乳酸乙酯反應蒸餾與萃取蒸餾分離製程之設計與經濟評估

Abstract

本研究目的是為了建立更具競爭性的商業規模的乳酸乙酯（L1E）生產製程，因為其在綠色溶劑上的有龐大的發展潛力，但售價仍無法跟傳統溶劑競爭，由前人發展的專利開始改良，採用反應蒸餾塔（RD）進行酯化反應和萃取蒸餾塔（ED）分離副產物，提供了三種不同的製程設計，並使用Aspen Plus模擬。根據模擬結果進行經濟分析，得知生產成本的競爭性，與前人研究的滲透蒸發分離組態進行比較，為了解決薄膜壽命太短而使成本提高的問題，使用工業上技術成熟的萃取蒸餾塔組態，並考慮熱整合設計進一步降低能耗。製程內包含了反應段以及蒸餾段，反應段有一支反應蒸餾塔，分離段有兩支萃取蒸餾塔，產物是99 mol%的乳酸乙酯從反應蒸餾塔流出，多的反應物乙醇和副產物的水被送到分離段進行分離。此研究主要是針對反應蒸餾塔改良，使其更加高效且節能，同時減少寡聚物的生成，達到降低成本的目的，最具競爭力設計製程經過最適化後的年總成本為221.89 kUSD，比之前的滲透蒸發混合分離系統研究降低了21%的成本。