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催化精馏技术在醋酸甲酯水解过程中的应用研究

本论文的目的是将催化精馏技术应用于醋酸甲酯水解反应过程,以期突破化学平衡的限制而获得较高的水解转化率。主要研究内容如下:1、通过对当前用于水解反应的固体酸催化剂的比较分析,结合催化反应精馏塔装填的需要,选择了强酸性阳离子交换树脂和阳离子交换膜两种类型的催化剂用间歇搅拌釜式反应器对醋酸甲酯水解动力学的规律进行了实验测定。在对内、外扩散效应测定及分析的基础上,获得了在较大的温度、反应物摩尔比及催化剂浓度范围内消除了内、外扩散影响的水解转化率随时间的变化数据。并采用了较适宜的处理方法对反应速率进行了计算。综合初始反应速率的实测结果及Langmuir-Hinshelwood模型方程的拟合情况,选择了最适宜的双曲线型方程的形式并得到了相应的模型参数数据,还同时得到了拟合的均相动力学方程。对实验结果的反算表明双曲线型动力学方程大大优于均相动力学方程。选择同一计算基准,用双曲线型动力学方程分别对两类催化剂的反应速率进行了计算,得到了在相同催化  (本文共132页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
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醋酸甲酯催化精馏水解耦合过程研究

在传统的聚乙烯醇工业和精对苯二甲酸工业生产过程中,醋酸甲酯回收工艺是采用固定床反应器将醋酸甲酯水解为甲醇和醋酸,使其循环利用。该工艺过程不仅消耗大量的能量,而且去离子水的用量也较大,废水较多。本论文的目的是得出醋酸甲酯催化精馏水解过程的数学模型,提出醋酸甲酯水解工艺的改进方案,开发新型催化填料。本文利用已有的热力学、水解反应动力学模型以及现有催化填料的基础数据,采用化工流程模拟与分析的方法,对醋酸甲酯催化精馏水解过程进行了模拟与分析。通过对催化精馏塔的灵敏度分析,获得该过程较优的工艺参数为:醋酸甲酯与水共同从催化精馏塔顶部进料、进料水酯比为0.8、回流进料比为2.5~3.0。并通过与文献数据进行对比,验证了该模拟方法的可行性和正确性。在对现有工艺流程模拟的基础上,结合工业操作实际,提出两种工艺改进方案:(1)提高塔内压力;(2)在催化精馏塔上采用侧线采出的方式采出水解产物。运用本文提出的模拟方法对改进与原工艺的能耗情况进行了考察...  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>

福州大学
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乙酸甲酯水解萃取精馏与催化精馏耦合工艺研究

本文在乙酸甲酯水解催化精馏工艺成功工业应用的基础上提出新的水解工艺,将原工艺流程的萃取精馏塔与催化精馏塔结合起来,实现萃取精馏过程与催化精馏过程的耦合操作,开发了乙酸甲酯水解萃取精馏与催化精馏耦合工艺(简称耦合工艺)。通过耦合技术达到过程强化、流程精简的目的,以期进一步提高乙酸甲酯的水解转化率,降低回收过程能耗和投资。本文结合小试实验和过程模拟系统地考察了耦合工艺水解过程的影响因素和规律,在此基础上完成了工艺全流程的计算机模拟,为中试放大和工业化设计提供依据。研究的主要内容如下:1.考察比较了3种(捆扎包型、催化剂与填料交替混装型和新开发的管型)不同的催化剂装填方式,确定出“管式”装填方式具有装卸方便、效率较高的优点。2.以新开发的“管式”催化剂装填方式为基础,直接以乙酸甲酯和甲醇的恒沸物为原料,在直径为35mm的小试塔上进行实验,结果表明:进料水酯摩尔比是过程影响最显著因素,随着水酯比增加水解转化率明显提高;同时得出水解转化率...  (本文共151页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京化工大学
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反应精馏在醋酸甲酯水解工艺中的开发研究与应用

简要介绍了催化精馏技术的发展及几种类型的反应精馏塔,综述了催化精馏水解乙酸甲酯的研究现状及催化剂的种类、装填方式,并阐明了其优缺点。研究了在701型强酸性阳离子交换树脂催化下的乙酸甲酯的水解反应动力学,实验验证了此反应为二级反应,测定了反应温度、催化剂用量、不同进料水酯比对反应速率的影响,并比较了几种不同催化剂的催化活性,获得了乙酸甲酯水解的活化能和反应动力学方程。开发了一种适用于醋酸甲酯水解的催化反应精馏塔,具有催化剂装填量大、不易泄漏、更换方便等优点,通过实验验证,发现其反应过程与分离过程耦合良好,易于调整,开发了醋酸甲酯反应精馏水解新工艺,简化了流程,提高了过程的可操作性。用填料催化反应精馏塔对乙酸甲酯的催化水解过程进行了小试和中间过程试验研究找到了适宜的操作条件,实验证明节能降耗明显(4吨蒸汽/吨PVA),指出了反应精馏水解醋酸甲酯研究过程数据及工业化应用情况及存在的问题。  (本文共66页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
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醋酸甲酯催化精馏水解新工艺及相关基础研究

本文在催化精馏水解工艺工业化成功的基础上,进行了醋酸甲酯和甲醇共沸物催化精馏水解新工艺及其相关基础研究,以进一步改进工艺,达到简化流程及节能降耗的目的,同时建立起催化精馏过程模拟和设计的理论体系,为中试及将来的工业化打下了坚实的基础。主要研究内容如下:1.在直径为25mm的小试塔中进行了实验,获得了丰富的实验数据和满意的实验结果。结果表明,最佳工艺条件为:醋酸甲酯和甲醇从塔顶进料,空速为0.356,水酯比为5.0,回流进料比为2.15,此时酯水解率可达80.38%,回收系统的能耗比传统的固定床工艺降低39.99%,比催化精馏工艺降低23.5%,以年产3.3万吨PVA规模计,可获得经济效益达942.5万元/年。因此,该新工艺的工业化将可获得很高的经济效益和社会效益。2.在间歇搅拌釜式反应器中测定了SK-1A型阳离子交换树脂催化的醋酸甲酯水解反应动力学,得到了以单位质量干催化剂为基准的醋酸甲酯催化水解动力学方程为:其中: 这为醋...  (本文共122页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
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催化精馏专用填料型固体酸催化剂的制备研究

催化精馏是一种新的化工过程强化技术,但目前大多数的工作主要集中于催化精馏的应用方面,而对催化精馏用催化剂则研究的较少。本文的目的是开发研制一种新型催化精馏专用填料型固体酸催化剂。采用铝阳极氧化法制备了填料型 Al2O3-Al 载体,通过改变阳极氧化工艺条件可以调节 Al2O3-Al 载体的氧化膜厚度、孔径及比表面积的大小,XRD 实验表明,所制备的载体氧化膜为无定形结构,与制备工艺条件无关。研制了新型催化精馏专用填料型 SO4 /Al2O3-Al 固体酸催化剂,利用 XPS、2-BET、XRD、NH3-TPD 等手段对其进行了表征,结果表明,载体 Al2O3 膜为无定形结构,SO4 /Al2O3-Al 为中等酸强度的固体酸。用乙酸/乙醇酯化反应评价了该2-固体酸的催化性能,显示出催化剂具有较高的催化活性,且稳定性较好。研制了新型催化精馏专用填料型 SO4 /ZrO2-Al2O3-Al 固体酸催化剂,利用2-XRD 、 BET 、...  (本文共115页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京工业大学
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苯氯化三相催化精馏过程研究

氯苯是氯化芳烃中最主要的产品之一,是重要的有机合成中间体,也可以直接用作溶剂。目前国内外均采用塔式沸腾连续氯化法生产氯苯,该工艺虽然已有几十年的历史,相当成熟,被普遍采用,但还存在以下缺陷:(1) 苯的单程转化率低,物料处理量大,操作费用高。为避免氯苯的深度氯化,控制苯的转化率在25~35%,相当于3/4的原料苯需经分离循环使用,增加了后续工段水洗、中和、蒸馏以及循环苯冷却干燥的物料处理量,从而增加了设备投资和操作费用以及能量消耗。(2) 工艺过程冗长,废水量大,污染环境。为避免氯化液中的三氯化铁和氯化氢对后续设备造成腐蚀和堵塞,必须进行水洗、中和,导致工艺流程冗长,设备投资大,操作费用高,同时产生大量酸、碱废水,污染环境。(3) 反应热没有得到利用。苯氯化反应为强放热反应(ΔH=—131.5 kJ/mol),在反应过程中,反应热由苯汽化带出反应器,没有得到利用,白白浪费。针对氯苯生产工艺存在的上述缺陷,本文首先提出了将反应精馏...  (本文共167页) 本文目录 | 阅读全文>>