文档介绍：反应萃取精馏技术生产二氧五环的新工艺开发姓名:郭晓莹专业:化学工艺指导老师:刘继泉目录 4 本课题的研究意义 123 反应萃取精馏塔操作参数的探索产品精制方案的优选结论二氧五环是共聚甲醛的第二单体,售价高达 3万元/吨,其传统工艺存在几方面的缺陷: ? 1)原料采用多聚甲醛,成本高? 2)原料转化率低? 3)精制路线繁琐,设备投资多,能耗高? 4)排出大量废水,造成环境污染鉴于传统工艺存在的缺陷,本文提出以甲醛代替多聚甲醛为原料,引入反应萃取精馏技术来改造传统生产工艺的工艺方案。,反应萃取精馏技术具有以下优势: 首先,原料成本有大幅度的降低; 其次,反应萃取精馏塔将反应精馏和萃取精馏耦合在一个设备中,以分离打破反应的平衡,提高了原料的转化率,以萃取打破共沸,提高了产品的纯度,同时能够节约设备投资和能量消耗; 此外,塔顶采出的高纯度的产品减轻了后期精制的负担。,得到该反应为二级反应,反应的动力学方程为在小试的基础上,采用计算机模拟与实验相结合的方法对反应萃取精馏塔的操作参数进行了探讨。选择 Wilson-RK 物性方法模型,通过中试实验结果和模拟结果的对比确定所选的反应萃取精馏塔模型和物性方法可行性。 ?理论板数精馏段板数为 5反应段板数为 8提馏段板数为 5回流比为 2 ?进料位置乙二醇:第 3块板甲醛:第 8块板?进料比例/mol : 乙二醇:甲醛=1 :1 比较项目模拟值实验值塔顶温度(℃) 72 塔釜温度(℃) 甲醛转化率 % % 塔顶组成/mass% 二氧五环 % 乙二醇 29ppm 水 % % 甲醛 364ppm 0. 塔釜组成/mass% 二氧五环 % % 乙二醇 00 水 % % 甲醛 357ppm % 表1 中试试验值与模拟值的对比 048 12 16 20 20 40 60 80 100 simulation result experim ent result t/ ℃ stage 048 12 16 20 0 20 40 60 80 100 simulation result stage experiment result w(DOL)/% 图 1 温度分布图图 2 二氧五环浓度分布图 ,选定回流比为 1, , 三个水平,运用流程模拟软件 Aspen Plus 优选三个水平下各段合适的塔板数。最后对比三个回流比水平下板数为最佳理论板数时反应萃取精馏塔的能耗和塔顶产品纯度,确定最适宜的回流比和各段板数。回流比最佳理论板数 w( 塔顶二氧五环) /% w( 塔底二氧五环) /% 能量消耗精馏段萃取段反应段提馏段塔顶/kW 塔底/kW - - - 表2 各回流比下的最佳板数、产品纯度、能量消耗由表 2可知,回流比为时,产品的纯度最高,达到 % ;同时,达到最高纯度所需的板数较少,设备投资较省;此外,能量消耗适中。因此, 将回流比定为 ,在此回流比下优化得到的总板数为 21 块板,其中精馏段 2块,萃取段 9块,反应段 5块,提馏段 5块。 ,精馏段 2块,萃取段 9块,反应段 5块,提馏段5块板条件下,乙二醇和甲醛进料摩尔比例对产品纯度和塔底乙二醇残余量的影响,结果如图 3。 84 88 92 96 0 10 20 30 40 purity of DOL product w (DOL) /% n(EG): n(formaldehyde) w(EG) / % EG content in the residua 图3 进料比例的影响