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低碳醇分离工艺技术的研究-化学工程专业论文
独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果,也不包含为获得 天津大学 或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名: 签字日期: 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 天津大学 有关保留、使用学位论文的规定。 特授权 天津大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 (必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名: 导师签名: 签字日期: 年 月 日 签字日期: 年 月 日 摘 要 低碳醇主要为碳原子数少于6的单元醇类,是合成油墨、树脂、增塑剂等多 种精细化工品的主要基础原料,其衍生物附加值高,在食品、医药、合成材料、 机械和农业等领域中发挥重大作用。但由于低碳醇生产过程中含有水,且大多数 醇能与水形成低沸点共沸物,分离提纯十分困难。针对上述难点,本文根据低碳 醇-水的物系特性,开发出新型复合脱水剂(二甲基亚砜+N-甲基吡咯烷酮),并 在此基础上,开发出以醋酸酯加氢产物为原料的低碳醇分离工艺技术。 新型复合脱水剂中二甲基亚砜(DMSO)与N-甲基吡咯烷酮(NMP)的质量 比约为7:3,兼具DMSO的高选择性和NMP的强溶解能力。低碳醇脱水过程的 Aspen Plus模拟及实验研究结果表明,新型复合脱水剂的脱水性能优于单一脱水 剂;在筛选实验条件下,其对低碳醇的脱水率比单一脱水剂至少提高了10%,且 适用于多种合成路线的低碳醇物料的分离提纯,可一次性脱除水分。 低碳醇分离工艺技术中,采用复合脱水剂深度脱除原料中水分、变压精馏操 作脱除醋酸甲/乙酯等杂质。原料经此工艺系统分离后,可得到符合国家标准的 甲醇、乙醇以及丙醇产品,产品的收率分别达到了94.7%、99.8%和97.1%。通过 采用变压操作方式对精馏系统进行热集成,减少蒸汽消耗33%,节能效果显著。 关键字:低碳醇分离 复合脱水剂 Aspen Plus 热集成 Abstract Lower alcohols are mainly monohydric alcohol with carbon atom number less than six; they are the basic raw materials for synthetic inks, resins, plasticizers, and other fine chemicals. The derivatives of lower alcohols are well-known for high additional value, playing a vital role in the fields of synthetic materials, medicine, paper-making, food, machinery and agriculture. However, most of lower alcohols tend to form binary azeotrope with the water formed or used in the producing of lower alcohols, this makes it difficult to acquire pure alcohol products. In order to solve this difficulty, we develop the new composite dehydrant (DMSO+NMP), according to the physical property of lower alcohol–water system, and on the basis of above research, we develop lower alcohol separation process technology using the product of acetic acid ester hydrogenation. The new composite dehydrant has the high selectivity of DMSO and good solution capacity of NMP, the mass ratio of DMSO and NMP is 7:3. Both the simulation res
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