基于醋酸甲酯合成反应精馏工艺的研究

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1、河北工业大学硕士学位论文醋酸甲酯合成反应精馏工艺的研究姓名：张倩瑜申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：李柏春20050101河北工业大学硕士学位论文醋酸甲酯合成反应精馏工艺的研究摘要甲醇和醋酸合成醋酸甲酯的反应是可逆反应，醋酸甲酯、甲醇和水会形成二元或三元恒沸物，所以获得高纯度的醋酸甲酯非常困难。本文对醋酸甲酯合成工艺进行了计算机模拟和过程优化，并进行了系统的试验研究，采用萃取精馏与催化反应相结合的工艺方法，以98％浓硫酸作为催化剂，用醋酸和甲醇为原料，用一个塔成功制得纯度>／99．5％的醋酸甲酯，醋酸的转化率>99．9％。作者采用平衡级模型对醋酸甲酯合成工艺进行了模拟计算。应用严格蒸

2、馏模型RadFrac，热力学方程选用适合醋酸甲酯物系的NRTL方程，系统考察了全塔级数、回流比、进料位置、酸醇进料比等因素对反应精馏过程的影响；并对该过程进行了优化，初步得到最优操作条件：反应精馏塔理论级为45级，甲醇、硫酸、醋酸的进料位置分别为第40级、第20级和第10级(塔顶冷凝器为第1级，塔釜为第45级)，回流比为1．2，甲醇／醋酸(m01)=1．2，硫酸／醋酸(叭)=0．01。设计了内径巾125／巾140、高约16米的醋酸甲酯合成反应精馏塔(6米高的波纹丝网填料与40块CTST塔板复合塔)，在上海焦化厂进行了系统的试验研究，试验塔操作稳定，调节方便，可稳定生产纯度／>99．5％的醋酸

3、甲酯，醋酸甲酯纯度最高可达99．64％，醋酸的转化率>99．9％，且温度分布、塔顶、塔底各组分浓度试验结果与模拟结果吻合良好。初步完成了年产2万吨醋酸甲酯工艺包的设计工作。反应精馏塔高度为42．7米，78块CTST塔板，直径为巾1200／击1600。关键词：醋酸甲酯，反应精馏，催化精馏，合成河北工业大学硕士学位论文THESTUDYoNREACTIVEDISTILLATIONOFMETHYLACETATESYNTHESISABSTRACTItisdifficulttoobtainhigh-puritymethylacetatebecauseofthereversereactionbymetha

4、nolandaceticacidandtheformmionofazeotropes．Theprocesshasbeensimulatedandoptimized，and99．5Vno／omethylacetatehasbeenobtainedinonecolumnwithsulfla-icacidascatalyst．Theconversionofaceticacidisabove99．9％．Thesimulationbasedonequilibriumratemodelisappliedintheprocess，TherigorousfractionationRadFracandNRTL

5、equationatechoseninthesimulation．Theeffectsofcolumnstage，refluxratio，feedlocationandratioofmethanoltoaceticacidinfeedhavebeeninvestigated．Abetterconditionisproposedbyanalyzingthesimulationdata：45stagesintheory,methanolfedfromthe40曲stage．sulfuricacid20出andaceticacid10‘“(thecondenseristhe152stageandt

6、hereboiler45“)，refluxratio1．2，ratioofmethanoltoaceticacidinmole1．2，andratioofsulfuricacidtoaceticacidinweJIghtO．01．Areactivedistillationcolumnwhichis16metershigh．巾125／中140indiameterhasbeendesignedandexperimenthasbeendoneinshanghaitoprovetheveracibofsimulation．Inourexperiment．aconversionofaceticacid

7、above99。9％andproductionstreamcontainingatleast99．5％methylacetateareachieved．Bycontrasting，theexperimentdataateingoodagreeme”withthecalculatedresults．Areactive／distillationcolumnwhichis20000t／yearinproductio