吸收法回收工业废气中醋酸甲酯-醋酸丁酯工艺研究

摘要

醋酸甲酯、醋酸丁酯是一种有回收价值的挥发性有机化合物。由于醋酸甲酯、醋酸丁酯均具有闪点低、易挥发性的特性，在其生产或使用过程中会产生低浓度的工业废气，工业废气不仅会给企业带来安全隐患，同时也会污染大气和水质，影响着人类身体健康。目前，国内研究者对吸收法回收醋酸甲酯工业废气的研究较少，而醋酸丁酯废气回收工艺大多无法实现吸收剂的循环利用，本文建立了吸收法回收废气中醋酸甲酯、醋酸丁酯工艺流程，实现了醋酸甲酯、醋酸丁酯产品回收以及吸收剂的循环利用。 本课题采用了吸收塔和解吸塔数学模型，选择NRTL为热力学方法，然后根据醋酸甲酯、醋酸丁酯物理性质，筛选出部分吸收剂，通过Aspen Plus软件中Flash模块估算气体溶解度，确定较优的吸收剂为乙二醇。 建立了吸收-解吸工艺流程，并探讨了吸收塔理论板数、吸收剂进料温度、吸收剂流率对尾气中醋酸甲酯含量的影响，以及解吸塔T2、解吸塔T3较优操作参数。结果表明，在吸收塔理论板数为15，吸收剂进料温度为30℃，吸收剂流率为82kmol/h时，尾气中醋酸甲酯、醋酸丁酯含量达到排放标准，同时吸收剂用量较少；解吸塔T2较优操作条件为：理论板数为5，进料位置为第3块板，回流比为2.8；解吸塔T3较优操作条件为：理论板数为11，进料位置为第4块板，回流比为3。 进行小试实验，研究分析了进塔废气量、吸收剂进料温度以及吸收剂流率对醋酸甲酯吸收效果的影响。结果表明，在进气量为18L/min，吸收剂进料温度为30℃，吸收剂流率为60mL/min时，醋酸甲酯吸收率可达到91.42%，气相总体积吸收系数Kya为174.62kmol·m-3h-1，总传质单元高度HOG为0.36m。 在吸收-解吸稳态模拟基础上建立动态模型，并对比了两种控制方案，分析在进气流量、进气组成发生扰动时，各个参数的动态响应情况，筛选出更为紧凑的控制结构。结果表明，在进气流量发生±10%，进气组成发生±0.3%扰动条件，CS2方案能够对系统平稳控制。

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