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已建某装置产生的乙酸乙酯-乙醇-水混合物体系中,有机溶剂乙酸乙酯的质量浓度较高(92~94%wt),直接排放既浪费资源,也污染环境。该三元物系不仅两两之间可以形成二元共沸物,乙酸乙酯-乙醇-水三者同时还可以形成三元共沸物;且乙酸乙酯和水在一定温度下有部分互溶。 本文以上述物系为研究对象,进行了乙酸乙酯粗制分离和精制提纯过程的研究。首先通过共沸精馏小试实验,考察了共沸精馏塔分离效果受填料层高度、进料板位置和回流比变化的影响。经实验比选,当乙酸乙酯共沸精制塔有30块当量理论板数、第18块板为进料位置、质量回流比为1.2时,分离回收得到的乙酸乙酯质量浓度≥99.84%,达到了分离实验的目的。 以此实验研究为基础,采用ASPEN PLUS过程模拟软件对乙酸乙酯-乙醇-水共沸体系进行工艺模拟和灵敏度分析,经三塔联立共沸精馏工艺得到高纯度的乙酸乙酯,其质量含量为99.9%,满足分离回收的浓度要求。在灵敏度分析过程中,分别考察了各塔理论板数、进料板位置和回流量对分离效果和装置能耗的影响,取得了优化后的工艺设计参数和操作条件,并以优化结果为依据进行了主要工艺设备的工程设计。 在设计成果的基础上,经工程建设、安装、投产后,回收的乙酸乙酯质量含量为99.9%,乙醇和水的质量含量均低于各自的上限值800ppm,分离回收所得产品质量达到了实际生产的分离要求,可以重新利用于上游生产装置,实现乙酸乙酯与原三元物系分离、回收、循环利用,降低了生产废水的排放,节省了企业的生产成本,实现了“减排增效”的目的。