课程设计 醋酸叔丁酯（TBA）的性质.doc

第一章 文献综述 1.1引言 醋酸叔丁酯用途广泛，可用于医药萃取剂、医药中间体、工业清洗剂，其中用的最多的是汽油抗爆剂以及硝酸纤维素的溶剂等。未来由于国内醋酸叔丁酯供应不足，醋酸叔丁酯进口量将会有较大幅度的上升，这将影响国际市场丙烯价格，并造成国内市场醋酸叔丁酯价格水平的抬高。TBA溶剂（醋酸叔丁酯）应用于涂料、油墨、添加剂、工业清洁剂等领域，它具有广泛的溶解能力，适中的挥发速度、低密度，同时其闪点也在工业生产可以接受的范围内。作为汽油添加剂，提高汽油辛烷值，使汽油燃烧更充分，减少尾气排放量。也用作硝化纤维素等的溶剂，效果好，产品质量有保障。 其卓越性能：1.醋酸叔丁酯(TBA)由于其独特的分子结构（空间位阻大），与其它溶剂混合使用可大大改善溶剂的相溶性能。2.醋酸叔丁酯(TBA)作为含氧溶剂，能与其它溶剂（甲苯、三氯乙烷等）产生协同作用。3.醋酸叔丁酯(TBA)作为环境友好型溶剂，能显著地降低目标产物的大气光化学反应活性、常温下的挥发性及有害空气污染物含量（VOC及HAP 含量）。 1.2醋酸叔丁酯（TBA）的性质 表1.1 醋酸叔丁酯的物化常数 项目 数值及说明 国标编号 32130 cas号 540-88-5 英文名称 tert-butyl acetate 熔点（℃） -62 沸点（℃） 98 相对密度（水=1） 0.861-0.865 相对蒸汽密度（空气=1） 4.00 饱和蒸汽压（kPa） 6.3MPa/25℃ 折光率 n20/D:1.385-1.387 介电常数（20℃） 1.94 临界压力（MPa） 3.17 闪点（fp）（℃） 4.4 引燃温度（℃） 518 爆炸上限%（V/V） 6.88 爆炸下限%（V/V） 1.26 溶解性 不溶于水，混溶于乙醇、乙醚等有机溶剂 车间空气中卫生标准（mg/m3） 200 1.3醋酸叔丁酯（TBA）的应用 （1）医药中间体：可用于多肽合成、伐瑞拉迪、安普那韦、他汀类中间体、醇镁化合物等。 （2）涂料：基于其燃点低、挥发速率低，大气光化学反应低等其独特的理化特性，可大大降低了对空气的危害；可用于做丙烯酸多元醇、热塑性基材、醇酸树酯、改性醇酸树酯、硝化棉、聚氨酯、异氰酸酯、环氧树脂、氯化树脂、苯乙烯树脂等的溶剂。 （3）油漆：能有效地改善产品性能，减少对环境的影响和危害；可用于汽车修补漆、木漆、2K聚氨酯清漆、航空PV漆、PPG漆等。 （4）油墨：可减少印刷粘性，增加印刷密度及光泽度；可替代油墨产品中的酯类，醇类和酮类，凹版刊物中的甲苯等。 （5）工业清洗：航空、航天设备、工业机械、精细设备清洗、除油等。 （6）密封材料：纳米材料，高压密封板材、胶粘剂等。 （7）其他：可作为燃料、汽油添加剂等使用。 1.4醋酸叔丁酯（TBA）的分离工艺确定 根据南京工业大学提出的酸烯酯化合成醋酸叔丁酯的精馏分离过程，确定的待分离的反应液主要组分为醋酸叔丁酯、醋酸、叔丁醇、异丁烯。由于醋酸具有一定的腐蚀性，为了降低防腐蚀性设备的投资成本，确定了先脱醋酸，后脱轻组分的常压精馏分离工艺流程，即现在脱酸塔中从塔底脱除重组分醋酸，塔顶轻组分进入提纯塔，醋酸叔丁酯从塔底采出，异丁烯和叔丁醇从塔顶脱除。 第二章 工艺路线 本项目主要工艺流程如下：目标产物醋酸叔丁酯、剩余的酸以及烷烃和叔丁醇的混合物进入精馏塔分离，上部主要是C4中的烷烃和未反应的烯烃类等轻组分。轻组分通过活性炭吸附剂将烷烃吸附后通入原料进气进行循环，下部得到目标产物醋酸叔丁酯、醋酸和叔丁醇的混合物，之后进入醋酸叔丁酯的分离提纯阶段，分为脱酸、脱轻、脱重三个步骤，最终得到纯度达99.5%以上的醋酸叔丁酯。路线中脱酸得到的醋酸水溶液进行精制并回到反应器中循环使用。本项目采用Aspen Plus模拟流程时，醋酸叔丁酯精制采用UNIFAC模型，醋酸精制采用NRTL-HOC模型。 从反应器出来的含有醋酸叔丁酯的混合物进入精馏塔T-102进行脱轻，T-102塔顶采用全凝器，得到C4烷烃类以及未反应的烯烃，塔底经再沸器得到醋酸叔丁酯、醋酸和叔丁醇等轻组分的混合物，温度为134℃，经过泵P2将压力降至1标准大气压，进入脱酸塔T-301,塔底组分经再沸器，温度为118℃，得到较高纯度的醋酸溶液，塔顶采用全凝器，馏出物进入脱轻塔T-302，塔顶采用全凝器分离出C4轻组分以及叔丁醇，塔底组分经再沸器，温度为96℃，此时的混合物中酸的含量较高，需要进一步精制，进入精制塔T-303，塔底经再沸器得到醋酸等混合物，塔顶经全凝器出较高浓度的醋酸叔丁酯，经过脱酸器得到纯度达99.9%以上的醋酸叔丁酯。 整个过程的ASPEN PLUS模拟图如下： 图2.1 TBA分离工段 第三章 物料衡算 3.1醋酸叔丁酯（TBA）的预分离工段物料流股衡算 下图是由Aspen