酯化法制備乙酸乙酯的反應精餾過程分析與優化

石聽偉

摘 要:本文使用了Aspen Plus11.1模擬乙醇與乙酸反應精餾生成乙酸乙酯的過程研究,對進料溫度、壓力進行了靈敏度分析,得到了最佳工藝參數,模擬得到了反應精餾塔的溫度和濃度分布,為更好地指導乙酸乙酯的工業生產提供參考。

關鍵詞:乙酸乙酯反應精餾過程模擬

中圖分類號:TQ 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)06(b)-0083-01

乙酸乙酯(ethyl acetate,EA),簡稱,具有優良的溶解性能,是一種快干性的、極好的工業溶劑,被廣泛應用于醋酸纖維,乙基纖維,氯化橡膠、乙烯樹脂、乙酸纖維樹脂、合成橡膠等生產。

1模擬過程簡述

乙醇和乙酸混合通入B1(裝有催化填料的反應精餾塔本文使用RADFRAC里添加反應構成了的反應精餾塔)內進行反應。塔頂蒸出乙酸乙酯和微量的水和乙醇,而塔釜的乙酸乙酯流股有少量的水和乙醇。模擬所需要的動力學數據均來自Aspen Plus自帶的數據庫。流股3是乙酸質量分率92.9%的乙酸流股。反應模擬的動力學數據均來自Aspen Plus自帶的數據庫。

2結果分析與優化

2.1 溫度

溫度靈敏度分析,表現為單調遞減,但總的來說酸乙酯質量分率的變化不大。反應溫度越低越利于乙酸乙酯的合成。這是因為乙酸乙酯的反應原料乙醇和乙酸是極易揮發的物質,反應的有效相是液相,溫度過高不利于反應的進行。考慮到溫度處理成本,最佳進料溫度為常溫。

2.2 壓力因素

壓力靈敏度進料壓力對乙酸乙酯的收率影響不大,由于乙酸乙酯的酯化合成反應是一個液相反應,它的有效相是液相,一般而言,壓力對液相反應影響不大。考慮了加壓成本,最佳進料壓力定在常壓。

2.3 料配比

我們利用了Aspen Plus的靈敏度分析模塊對以反應精餾塔的回流比為自變量,流股2中的乙酸乙酯的質量分率為因變量的函數進行,乙酸乙酯的收率出現峰值的回流比是考察定義域較小的時候,顯而易見,最佳回流比是0.7。

2.4 反應精餾塔的溫度分布和濃度分布(氣相)

這里模擬得出的溫度分布和濃度分布(氣相)都是在最佳工藝參數下得到。

3結語

反應精餾酯化合成乙酸乙酯的最佳工藝參數如下:反應溫度為常溫,壓力位常壓,回流比為0.7。