“背包式”反应精馏生产丙烯酸叔丁酯工艺

针对丙烯酸与异丁烯酯化加成反应具有反应温度较低、精馏温度较高的特点,文中设计了加压较低温度反应-减压较高温度精馏集成的"背包式"反应精馏生产丙烯酸叔丁酯新工艺。以年度总成本(TAC)为目标,采用序贯优化法对过程工艺参数进行优化设计。规定新鲜丙烯酸进料量为10 kmol/h,塔顶产品中丙烯酸叔丁酯质量分数不低于98%,新鲜丙烯酸转化率达到99%,得到最佳过程配置参数和操作参数:侧反应器台数为2,进入侧反应器1(R1)的侧线采出量为10 kmol/h,进入侧反应器2(R2)的侧线采出量为5 kmol/h,以及催化剂总装填量为200 kg且分配比为0.7/0.3,总塔板数为28块(包括冷凝器和再沸器),精馏段塔板数为15块,侧反应器进出口间隔塔板数为5,回流比为0.64,此时TAC最小为1.439×10~6元/a。     

醋酸仲丁酯水解反应的催化精馏过程模拟与优化

首次提出醋酸仲丁酯水解制备仲丁醇的催化精馏新工艺。采用化工模拟软件Aspen Plus对醋酸仲丁酯水解的催化精馏工艺进行模拟计算,并考察了理论板数等条件对醋酸仲丁酯转化率以及产品质量分数的影响,得到反应流程的优化结果,精馏段、反应段、提馏段理论板数分别为14、21、2,进料水酯摩尔比为6∶1。醋酸仲丁酯的转化率达到96.87%,塔顶仲丁醇质量分数为71.85%,精制后得到质量分数为99.00%的仲丁醇产品,醋酸和水的含量均达到工业标准。     

不同温度反应与精馏集成生产醋酸叔丁酯的过程模拟

针对醋酸与异丁烯加成酯化可逆反应温度低、精馏分离温度高的特点,采用带侧反应器的反应精馏集成过程(SRC)建立了低温反应与高温精馏集成的醋酸叔丁酯生产新工艺。固定塔釜上升汽化量100 kmol·h^-1,规定新鲜醋酸进料的转化率达到99.9%、醋酸叔丁酯选择性达到97.0%,采用过程模拟考察了进入侧反应器的精馏塔采出量、精馏段塔板数、侧反应器进出口间隔塔板数和侧反应器台数等参数对合成醋酸叔丁酯的SRC过程的影响。模拟结果表明,醋酸与异丁烯加成酯化生产醋酸叔丁酯的SRC过程中只有反应能力与分离能力达到最佳匹配才能使单位产品的生产成本最小。研究结果为醋酸叔丁酯生产新工艺的放大设计与优化奠定了基础。     

乳酸过量进料反应精馏合成乳酸甲酯研究

针对乳酸与甲醇酯化反应体系中乳酸和甲醇的沸点分别为最高沸点与最低沸点,属于反应精馏设计中最劣沸点序列,导致乳酸甲酯反应精馏过程反应段效率低下的问题,设计了乳酸过量进料的反应精馏合成乳酸甲酯工艺。以年度总费用(TAC)为目标,采用序贯优化法对过程工艺参数进行优化设计,结果表明当乳酸过量比为1.3、反应精馏塔反应塔板数为7块、提馏段塔板数为16块(包括塔底再沸器)时,过程年度总费用达到最小为3.05×10~6 CNY×a~(-1)。相比于等比进料合成乳酸甲酯反应精馏工艺,乳酸过量进料反应精馏工艺能耗降低70.4%,TAC减小51.2%,更具经济效益。     

Aspen Plus在模拟分离四氢呋喃-水共沸精馏中的应用

采用常压-加压双塔精馏工艺对四氢呋喃-水混合物进行分离。运用Aspen Plus软件,选用NRTL-RK模型为物性计算方法,在保证四氢呋喃分离纯度不低于99.7%(w)的前提下,以再沸器热负荷为指标,对精馏系统的理论塔板数、回流比、进料位置和馏出比进行了模拟计算与优化。最佳工艺条件为:常压塔理论塔板数为12,回流比为1.767,进料位置为9,馏出比为0.695 0;高压塔理论塔板数为19,回流比为1.6,进料位置为13,馏出比为0.553 1。     

反应精馏生产乙酸正丁酯分析与优化

使用了Aspen Plus11.1模拟正丁醇与乙酸反应精馏生成乙酸正丁酯的反应精馏过程,对进料温度、回流比和进料位置进行了优化分析,得到了最佳工艺参数:进料温度常温;回流比为1;进料位置为第六块塔板。另外,模拟得到了反应精馏塔的温度和浓度分布,为指导乙酸正丁酯的工业生产提供了理论参考。     

反应精馏制备乙酸乙酯的工艺分析

为揭示反应精馏法制备乙酸乙酯的特性及得到较高纯度的产品,并为反应精馏工艺过程的深入研究及工业化提供理论依据,应用Aspen Plus软件模拟分析反应精馏过程。结果表明：给定回流比的情况下,理论塔板数、精馏段塔板数及进料位置、进料比、催化剂用量等参数均对产品纯度及分离效果产生影响。     

离子液体催化反应精馏合成乙酸乙酯工艺模拟

为研究离子液体在反应精馏中的作用,采用离子液体1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐（[BMIM]HSO₄）作为催化剂,对乙酸和乙醇合成乙酸乙酯的反应精馏流程进行了计算模拟。在确定了参数的酯化反应动力学的基础上,用Aspen Plus软件建立了反应精馏流程,研究了催化剂用量、精馏段理论板数、反应段理论板数、乙醇进料位置、进料摩尔比、持液量及回流比等参数对反应精馏过程的影响。研究结果表明,塔顶乙酸乙酯的质量分数随催化剂用量、精馏段理论板数、反应段理论板数和持液量增大而增大,工艺流程存在最佳回流比以及最佳进料酸醇摩尔比。得到的优化条件如下：离子液体与乙酸摩尔比为1：2.5,进料酸醇摩尔比为4：1,理论塔板数为21块,乙酸和催化剂在第7块理论塔板进料,乙醇在第19块理论塔板进料,塔板持液量0.1L,回流比为4,塔顶乙酸乙酯的质量分数可以达到98.73%。     

低含量丙酰氯精馏回收工艺的模拟

采用精馏的方法回收丙酰氯联产苯甲醛工艺中低含量的丙酰氯,通过Aspen Plus模拟软件对该工艺进行模拟,在常压条件下,考察了回流比、塔板数、进料位置、产品采出率对精馏提纯的影响。优化的丙酰氯回收参数为:回流比为10,塔板数为11,进料塔板数为第6块,塔顶采出率为2.0kg/hr,在此操作条件下,精馏所得丙酰氯的纯度可达99.9%。     

完全热集成变压精馏分离甲酸和水的模拟

利用Aspen Plus模拟软件对完全热集成变压精馏分离甲酸和水的过程进行了模拟,选用NRTL-HOC物性计算模型,模型的二元交互作用参数通过实验数据进行回归。在完全热集成下,分析了理论板数、回流比及进料位置对产品质量分数和塔釜能耗的影响。确定了较佳工艺条件:减压塔理论板数为34,回流比为7,原料和循环物料进料位置分别为第6和第14块塔板,塔顶甲酸质量分数为0.991;常压塔理论板数为32,回流比为8.6,进料位置为第17块塔板,塔顶水质量分数为0.994。与传统变压精馏比较,完全热集成变压精馏降低加热蒸汽能耗48.6%,冷凝水能耗48.9%,且无需附加再沸器或冷凝器。通过间歇变压精馏实验,验证了工艺的可行性。     

浆态鼓泡床反应器合成乙酸正丁酯工艺的研究

采用浆态鼓泡床反应器,改性阳离子交换树脂作催化剂,正丁醇和冰乙酸为原料,对乙酸正丁酯的合成工艺进行了研究,确定了最佳工艺条件:反应温度为110℃,反应时间75min,原料摩尔比n(正丁醇)∶n(乙酸)=1.2∶1,催化剂用量占乙酸用量的40%,乙酸正丁酯的产率可达到98%以上。     

Optimization of coproduction of ethyl acetate and n-butyl acetate by reactive distillation☆

Based on a previous investigation, a simulation model was used for optimization of coproduction of ethyl acetate and n-butyl acetate by reactive distil ation. An experimental setup was established to verify the simulated results. The effects of various operating variables, such as ethanol feed location, acetic acid feed location, feed stage of reaction mixture of acetic acid and n-butanol, reflux ratio of ethyl acetate reactive distillation column, and distil-late to feed ratio of n-butyl acetate column, on the ethanol/n-butanol conversions, ethyl acetate/n-butyl acetate purity, and energy consumption were investigated. The optimal results in the simulation study are as follows:ethanol feed location, 15th stage;acetic acid feed location, eighth stage;feed location of reaction mixture of acetic acid and n-butanol, eighth stage;reflux ratio of ethyl acetate reactive distillation column, 2.0;and distillate to feed ratio of n-butyl acetate, 0.6.     

硫酸钙晶须催化合成醋酸正丁酯

以醋酸正丁酯的合成作为典型的酯合成反应,考察了硫酸钙晶须在酯合成中的催化性能。酯化产率受反应物摩尔比、催化剂用量、反应时间、带水剂、催化剂重复使用次数的影响。实验结果表明,以硫酸钙晶须为催化剂合成醋酸正丁酯时,产率可以达到91%以上。得出了最佳反应条件:冰醋酸与正丁醇的摩尔比为1.1:1,催化剂硫酸钙晶须的量为醇质量的3%,反应时间6h,带水剂甲苯的量为醇质量的14.8%。且催化剂重复使用次数几乎不影响其催化性能。     

改性树脂催化剂催化浆态鼓泡床合成乙酸正丁酯

以改性D001型阳离子交换树脂为催化剂,以乙酸和正丁醇为原料,在浆态鼓泡床多相反应器反应回流条件下催化酯化反应制备乙酸正丁酯,研究了反应器的技术优势及催化剂的特性和催化剂类型、用量对酯化反应的影响及其使用寿命. 结果表明,最佳反应条件为：正丁醇:乙酸=1.2:1(摩尔比),催化剂用量占乙酸量的40%(w),反应温度110℃,反应时间75 min,该条件下乙酸正丁酯产率达98%以上,纯度达99.5%,催化剂经洗涤活化、再生,可重复使用6次.     

离子液体N-甲基咪唑对甲苯磺酸盐催化剂的制备及应用

采用一步法制备Brφnsted酸性离子液体N-甲基咪唑对甲苯磺酸盐催化剂（[Hmjm]TsO）,并对其进行了红外光谱、拉曼光谱等表征。将其应用于醋酸和正丁醇的酯化反应,详细考察了离子液体用量、反应时间、醇酸物料比、反应温度等因素对酯化反应的影响,并确定了较佳反应条件为：温度95～98℃,n（丁醇）：n（醋酸）：1．2：1,离子液体用量为反应物总质量的20．O％,反应时间6h,酯化率可达到85．0％。同时,[Hmim]TsO离子液体循环使用6次后,酯化率仍可达到78．2％。     

MoO_3/SiO_2催化合成乙酸正丁酯

采用等体积浸渍法制备了MoO3/SiO2负载型催化剂,并用于催化乙酸与正丁醇的酯化反应。考察了反应条件对乙酸转化率的影响。结果表明,适宜的反应条件为反应时间3h、原料醇酸比为4:1、催化剂用量为1.0g,乙酸的转化率为95%左右,乙酸正丁酯的选择性为100%,催化剂可重复使用。     

十二烷基磺酸锌催化合成乙酸正丁酯

研究了乙酸和正丁醇在十二烷基磺酸锌催化下的反应 ,考察了反应时间、催化剂用量、酸醇比等因素对产品乙酸正丁酯收率的影响。当催化剂用量为 0 .0 0 4mol,正丁醇和乙酸的摩尔比为 0 .6 ,回流搅拌反应 2 0min时 ,产品乙酸正丁酯的收率可达 86 .3%。     

侧反应器反应精馏方法生产醋酸甲酯的模拟

采用强酸性阳离子交换树脂催化醋酸与甲醇反应精馏生成醋酸甲酯,可避免硫酸作为催化剂的不足。但该非均相催化反应受平衡限制,且达到平衡时间较长,采用传统反应精馏塔难以提供足够反应空间。文中设计侧反应器与精馏塔耦合新工艺,采用Aspen Plus软件模拟研究了侧反应器数量、位置,原料进料位置,回流比,醇酸比等对反应精馏过程的影响。结果表明,当装置具有7个侧反应器,反应器间隔4块板,在优化的操作条件下,醋酸甲酯质量分数可达99.1%。     

对甲苯磺酸改性SBA-15的合成及催化合成乙酸正丁酯

采用浸渍法将含有磺酸基的对甲苯磺酸负载在SBA-15表面上,合成含有一定酸性的固体酸催化剂TsOH-SBA-15。催化剂的制备条件为:对甲苯磺酸的浸渍浓度为0.5 mol/L,焙烧温度为300℃,焙烧时间为4 h。用XRD,IR,DTA/TGA,氮吸附-脱附等方法对改性后的样品进行表征。结果表明,改性后的SBA-15分子筛的结构未发生变化,仍具有有序孔道结构。TsOH-SBA-15催化剂对冰乙酸和正丁醇的酯化反应具有较高的活性,正交实验结果为:反应时间80 m in,n(冰乙酸)∶n(正丁醇)=1∶1.2,催化剂用量为冰乙酸质量的5%,此时酯化率可达到95%。     

复合硫酸盐催化合成乙酸正丁酯

在连续搅拌和分水条件下,研究了复合硫酸盐(Fe2(SO4)3-K2SO4)催化乙酸与正丁醇的反应。通过正交实验考查了催化剂用量、反应物配比、反应时间等因素对反应的影响。结果表明,其最优条件是:固定乙酸用量0.10mol,催化剂用量1.50g,醇酸物质的量比1.8∶1,反应时间2h,乙酸正丁酯的酯化率可达98.4%;另外,该催化剂具有制备方便,催化活性好,环境污染小等优点。