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(mol)=1.2,硫酸/醋酸(Wt)=0.01。 设计了内径Φ125/Φ140、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Φ1200/Φ1600。