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1,3-丙二醇是一种重要的有机中间体,能与对苯二甲酸反应生成1,3-丙二醇对苯二甲酸酯(PTT)。生物发酵法制备1,3-丙二醇的方法是一项绿色的生产工艺,生产1,3-丙二醇具有广阔的前景。不足之处在于发酵液1,3-丙二醇浓度很低,有很多可溶性蛋白质、盐份等,直接蒸发浓缩耗能巨大,盐份、蛋白质等还会造成换热器结垢、堵塞等。由于1,3-丙二醇强极性、与水互溶,因此直接溶剂萃取法也不可取。此外,分子筛处理、树脂吸附等方法存在费用大的缺点。
根据二元醇能与醛类物质形成缩醛的原理,本论文研究了乙醛为缩醛试剂,以对二甲苯为萃取剂,通过反应萃取、再水解的方法提纯发酵液中低浓度1,3-丙二醇的最佳工艺条件,最终从低浓度的发酵液中,提取出纯度达到99.5%以上的1,3-丙二醇,工厂里的中试数据也证明了该工艺是可行的。此外还对三级连续逆流反应萃取进行了研究,建立了连续反应萃取数学模型,可为以后工艺改进提供参考。
运用Aspen Plus11.1软件模拟工业化生产2000t/年1,3-丙二醇,在模拟过程中重点考察了模拟过程中理论塔板数、进料位置、塔顶采出量和回流比等参数的变化对精馏结果所产生的影响。确定了主要设备的操作条件,反应器的体积大小,精馏塔塔径等,为工业化生产工艺设计提供了可靠的数据。