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目前,丙烯酸作为一种重要化工基础原料主要通过丙烯两步氧化法制得。氧化过程中产生的粗丙烯酸水溶液体系内有氢键不能采用普通精馏,工业上多采用萃取、结晶、非均相共沸精馏等分离方法。其中,非均相共沸精馏因其流程短,设备投资少,产品收率高等特点,成为工业上丙烯酸精制的主要技术方法。各国丙烯酸生产技术的主要区别就是粗丙烯酸水溶液的分离纯化方法。目前国内丙烯酸行业中采用的非均相共沸精馏方法分离丙烯酸的专利为日本独占专利,对国内企业收取高额专利使用费,并限制国内企业的生产规模。开发新型共沸剂及共沸精馏技术对于打破国外专利的垄断、降低过程能耗、促进国内丙烯酸行业发展具有重要意义。共沸精馏技术精制丙烯酸的主要难点在于共沸剂的选择及相应共沸精馏技术的开发,大多数研究工作均针对共沸剂及相应共沸精馏技术开发。本文结合共沸剂选取的一般原则和丙烯酸精馏过程特点,选取甲苯和环己烷的复配型共沸剂为新型共沸剂。为借助于流程模拟软件ASPEN PLUS开发基于新型共沸剂的共沸精馏工艺,主要进行了以下工作:实验测定了20kPa下甲苯-丙烯酸、甲苯-乙酸、环己烷-丙烯酸三个二元体系的汽-液平衡数据,数据通过了热力学一致性校验,并用ASPEN PLUS软件回归出了Wilson方程、NRTL方程、UNIQUAC方程的二元交互作用参数;在ASPEN PLUS软件中建立了基于新型共沸剂的非均相共沸精馏模拟模型,采用NRTL方程和Hayden-O’Connell关联式计算汽-液相平衡性质,RadFrac模块模拟严格精馏塔,用三相闪蒸罐模拟塔顶液-液分相器,Standard法和Wegstein法来解算精馏塔和撕裂流股;脱水塔采用12块理论板,塔顶压力15.47kPa,塔釜压力23.46kPa;脱酸塔采用15块理论板,塔顶压力5.6kPa,塔釜压力15.6kPa;以甲苯为对比,采用简化的模拟流程对丙烯酸非均相共沸精馏脱水、脱酸过程进行了详细研究,确定了新型共沸剂的用量、丙烯酸溶液的最佳进料位置和进料条件。模拟结果表明,对于质量组成为60.05%的丙烯酸、1.96%的乙酸、37.99%的水的丙烯酸溶液,当共沸剂与丙烯酸溶液的质量流量比为4,甲苯与环己烷的质量比为4:1~2:1,丙烯酸溶液的进料位置为第6块或第7理板时,可获得最佳效果。此时,新型复配型共沸剂与传统共沸剂甲苯在能耗、塔径等相当(略微占优)的情况下,可实现共沸剂年损失量降低25%以上,丙烯酸年损失量降低60%以上,为后续实验验证和工业应用奠定基础。