合成气制乙二醇的工艺设计与模拟研究 - 图文(10)

４ＣＯ偶联合成草酸二甲酯过程的设计与模拟ＣＯ、ＮＯ和亚硝酸甲酯气；然后精馏塔ＣＯＬＵＭ一０１塔顶的混合气需要进一步分离，回收ＣＯ、ＮＯ和亚硝酸甲酯气，这里通过提馏塔装置ＣＯＬＵＭ一０２完成这一过程，经过提馏后塔底得到甲醇和碳酸二甲酯，其他气体成分都从塔顶排出；最后回收的气体物流５和物流８与补充的０２物流混合，便可用于亚硝酸甲酯的再生，循环于物流ＲＥＣＹ－ＧＡＳ。４．２．１氧化偶联反应过程的模拟前面已经提及，反应部分的模拟由于缺乏较好的动力学参数，采用转化率模型代替动力学过程表示反应过程。这里参考文献，合理假定基于所使用的催化剂，以亚硝酸甲酯为基准，其转化率为８１％，而草酸二甲酯的选择性为９０％。含有亚硝酸甲酯的混合气与ＣＯ混合后，预热至１３５。Ｃ，然后通过固定床反应器进行催化偶联反应。表４．３氧化偶联反应前后物流结果４０４ＣＯ偶联合成草酸二甲酯过程的设计与模拟模拟的结果见表４．３。另外反应器中发生的反应产生的热量为３．３４５ｘ１０６Ｗ。在反应过程中，产生的这些热量需要通过产生水蒸气带走。另外从模拟结果计算，反应器中基于亚硝酸甲酯的转化率为８１．０％，其中草酸二甲酯的选择性为９０．０％，碳酸二甲酯的选择性为ｉ０．０％，与设计相符合。４．２．２反应产物冷凝吸收过程的模拟表４．４甲醇冷凝吸收过程的模拟结果—————■—＿－■●—＝——————————————————————————————————————————————————一物流性质ＭＥＯＨ一２３４ＢＯＴＴＯＭ—————■＝—二————————————————————————————————————————————————————一一５温度／＇Ｃ一１５．０４１．８１６．２４６．２１６．２压力／ｂａｒ５．０２．０２．０２．０２．０摩尔流量／ｈ１１０Ｉ脏１２０?０１３９２．７２５２１３?１１６２１３．８８３１１７９．６１１质量流量／．。３８４５．０５９Ｋ４１６７６．２３５６９３２．３７３ｒｌＩ／ｇ．。一。’１２５８０．７４９。’３４７４３．９１７流股中各组分摩尔流量ｈｎｏｌ／ｈｒＣＯ一１９６．９１４０．２９４７．８０５１９６．６２０ＮＯ２１１．０７４０．０７２０．０２４２１１．００３ＣＨ３０Ｈ１２０．０２６９．８５１２０８．３４２１２７．６４４６１．５１０ＤＭＯ一００６２．２３２０ＭＮ一３４．９１１３．６９３１．２２１３１．２１８ＤＭＣ一０．０１７０．０１３６．９１１Ｏ．００４Ｎ２—６７９．９５９０．７０３８．０４３６７９．２５６流股中各组分的摩尔分率ＣＯ一０．１４１Ｏ．００１０．０３６０．１６７ＮＯ一０．１５２３３７ｐｐｍ１１ｌｐｐｍ０．１７９ＣＨｓＯＨ１．００００．１９４０．９７８０．５９７０．０５２ＤＭＯ、。＿。——０００．２９１０ＭＮ一０．０２５０．０１７０．００６０．０２６ＤＭＣ‘。＿＿——１２ｐｐｍ６１ｐｐｍ０．０３２３ｐｐｍＮ２—０．４８８０．００３０．０３８０．５７６———————－——————————————＿———————’——————————————————————————————————————－—————●—－—－———●————————●———————，———————一下面讨论甲醇对反应后物流的洗涤冷凝过程。此过程通过一个填料吸收塔完成，塔顶的气相出料再连接一个冷凝分离器，进一步将洗涤溶剂甲醇冷凝下来，用于溶解草酸二甲酯。此过程的操作压力为２ｂａｒ，吸收塔的理论级数为２０，４ＣＯ偶联合成草酸二甲酯过程的设计与模拟甲醇洗涤液的入塔温度为１５。Ｃ，吸收塔塔顶气相出料温度为４１．８。Ｃ，塔釜液相出料温度为４６．２。Ｃ，塔顶冷凝分离器温度为１６．２。Ｃ。模拟结果见表４．４。由结果可知，在模拟条件下，草酸二甲酯的吸收率达到１００％，碳酸二甲酯的吸收率达到９９．９％。４．２。３草酸二甲酯精馏分离的模拟经洗涤吸收后草酸二甲酯、碳酸二甲酯、甲醇及少量气体成分的混合液需要通过精馏将中间合成目标产物草酸二甲酯分离出来，以用于后续加氢。本模拟过程中完成此任务的装置是ＣＯＬＵＭ—Ｏ１精馏塔，此精馏塔塔顶设置的是一个分凝器，冷凝的液相用于回流，气相直接采出去后续的气提工段回收不凝气体，用于循环。采用的精馏塔的理论板数为２３块，１１块为进料板，摩尔回流比为０．３６，塔顶气相的摩尔采出率为Ｏ．７０８６，精馏塔在常压下操作。在此条件下的模拟结果见表４．５。由结果可知草酸二甲酯全部经塔底排出，塔顶碳酸二甲酯的回收率达到９８．７％。表４．５草酸二甲酯精馏塔的模拟结果４２