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中国是食用酒精生产和消费大国。目前食用酒精提纯的主要技术为精馏法,过程能耗较大。多效精馏广泛应用于燃料乙醇的节能性分离,节能效果突出。醛类是食用酒精分离过程中较难除去的杂质之一。对多效精馏工艺中醛类杂质的分布进行研究,对开发新型食用酒精节能分离工艺具有一定的指导意义。在精馏过程中,乙醇乙醛会发生缩合反应生成乙缩醛,影响醛类的分离。本文采用500m L高温高压反应釜考察了温度和醋酸催化剂对乙醇乙醛缩合反应的影响。发现乙醇乙醛缩合反应在中性环境下也能进行,醋酸对反应有较明显的催化作用。通过热力学分析,得到反应焓变△rH为-24.13 kJ/mol,熵变△rS为-64.49 J/(mol·K)。通过对动力学实验数据分析回归处理,分别得到了在两种不同条件下适用的反应动力学方程。在无酸环境中为:r=e3.6839-4423.7/TxA2 xB-e11.4409-7326.3/TxC xD在醋酸存在的情况下为:r=e0.0017-0.0002/TxHAc0.5xA2 xB-e7.7597-2902.6/TxHAc0.5xC xD本文首先用ASPEN PLUS软件中的普通精馏模块建立了一套基于燃料乙醇生产工艺的多效精馏食用酒精分离工艺。模拟结果表明,在增设了甲醇塔后,产品能够达到优级食用乙醇标准,结果与实际工况存在较大差异。为此用反应精馏模块对该工艺流程中醛类分布进行研究。模拟结果表明,在高醇浓度情况下,由于乙醛部分转化为乙缩醛,塔设备的排醛能力大幅下降,使产品中总醛含量达到105.9 mg/L,接近实际产品中的醛含量。并且在合理的能耗、物耗范围内,仅通过调整操作参数,无法使产品中醛类达到优级标准。为了得到合格的产品,应使醛类在低醇浓度下分离。通过对醛类杂质在流程中分布情况的分析,发现第一粗馏塔塔顶液相流股是醛类杂质进入高醇区的主要通道。为此本文采用水萃取塔对该流股进行萃取精馏。模拟结果显示,水萃取塔能有效去除醛类。通过工艺优化,最终产品中总醛含量降到1.58 mg/L,达到优级食用酒精质量标准,且每生产一吨成品酒精的蒸汽消耗降到1.99 t,优于传统生产过程。本文为食用酒精工艺的节能优化及燃料乙醇生产中的多产品改造提供了一条新思路。