“背包式”反应精馏水解乙酸甲酯的工艺

采用"背包式"反应精馏深度水解乙酸甲酯,考察了工艺条件对水解率和酸水比的影响,并与传统的单塔催化精馏工艺进行了对比。结果表明:提高水酯比可以显著提高乙酸甲酯的水解率;回流进料比的增加有利于提高水解率但会增加能耗,较佳回流比为3.0左右;乙酸甲酯水解率随空速的增加而降低的速度较慢,可以适当提高空速以增加处理能力;增加固定床体积有利于酯的预水解,但是不一定有利于酯的总转化率。采用"背包式"催化精馏工艺可以实现乙酸甲酯的深度水解,且优于传统的单塔催化精馏工艺。

“背包式”反应精馏集成过程研究进展

"背包式"反应精馏是一种反应器与精馏塔既相互独立又相互耦合的离散集成技术。由于反应与分离处于不同空间位置,能够突破传统反应精馏对工况的限制,拓宽应用范围,且便于工程放大。本文综述了国内外"背包式"反应精馏从基础到应用的研究概况。从转化率、选择性、塔内温度、组成分布等方面,分析了"背包式"反应精馏与传统反应精馏的等效性,指出"背包式"反应精馏的优势在于工况的灵活选择利于实现反应与分离能力的最佳匹配。介绍了"背包式"反应精馏在稳态模拟与优化、动态模拟及控制等方面的研究进展,并从不同工况反应与精馏集成技术的应用、便捷的催化剂装填与反应器设计应用两个角度归纳了该技术的应用进展。最后,从优化设计理论、先进控制方法、能量综合利用以及强化酶催化反应等方面对"背包式"反应精馏进一步的研究与应用进行展望。

“背包式”反应精馏生产丙烯酸叔丁酯过程控制策略设计

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,将加压较低温度反应减压较高温度精馏集成的“背包式”反应精馏工艺用于生产丙烯酸叔丁酯。为了保证生产过程运行和丙烯酸酯产品质量的稳定,开展工艺流程控制方案设计和动态模拟研究,设计了双温度控制(CS1)和比例双温度控制(CS2)2种方案,采用Aspen Dynamics对动态特性进行计算和分析,比较两种控制策略方案。结果表明,在施加异丁烯进料流量增加10%的扰动时,CS1不能恢复产品质量分数稳定,而添加进料比例控制的CS2使产品质量分数在5 h左右恢复稳定,在施加进料组成扰动情况下,CS2相比于CS1,丙烯酸酯的质量分数恢复稳态时间由7 h缩短至5 h,具有更好的抗干扰性。

“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。