【摘 要】
：
聚乙烯醇（Polyvinyl Alcohol,PVA）可生产纤维、粘接剂及涂料等产品,广泛应用于纺织、化工和建筑等众多领域。醋酸甲酯是聚乙烯醇生产过程的重要副产物,需经水解反应生成醋酸和甲醇后回收使用。醋酸甲酯单程水解率低,并与反应物水和产物甲醇均可形成共沸物,造成现有醋酸甲酯水解及分离过程能耗高,流程复杂。简化醋酸甲酯回收流程、降低能耗是降低PVA生产成本的关键。间壁塔（Dividing Wal
论文部分内容阅读
聚乙烯醇（Polyvinyl Alcohol,PVA）可生产纤维、粘接剂及涂料等产品,广泛应用于纺织、化工和建筑等众多领域。醋酸甲酯是聚乙烯醇生产过程的重要副产物,需经水解反应生成醋酸和甲醇后回收使用。醋酸甲酯单程水解率低,并与反应物水和产物甲醇均可形成共沸物,造成现有醋酸甲酯水解及分离过程能耗高,流程复杂。简化醋酸甲酯回收流程、降低能耗是降低PVA生产成本的关键。间壁塔（Dividing Wall Column,DWC）与完成相同功能的塔组相比可以简化流程,节约设备投资,降低能耗。论文首先提出了10万吨/年聚乙烯醇装置的醋酸甲酯间壁塔反应精馏水解工艺,取消了原工艺的水萃取精馏单元,将传统工艺的92.0%醋酸甲酯进料,改进为75.0%醋酸甲酯直接进料。采用过程模拟方法确定了较优的工艺和设备条件,结果表明,保持与传统工艺相同的水酯比及能耗情况下,醋酸甲酯水解率从66.4%提高到了72.4%。然而,该工艺受75.0%醋酸甲酯直接进料影响,进水解反应器的醋酸甲酯中仍含有12.5%的甲醇,抑制了水解反应,降低了水解反应转化率。为降低进反应器物料中甲醇的含量,进一步提高醋酸甲酯水解率,提出了采用稀醋酸作萃取剂的间壁塔萃取-反应精馏耦合水解工艺。通过将塔釜稀醋酸返回至75.0%甲酯进料口上方,进水解反应器的醋酸甲酯中甲醇含量由12.5%降低至9.2%,水解率提高至87.4%。塔釜热负荷增大至28.9 Gcal/hr时,醋酸甲酯接近完全水解,右侧塔段顶部采出甲醇质量分数为90.4%,塔釜采出醋酸质量分数为71.7%。为比较能耗,建立了包括甲醇和醋酸精制的全流程模型,模拟结果表明新工艺与传统工艺相比能耗降低18.0%,并少了醋酸甲酯水萃取精馏塔和水解产物分离塔,简化了工艺流程。间壁塔内隔板两侧的气相流量分配是该领域的技术难点。论文提出了通过改变间壁塔两侧冷凝器的冷凝能力调节左右两侧塔顶压力,从而改变塔内上升蒸气在两侧分配的控制策略。通过醋酸甲酯萃取-反应精馏耦合间壁塔的动态模拟,证明了通过调节间壁塔主塔塔顶冷却水量,可以实现气相分配比例在1.97到2.35范围内变化,证明了该控制策略的可行性。进一步,通过扰动分析探究了该控制结构的控制性能,研究结果可为间壁塔醋酸甲酯萃取-反应精馏水解工艺的工业实践提供借鉴。
其他文献
能量回收装置是反渗透海水淡化技术系统节能降耗需求的关键设备,我国海水淡化工程对国外能量回收装置产品依赖程度极高,亟需开发新型国产化能量回收装置以摆脱外国产品和专利技术的约束。本文开发了一种新型斜盘柱塞式能量回收装置,完成了该装置的结构方案设计,并基于AMESim软件对装置进行优化及运行特性研究。斜盘柱塞式能量回收装置通过斜盘的旋转带动柱塞在缸体内往复运动,柱塞的往复运动使得柱塞窗口与高低压腔室交替
锂硫电池由于具有超高的理论比容量和低廉易获取的原材料备受研究者的青睐。然而,穿梭效应所导致的锂负极腐蚀和活性材料的不可逆损失等问题,严重阻碍了锂硫电池的实用化进程。对此,本文通过一步法制备了石墨烯材料,并比较了石墨烯材料和多孔炭黑BP2000的对硫正极性能的影响,初步探究出一种新颖的硫正极的制备方法。电催化剂通过化学吸附抑制多硫化物的溶解和扩散,并且催化多硫化物复杂的氧化还原动力学过程。本文通过在
为了降低水电解制氢过程中的能耗,开发具有高活性的非贵金属水电解催化剂以降低反应过程中的过电位是现今水电解制氢的主要研究方向之一。本文研究了一种利用氯离子腐蚀制备复合催化电极的方法,该电极对析氢反应和析氧反应都具有良好的催化活性,同时在反应过程中具有持久耐用性,在碱性水电解制氢方面很有应用潜力。本文基于复合材料的界面理论,根据连续基体相、分散增强相和界面相三相结合的结构设计,提出了先氯离子腐蚀后水热
近些年来,工业生产中的高盐废水数量不断增加,直接排放会对环境造成不可估量的破坏。高盐废水减量排放和零排放受到了越来越广泛的关注。针对具有高温烟气条件的环境,论文提出了一种新型转筒干燥机,这种转筒干燥机里装有填料球以增加干燥机的传热传质面积,且转筒的表面均匀分布小孔,高温气体从筒体壁面上的小孔进入转筒干燥机,与高盐废水直接接触,使废水蒸发干燥。废水蒸发干燥后留下的固体会附着在填料球的表面,并通过填料
有机物多晶型现象在医药、光电材料等领域越来越受到关注,然而,要清楚地阐明分子的聚集行为、成核途径以及多晶型产生机理仍然是一个挑战。溶析结晶是工业生产中常用的单元操作之一。目前,鲜有文献从分子层面探索溶析剂添加量对于药物分子构象、聚集行为以及成核特征的影响作用。本文以吡虫啉（IMI）为模型物质,采用实验和模拟相结合的方法,研究了在甲酸（溶剂,FA）和水（溶析剂,W）体系中溶析结晶过程对吡虫啉晶型的调
界面聚合法制备的薄层复合纳滤膜在分离一价/二价无机盐混合溶液领域展现出广阔的应用前景。然而,现阶段常见纳滤膜表面大多荷负电性,因此这类膜对于一价/二价阳离子无机盐混合溶液的分离性能仍有待提高。在界面聚合制备纳滤膜过程中,通过调控水相单体哌嗪的浓度、引入添加剂和使用含季铵结构的新型水相单体等方法,可有效强化纳滤膜表面的荷正电性,从而提升所制纳滤膜对一价/二价阳离子无机盐混合溶液的分离性能。本文据此开
Friedel-Crafts酰化反应可以用来合成各种有价值的化工产品的中间。在这些化工产品中,2-乙酰噻吩是一种被广泛使用的医药中间体,可用于生产盐酸度洛西汀,靛蓝等,而噻吩（以乙酸酐作为酰化剂）是生产2-乙酰噻吩的重要原料。现有的噻吩酰化制备2-乙酰噻吩的研究已经发展到了使用成型的沸石分子筛作为催化剂在滴流床反应器中进行连续生产实验。但是,这种连续生产实验存在一些较大,并且难以解决的问题。即分子
山梨酸是一种食品添加剂,可以有效抑制霉菌,酵母,需氧细菌的活性,防止有害微生物的生长和繁殖,山梨酸被广泛用于食品,医药,化妆品和其他行业。因此,山梨酸的纯度、水溶性和热稳定性对其进一步开发和利用有重要意义。本文对山梨酸在混合溶剂中的溶解性质进行研究,并且对药物固体形态进行实验筛选,对得到的共晶和盐的性质进行系统的研究。通过静态平衡法测定了山梨酸在不同温度下,不同比例的乙醇-水,丙醇-水和异丙醇-水
随着经济、技术的快速发展,人们对于能源的需求量持续增长。超级电容器由于具有功率密度高、安全性强、使用寿命长等优点,被认为是一种极具应用前景的储能装置。使用生物质为前驱体制备碳材料不仅能够充分利用其特有的生物质结构,而且符合绿色化学的要求。因此,本文对生物质衍生的碳材料的制备及其在超级电容器中的应用进行了系统的研究和全面的考查。菖蒲是一种来源广泛的湿地植物,叶片中含有较多的磷元素,同时作为一种挺水植
透明质酸（HA）是一种天然多糖大分子,具有多种官能团,如羟基（-OH）、羧基（-COOH）和氨基（-NH2）等,具有很高的应用价值。HA不仅可以与金属前驱体结合并还原金属离子,并且能够提供成核位点调控金属纳米材料的生长。本论文采用HA同时作为还原剂和稳定剂,通过原位还原法制备了Pd纳米颗粒（NPs）以及Pd基多孔电极材料,分别应用于对硝基苯酚（4-NP）的氢转移反应与电催化加氢反应,并考察了其催化