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乙二醇精制过程的模拟分析

2012-04-09王汝贤马新宾

化学工业与工程 2012年4期

王汝贤,徐 艳,*,吕 静,马新宾,

(1.天津大学化工学院,天津 300072; 2.绿色合成与转化教育部重点实验室,天津 300072)

乙二醇是一种重要的有机化工原料,被广泛应用于聚酯纤维、塑料、油漆、胶黏剂、表面活性剂和炸药等领域,也可直接用作溶剂和配制防冻液。环氧乙烷非催化水合是当今工业生产乙二醇的主要方法[1-2]。近年来,随着产品需求量的增加和石油资源的日益短缺,国内外研究者们仍在不断开展乙二醇合成新技术的研究[3-5]。其中,通过氧化偶联及草酸酯加氢的乙二醇工艺技术较具有代表性[5-9]。但是,加氢法合成的乙二醇粗品成分较为复杂,获得高纯度的乙二醇产品能耗较大。

复杂分离体系的能耗问题一直以来都是国内外学者研究的焦点,以节能为目标的新型精馏过程的开发与应用的研究倍受关注[10-11]。近年来,也有越来越多的研究者从分离序列的合成角度开始探讨精馏过程节能问题,主要方法有:启发式规则[12-13]、MINLP法[14-15]、退火算法[16]、基因算法[17]、状态任务网络[18]以及最近被报道的矩阵法[19-20]等。其中,新近提出的矩阵法[19],以其搜索范围全面,便于编程实现的特点,开始受到关注[21]。

本研究将从节能角度出发,对草酸二甲酯加氢制乙二醇工艺的分离方案进行研究,以期获得技术可行、能耗合理的精制方案。本研究使用矩阵法[19],重点以总能耗最小为目标,结合Aspen Plus模拟对分离方案进行筛选。通过灵敏度分析及优化计算,确定主要的精馏设计参数,从而为加氢技术工业化设计提供依据。……

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