丙烯酸及其酯体系的分离过程模拟

发布时间：2020-04-05 02:45

【摘要】：丙烯酸及其酯类是一类重要的化工原料，其用途十分广泛，可广泛应用于纺织、粘合剂、涂料、造纸、高吸水性树脂等领域中。随着经济的发展，对丙烯酸及其酯类的需求量越来越大，因此对它的研究也一直是研究者关注的热点。目前，丙烯酸（酯）的生产工艺比较成熟，生产方法有很多，如丙烯氧化法、丙烯腈水解法等。近年来，中国科学院过程工程研究所开发了以醋酸和甲醛为原料生产丙烯酸（酯）的新工艺，工艺原料低廉，生产过程相对温和，该工艺将为国内低迷的醋酸、甲醛市场带来新的应用方向。但是，无论是哪一种工艺都会生成副产物，需要对产品进一步分离提纯。本文对醋酸-甲醛法工艺流程中生成的共性副产物进行研究，建立分离流程进行模拟优化，以得到高纯度的丙烯酸甲酯产品，进行后续的丙烯酸（酯）生产。采用NRTL热力学模型，由相平衡实验得到Aspen Plus数据库中缺失物系（丙烯酸甲酯-水、丙烯酸甲酯-醋酸甲酯）的相平衡数据，进而通过数据拟合得到所需的二元交互作用参数。利用Aspen Plus化工流程模拟软件，分别对丙烯酸甲酯-甲醇-水体系、丙烯酸甲酯-醋酸甲酯-甲醇-水体系、丙烯酸甲酯-醋酸甲酯-甲醇-水-丙烯醛-丙酮体系的分离过程进行工艺模拟优化研究，主要对萃取塔、普通精馏塔、减压精馏塔、萃取精馏塔等分离单元进行优化计算，重点讨论了理论板数、进料板位置、回流比等参数对产品纯度的影响。经过上述分离体系的研究，确定最优工艺参数，得出模拟结果。这对工厂的实际生产和操作具有一定的指导意义。
【图文】：

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图 2-1 共沸精馏工艺流程图[7]Fig.2-1 The process of azeotropic distilation丙烯酸混合气体由物流 1 进入丙烯酸吸收塔流接触，形成丙烯酸水溶液，接触后的气体酸水溶液由物流 4 进入共沸精馏塔 102，与2 塔塔顶得到的轻组分进入储槽 10，静置后是共沸剂，水相中有大部分的水和少量的丙进入 102 塔，一部分水相作为吸收剂由物流流 8 排除系统。102 塔塔底得到的是高质量到高纯度的丙烯酸。提纯 Ueno 等人采用结晶的方法来得到高纯度的次产生二聚体和聚合物，从而提高了丙烯酸且采用结晶的方法也减少了设备的投资费用结晶，对丙烯酸纯度的要求可以由结晶步骤

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图 2-2 结晶法工艺流程图[7]Fig.2-2 The process of crystallization空气进入反应器 1，发生氧化反应生成丙烯醛，然后与步氧化生成丙烯酸气体混合物，混合物进入吸收塔 3 烯酸的水溶液，丙烯酸水溶液进入精馏塔 4 进行分离器 7 分离后，共沸剂循环进入精馏塔 4，溶剂循环到吸进入 5 中结晶提纯丙烯酸，得到高纯度的丙烯酸产品聚体，进入工序 6 进行分解，工序 6 包括精馏塔 6a 分解后产生的丙烯酸返回到精馏塔 4 中继续进行反应。公司技术巴斯夫公司是世界上生产丙烯酸及酯产量最大的厂家，化法，生产装置分为丙烯氧化、丙烯酸精制、冰丙烯酸氧化部分采用两步氧化法，反应器为管壳式反应器，使Co 系或 Mo-BI 系催化剂，，二段为 Mo-V-Cu 系催化剂
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ225.131

【参考文献】