SDMO路線合成乙二醇的模擬研究.pdf

1、本文對(duì)SDMO路線合成乙二醇的模試主要反應(yīng)器和全流程進(jìn)行了系統(tǒng)性的模擬研究。 1．草酸二甲酯合成反應(yīng)器的模擬 先分別考察了各種條件對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響：催化劑裝填高度，反應(yīng)管直徑，空速，反應(yīng)器入口壓力，反應(yīng)氣體配比及有效氣體總含量 ，反應(yīng)氣體進(jìn)口溫度，壁溫，催化劑粒徑等。然后選取了4個(gè)對(duì)催化劑床層熱點(diǎn)溫度影響顯著的條件進(jìn)行了綜合影響考察：催化劑高度、反應(yīng)管徑、空速和壁溫，得出了各種反應(yīng)管結(jié)構(gòu)條件下的最佳操作條件。據(jù)此

2、對(duì)草酸二甲酯合成的模試反應(yīng)器進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 2．草酸二甲酯加氫反應(yīng)器的模擬 分別考察了各種條件對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響：催化劑裝填高度，反應(yīng)管直徑，進(jìn)料中氫酯比，草酸酯進(jìn)料濃度，反應(yīng)器入口壓力，反應(yīng)器進(jìn)口溫度，壁溫和液時(shí)空速。選取了7個(gè)對(duì)催化劑床層熱點(diǎn)溫度影響顯著的條件進(jìn)行了綜合影響考察：催化劑高度、反應(yīng)管徑、氫酯比、草酸酯入口濃度、反應(yīng)壓力、壁溫和液時(shí)空速，并得出了各種反應(yīng)管結(jié)構(gòu)條件下的最佳操作條件。據(jù)此對(duì)草酸二甲酯加氫

3、的模試反應(yīng)器進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 3．酯化反應(yīng)精餾塔模擬 (1)由于亞硝酸甲酯(MN)物性數(shù)據(jù)缺少，在酯化反應(yīng)精餾塔模擬之前， 先采用Aspen軟件對(duì)MN進(jìn)行了物性估計(jì)。物性估計(jì)結(jié)果與文獻(xiàn)中可查閱到物性數(shù)據(jù)相符，說明采用Aspen軟件對(duì)MN物性進(jìn)行估計(jì)是可靠的。 (2)模擬計(jì)算了反應(yīng)條件(溫度和壓力)和精餾條件(反應(yīng)精餾塔的精餾 段和提餾段塔板數(shù)、回流量)對(duì)反應(yīng)結(jié)果的影響。計(jì)算結(jié)果為：反應(yīng)壓力為3.5 at

4、m時(shí)，反應(yīng)溫度在45-70℃對(duì)反應(yīng)結(jié)果影響不大；壓力提高可降低對(duì)反應(yīng)段的塔板數(shù)要求，高于3atm后對(duì)酯化反應(yīng)結(jié)果影響不大；反應(yīng)所需的反應(yīng)段塔板數(shù)可以同時(shí)滿足精餾要求，提餾段3塊塔板即可；回流量高于6.5 kg／h可滿足精餾分離要求。 (3)反應(yīng)精餾塔小試試驗(yàn)與模擬結(jié)果比較說明，采用該反應(yīng)精餾模型來計(jì)算亞硝酸甲酯的合成在常壓和低溫下(30-45℃)是適用的，但由于缺少副反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)，模擬計(jì)算中沒有計(jì)入副反應(yīng)的影響，在升溫后

5、由于更有利于副產(chǎn)物HNO<,3>等的生成，模擬計(jì)算結(jié)果偏高。 4．羰化全流程模擬 首先對(duì)羰化流程中重要單元設(shè)備進(jìn)行了模擬優(yōu)化，包括羰化反應(yīng)器出口氣液分離器，甲醇洗滌精餾塔和含MN尾氣的甲醇洗滌塔。然后對(duì)羰化全流程進(jìn)行了模擬計(jì)算，根據(jù)模擬結(jié)果對(duì)補(bǔ)充原料在全流程循環(huán)中的利用率進(jìn)行了計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明對(duì)弛放氣中MN進(jìn)行回收利用是有必要的。 5．加氫全流程模擬 對(duì)加氫重要單元設(shè)備如甲醇回收精餾塔和減