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本课题的主要任务是对自主知识产权开发的浆态床F-T合成工艺水相副产物进行分离。随着我国F-T合成工艺技术的开发和工业化,从其水相副产物分离有机含氧化物产品是亟待解决的问题。本论文工作结果对F-T合成过程的经济性和环境保护均具有十分重要的意义。
本论文首先对水相副产物系的特点做了深入的剖析,提出了分离水相副产物全流程的构想,然后对其中部分流程,通过模拟软件ASPEN PLUS进行模拟,为实验塔的建立和实验方案的确定提供依据;通过改变参数的大量实验,得出最佳操作参数;最后将实验数据和模拟数据进行对比,证明了模型的可靠性,可应用于工业装置中该塔的设计和过程分析。
本论文完成了六个塔的实验和模拟工作,适宜的设备和操作参数分别为:
(1)混酸馏分切割塔:此塔的塔顶为酮、醛、醇混合物,塔釜为酸类和大量水。设备参数为:塔高13块理论板,进料位置第6块板。操作参数为:回流比为1.5,进料量5.0ml/min,采出率为0.1089。所用的RADFRAC数学模型和NRTL活度系数方程参数是可信的。
(2)乙醛塔:此塔的塔顶得到产品乙醛,塔釜为醇、酮混合物。设备参数为:塔高30块理论板,进料位置第12块板。操作参数为:回流比3.0,进料量5.0ml/min,采出率为0.0284。所用的RADFRAC数学模型和UNIQUAC活度系数方程参数是可信的。
(3)甲醇乙醇切割塔:此塔的塔顶为丙酮和甲醇的混合物,塔釜为醇类的混合物。设备参数为:塔高42块理论板,进料位置第24板。操作参数为:回流比为3.0,进料量5.0ml/min,采出率为0.1940。所用的RADFRAC数学模型和UNIQUAC活度系数方程参数是可信的。
(4)采用以水为溶剂的萃取精馏过程可分离该甲醇和丙酮混合物,萃取精馏塔的塔顶出产品丙酮,塔釜出甲醇、溶剂和少量乙醇混合物。设备参数为:理论板数为36,溶剂进料位置为第8块塔板,原料进料位置为第18块塔板。操作参数为:溶剂比为1.0,回流比为2.0,塔顶采出率为0.0456,原料进料量为5.0ml/min。所用的RADFRAC数学模型和UNIQUAC活度系数方程参数是可信的。
(5)溶剂回收塔:塔顶出产品甲醇,塔釜出溶剂水及微量甲醇。设备参数为:理论板数为19,进料位置为13块塔板。操作参数为:回流比为1.0,塔顶采出率为0.4210。所用RADFRAC数学模型和NRTL活度系数方程参数是可信的。
(6)精馏塔可完成乙醇的分离,塔顶得到产品乙醇分析纯,塔釜出正丙醇、水等。设备参数为:塔高44块理论板,进料位置第27板。操作参数为:回流比为4.0,进料量5.0ml/min,采出率为0.4067。所用的RADFRAC数学模型和UNIQUAC活度系数方程参数是可信的。