醋酸脱水系统的节能策略研究

【摘要】：醋酸是最重要的有机羧酸之一,除了用作反应物,它还经常被用作有机溶剂。在多数情况下,回收工业废水中的醋酸具有巨大的经济价值。但是,醋酸和水分离较困难,能耗较高。本文以精对苯二甲酸生产中的醋酸脱水工段为背景,针对该共沸精馏过程的高能耗问题,利用流程模拟软件Aspen plus从两个方面进行节能策略研究。 针对醋酸甲酯在醋酸脱水塔内的累积造成能量浪费问题,本文提出采用部分冷凝工艺将部分醋酸甲酯直接引入到共沸剂回收塔。当进料中的醋酸甲酯超过一定量时,采用改进工艺可以有效降低精馏塔的能耗。若采用双级部分冷凝工艺可降低能耗5%以上 针对低浓度醋酸回收问题,本文提出采用以醋酸正丁酯既作为萃取剂又作为共沸剂的萃取与共沸精馏集成工艺回收。通过模拟分析,提出在NBA中增加5wt%的丁醇以提高萃取效率。通过分析确定萃取塔的进料最佳比例为21%。在上述工况下,萃取-共沸精馏集成的工艺可以节省11.4%的设备投资和20.3%的操作费用。 【关键词】：非均相共沸精馏 醋酸甲酯 部分冷凝 萃取-共沸精馏集成
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TQ225.122
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题背景9-10
• 1.2 醋酸及其回收利用10
• 1.3 精馏技术研究现状10-12
• 1.3.1 精馏技术发展历程10-11
• 1.3.2 非均相共沸精馏研究现状11-12
• 1.4 实验设计方法12-13
• 1.5 主要研究内容13-15
• 第2章 醋酸脱水稳态模型的建立15-22
• 2.1 醋酸脱水工艺简介15-16
• 2.2 醋酸脱水过程的若干问题16-19
• 2.2.1 共沸剂的选择16-17
• 2.2.2 热力学方程17-18
• 2.2.3 平衡级模型18-19
• 2.3 工艺要求与判断依据19-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 针对原料含较多醋酸甲酯的醋酸脱水节能策略研究22-42
• 3.1 相图分析22-24
• 3.2 醋酸甲酯对醋酸脱水过程的影响24-26
• 3.3 工艺改进的提出及模拟26-31
• 3.3.1 单级部分冷凝工艺(工艺B)27-29
• 3.3.2 双级部分冷凝工艺(工艺C)29-31
• 3.4 实际生产工况模拟31-35
• 3.5 适宜冷凝温度的确定35-41
• 3.5.1 工艺B最适宜冷凝温度的确定37-39
• 3.5.2 工艺C最适宜温度序列的确定39-41
• 3.6 本章小结41-42
• 第4章 针对低浓度废水的醋酸脱水节能策略研究42-59
• 4.1 萃取原理和萃取剂的选择43-45
• 4.2 萃取塔优化45-48
• 4.2.1 萃取压力的确定46
• 4.2.2 萃取温度的确定46-47
• 4.2.3 萃取级数的确定47-48
• 4.2.4 萃取剂用量的确定48
• 4.3 共沸精馏塔优化48-51
• 4.3.1 水回流为零的条件48-50
• 4.3.2 侧线回流比例的确定50-51
• 4.4 萃取与共沸精馏过程的集成51-57
• 4.4.1 原料去萃取塔比例的估算53
• 4.4.2 原料去萃取塔比例的模拟53-54
• 4.4.3 投资和操作费用比较54-57
• 4.5 本章小结57-59
• 第5章 总结与展望59-60
• 参考文献60-65
• 致谢65-66
• 作者在攻读硕士学位期间发表的论文66

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