1. 研究目的与意义
醇醚是一种重要的有机化工原料及中间体，由于该类产品分子中存在两个重要溶解基团烷氧基和醇羟基，因此同时具备了醇（亲水）和醚（憎水）的良好溶解性能，素有万能溶剂之称。二元醇醚是环氧化合物（石油裂解）的重要衍生物，主要包括乙二醇醚类（e系列）和丙二醇醚类（p系列），两者用途比较类似，广泛用于涂料、油墨、印刷、电子化学品、染料、合成制动液、喷气燃料添加剂、高效清洗剂和化工中间体等方面。丙二醇醚是由环氧丙烷与低碳醇反应制得的一种低毒性的优良溶剂，主要有丙二醇甲、乙、丁醚系列品种。由于近年来发现乙二醇甲醚及乙二醇乙醚对动物健康有危害，致使这两种产品产量日趋下降，而被一种重要的精细化工产品丙二醇醚取代。由于国外对毒性研究发现，丙二醇甲醚的气体暴露于大气中，其浓度在30ooppm以下对人体各器官无损害作用。由此丙二醇醚得到了人们的重视，促进了丙二醇醚类的生产。国内丙二醇醚开发速度不断加快，市场需求量增加。p系列产量最大是西欧，占世界总产量的46％，其中dow、shell、basf是主要供应商。而从目前国内外丙二醇醚类产品的生产情况来看，我国2004年产能达到5.6万吨，产量约在1.9万吨（上海高桥、扬州华伦为上海石化院技术，天津亚华、吉化辽源停产），主要由江苏生产，预计到2015年p系列在各领域的需求年均增长均在6－11％左右，且代替20－30％左右e系列产品而出现6万吨的潜在需求，则仅国内需求达到12万吨左右，国际p系列消费增长则稳定在3－4％，2015年年需求量在80万吨左右。
醇醚的合成路线包括威廉逊（williamson）合成、缩乙醛法、烷氧基环氧丙烷法和环氧丙烷法四种，前三种路线均因为工艺复杂、收率低或者成本高昂等因素无法实现工业化。最后一种方法，即由环氧化合物与低碳醇在催化剂作用下反应的工艺，原子利用率高且从操作危险性相对较低，是目前开发与研制最为活跃、也是唯一实现工业化的合成路线。
aspenplus是基于稳态化工模拟、优化、灵敏度分析和经济评价的大型化工流程模拟软件。是由美国麻省理工学院于70年代后期研制开发的，并于1981年成立了aspen技术公司，该公司在80年代初将aspenplus推向市场。它用严格和最新的计算方法，进行各个单元和全流程的模拟计算，为企业提供准确的单元操作模型，还可以评价己有装置的最优化操作或新建、改建装置的优化设计。该系统功能齐全，规模庞大，可用于化工、炼油、石油化工、气体加工、煤炭、医药、冶金、环境保护、动力、节能、食品等许多工业领域，目前己经在全世界范围内广泛使用。
2. 国内外研究现状分析
1. 醇醚生产工艺简介
实现醇与环氧化合物醚化的反应器也经历了从间歇到连续生产的多次技术革新：首先是搅拌式的间歇釜，虽然操作简单传质问题较易解决，但容易自聚形成副产物和局部热点，不适于大规模生产 ；1962年意大利press industria公司成功开发了间歇喷雾式乙氧基化工艺，即液相物料经雾化与气相环氧乙烷接触，极大地提高了传质效率，釜底产物经换热后循环，过程反应时间短且产品质量稳定，但工艺不适用于高粘度和小批量多品种的生产。1988，瑞士buss公司成功地开发了buss回路乙氧基化新工艺，该法将起始剂和环氧化物分布由不同喷嘴喷入反应器，整个反应过程在气相和液相两个不断循环运动的回路中进行，反应速率快，设备利用率高，且环境污染小，但操作条件不够温和。 这两种都属于改进的釜式反应器。第三种管式反应可实现连续操作，且停留时间短、产品质量较好，可根据情况改变反应器长度控制反应过程，另外固定床式的列管式反应器更适用于非均相催化过程，可省去催化剂的过滤循环过程，上海石化院就是采用该合成技术。需要提出的一点是，前三种反应过程都需要另外配备多塔提纯精制工段获得合格成品。而近年研究热点催化精馏技术是可以单塔实现工业成品的工艺过程。事实上，催化精馏最早是在1981年甲基叔丁基醚合成中实现工业化的，实质上是非均相的反应精馏，将催化剂与填料排布于精馏塔内，原料在催化剂上反应，同时进行分离。
美国壳牌公司开发出五塔连续塔式反应器，此塔分反应和精馏工段。反应工段由环氧乙烷与过量的醇以及催化剂相混合进入反应器，反应后经蒸醇蒸醚塔减压蒸出乙二醇醚，其收率72%。此流程同样可以生产丙二醇醚产品。日本东邦单塔连续法反应精馏也可以生产丙二醇醚产品，塔内装有填料，醇与环氧乙烷逆流反应，醇类由塔顶蒸出，醚类由塔底排出。催化剂主要为醇钠或bf3。国内目前生产装置主要以间歇反应器为主，工艺简单，设备少，投资低，见效快。上海造漆厂间歇法生产的丙二醇醚，其收率在65%。与国外相比技术落后，因此尤为重要的是开发新工艺。而辽宁省化工研究院在1984年就开始研究连续催化反应精馏合成丙二醇醚等系列产品。其中在1.2吨/年的装置上完成了丙二醇甲、乙、丁醚的试验。丙二醇甲醚以环氧丙烷计收率在80%以上，1990年辽阳化年装置已工业化生产。其反应器目前在国内处于领先地位，其特点:(l)连续催化反应精馏塔，技术先进，是一种伴随化学反应的精馏过程，即符合质量作用定律，又遵循精馏原理。(2)可以控制副反应的产生，能够除掉难以分离的组分和其杂质反应。(3)与间歇反应釜相比较，在单位时间及单位体积，其生产能力可提高2倍以上。(4)本反应器有一定的灵活性，改变原料，可以一塔多用。
3. 研究的基本内容与计划
建立合理的工艺流程，待分离的混合液首先进入预精馏塔，从预精馏塔塔底分离出来的水和丙二醇混合物送入丙二醇分离塔。水和丙二醇混合物在丙二醇分离塔中分离后从塔底得到丙二醇产品，水蒸汽则从塔顶排出。预精馏塔塔顶分离出来的水和丙二醇乙醚混合物送入恒沸精馏塔，补充的新鲜苯从恒沸精馏塔的上部加入。塔底得到符合要求的产物丙二醇乙醚，塔顶的苯水恒沸物蒸汽经冷凝器冷却后送入倾析器中静置分层，苯层作为恒沸精馏塔的回流，而水层则从倾析器中排出。
选用合理物性计算方法及初始流程参数，采用aspen plus仿真模拟软件中redfrac模块建立合理模型，进行物料恒算及热量恒算，并对温度、压力、配比、回流比等主要参数进行优化设计，确定较优工艺流程参数。给出工艺流程图及车间布置图。
2011-2-202011-2-28：检索文献、开题报告。
4. 研究创新点
1.采用特殊精馏代替普通精馏，并为了降低能耗，模拟分析多种热量集成工艺方案。以系统能耗最低为目标对所提出工艺流程的重要的工艺条件进行了优化。
2. 在本文的工程设计、模拟和优化的过程中使用ASPEN PLUS软件。它将稳态模型的功能带到工程桌面，传递着无与伦比的模型功能和方便使用的组合。极大得节约了小试中试成本，可为企业提供生产所需要基础数据，并进行经济评价
