醋酸是一种重要的有机化工原料,广泛应用于基本有机合成、医药、染料、香料、农药等行业。在这些行业中常有低浓度的醋酸废水产生。醋酸的处理对于各相关行业的生产工艺、经济性能、环境保护和资源利用具有重要意义。本文采用间歇催化精馏方法处理浓度低于15wt%醋酸废水,催化精馏过程中,催化剂的装填尤为重要。本文提出了一种新型的催化剂装填方式,它是催化剂捆扎包装填方式的改进,即将催化剂装入催化剂构件(催化剂构件由空心圆环柱体和类θ环组成)中,再将装有催化剂的催化剂构件乱堆于精馏塔内的催化精馏段。采用该装填方式使塔内的气液接触状况良好,催化剂利用率高。本文首先研究了以D072强酸性阳离子交换树脂为催化剂的甲醇和醋酸的酯化反应动力学,得到了本征反应动力学模型。然后建立了间歇催化精馏过程的数学模型,并对该过程进行了模拟,模拟中考察了理论塔板数、回流比、持液量对醋酸转化率的影响,并对操作条件进行了优化。接着采用新型的催化剂装填方式装填精馏塔,进行了间歇催化精馏处理浓度低于15wt%的醋酸废水实验,获得较为满意的实验数据。醋酸转化率高达90%以上,表明采用新型的催化剂装填方式的催化和分离效率较高,是一种可行的催化精馏催化剂装填方式。最后比较了相同条件下间歇催化精馏模拟和实验的结果,验证了间歇数学模型的可靠性,实验结果和模拟结果吻合较好。