物系的NRTL方程,系统考察了全塔级数、回流比、进料位置、酸醇进料比等因素对反应精馏过程的影响;并对该过程进行了优化,初步得到最优操作条件:反应精馏塔理论级为45级,甲醇、硫酸、醋酸的进料位置分别为第40级、第20级和第10级(塔顶冷凝器为第1级,塔釜为第45级),回流比为1.2,甲醇/醋酸(mol)=1.2,硫酸/醋酸(wt)=0.01。论文设计了内径φ125/φ140、高约16米的醋酸甲酯合成反应精馏塔(6米高的波纹丝网填料与40块CTST塔板复合塔),在上海焦化有限公司进行了系统的试验研究,试验塔操作稳定,调节方便,可稳定生产纯度≥99.5%的醋酸甲酯,醋酸甲酯纯度最高可达99.64%,醋酸的转化率>99.9%,且温度分布、塔顶、塔釜各组分浓度试验结果与模拟结果吻合良好。基于以上工作,还完成了年产2万吨醋酸甲酯工艺包的设计工作。反应精馏塔高度为42.7米,78块CTST塔板,直径为φ1200/φ1600。本研究工作是计算机模拟和试验结合的较好体现,为企业今后的项目开发昭示了新的发展思路。