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催化反应蒸馏技术在醋酸甲酯水解工艺中的应用

李渊  
【摘要】: 催化蒸馏应用领域的开拓和应用技术的研究近年来受到不少高等院校和科研院所的重视,并且在一些工业领域已经取得了成功。在传统的聚乙烯醇工业生产过程中,醋酸甲酯回收工艺是采用固定床反应器将醋酸甲酯水解为甲醇和醋酸,该工艺过程不仅消耗大量的能量,而且去离子水的用量也较大,产生的废水较多。本论文的目的是将催化蒸馏技术应用于醋酸甲酯水解工艺中,通过实验,对前期所建立的数学模型进行校核,考察各项工艺参数,发现并解决问题,获得第一手详实的数据资料,为进行下一步的工作作好充分准备,为将来的工业化生产提供可靠的数据参考与技术支持。 本文研究工作分成两个部分。一部分是通过实验室小试结果,用Aspen Plus软件模拟醋酸甲酯水解新工艺中的甲醇精馏塔和四元物系分离塔,确定了改变原有工艺流程,实施新工艺流程对整个系统影响不大,一些重要的工艺要求可以实现,而且验证了用Aspen Plus软件来模拟这个实验过程的可行性,所用的数学模型能够较好地反应出客观的操作情况。 另一部分则是醋酸甲酯催化水解蒸馏塔的中试实验。通过中试实验,校核了根据小试实验结果所建立的数学模型的正确性,模拟结果显示该数学模型是合理的,只需要针对不同的工作状况来调节模型的可调参数,就可以用它来对将来工业化生产进行理论上的指导。 通过中试实验和模拟计算,发现了一些原先在小试实验中没有暴露出的工程问题,并对此作出了整改措施,为将来工业装置的设计方案进行了补充完善。同时也考察了催化剂的各项性能指标,特别是使用寿命,从目前的情况来看,现在所用的催化剂颗粒使用寿命还可以,但分离效果不佳,需要选择新型结构的催化剂作进一步的实验。


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