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对苯二甲酸(Terephthalic Acid,TA)是聚酯工业的重要原料,主要采用对二甲苯(para-Xylene,PX)液相氧化法生产。本文考察了中等纯度对苯二甲酸(Moderately PurifiedTerephthalic Acid,MTA)生产工艺中的反应母液和粗对苯二甲酸(Crude Terephthalic Acid,CTA)的精制过程,并建立了工业萃取塔模型和CTA熟化精制动力学模型。论文主要包括以下四个方面的内容:
1.醋酸正丙酯-水-氧化副产物体系液液相平衡
苯甲酸(Benzoic Acid,BA)和间苯二甲酸(Isophthalic Acid,IPA)等氧化副产物在醋酸正丙酯(n-Propyl Acetate,NPA)和水相中的液液相平衡数据是深入研究工业萃取过程必需的热力学基础数据。采用实验的方法,测定了覆盖工业生产中溶质组成和温度范围的苯甲酸和间苯二甲酸在醋酸正丙酯和水中的分配系数。
2.工业萃取过程模拟
通过使用Aspen软件,回归液液相平衡实验数据,得到了相关NRTL模型参数。结合工业萃取操作条件,利用Aspen Plus软件和之前得到的热力学参数,对工业萃取过程进行了模拟计算。计算结果与工业数据相一致,进一步说明液液相平衡实验数据的可靠性。
3.CTA熟化精制过程
采用分批式实验技术,详细考察了两种粒径、质地不同的CTA粒子,在恒温和变温的实验条件下,其中所含的杂质对羧基苯甲醛(4-Carboxybenzaldehyde,4-CBA)含量和粒子粒径大小的变化情况。
4.CTA熟化精制过程模拟
综合考虑了温度改变对扩散系数、粒子的粒径生长速率的影响,得到了修正的扩散-反应模型,通过拟合之前的实验数据确定了相关模型参数。修正的扩散-反应模型能较好地解释实验现象,模型计算结果与实验结果相一致。