本文主要开展了三种芳酸有机物固-液相平衡的实验研究以及聚乙烯醇(PVA)生产中回收工段的模拟与优化两个方面的内容。芳酸有机物是一类极为重要的化工原料及医药中间体材料,广泛应用在了医药加工、染料生产、食品加工、杀菌剂及香料制备等领域。本文以对羟基苯甲酸,2,4-二羟基苯甲酸,对氨基水杨酸三种芳酸类固体有机物为研究对象,通过静态分析法分别测定了对羟基苯甲酸在10种纯溶剂中的溶解度,2,4-二羟基苯甲酸在9种纯溶剂和(乙醇十醋酸甲酯)混合溶剂中的溶解度,以及对氨基水杨酸在9种纯溶剂和(乙醇+苯)混合溶剂中的溶解度,分别绘制二元、三元体系的溶解度曲线,分析其溶解规律,并对混合溶剂的共溶效应以及溶解过程热力学进行了相关的分析与讨论。本文分别采用了三种简化方程模型(Van’t Hoff模型、Apelblat模型、λh模型)和三种活度系数模型(NRTL模型、Wilson模型、UNIQUAC模型)对目标溶质在纯溶剂中的溶解度进行了关联拟合与模型参数计算,对目标溶质在混合溶剂中的溶解度分别采用Apelblat模型、Van’t Hoff模型和改进的Jouyban-Acree模型进行关联拟合与参数计算。由回归偏差可知,三种固体有机物在纯溶剂中的溶解度均用Apelblat模型拟合最佳,拟合偏差分别为：0.60%,0.29%和1.34%。在混合溶剂中,2,4-二羟基苯甲酸在乙醇+醋酸甲酯中的溶解度用Apelblat模型拟合偏差最小,对氨基水杨酸在乙醇+苯中的溶解度用Van’t Hoff方程模型拟合效果较佳,二者偏差分别为0.45%和1.19%。针对固-液相平衡数据模型化关联过程中计算复杂、运算量大、计算步骤重复性强的特征,本文对三种活度系数模型(NRTL模型、Wilson模型、UNIQUAC模型)进行了Matlab计算程序设计,提出了可用于相平衡模型回归、参数计算的函数原文件。此外,本课题进一步探究了基于基团贡献思想的UNIFAC模型对本文所选芳酸类固体物系的拟合预测能力,分别运用公式法及VB编程法完成了前文所涉及到的乙醇+苯混合溶剂的活度系数γ的计算,提供了详细的计算方法及步骤,以及相应的计算机程序代码,为今后混合溶剂活度系数的求解及UNIFAC模型在固-液相平衡领域的应用带来了方便。本文另一个研究内容为PVA回收工段的模拟与优化。PVA是一种性能优良、用途极广的聚合物材料,其回收工段的主要目的是对上游醇解工段产生的富含醋酸甲酯(MeOAC)、甲醇(MeOH)等化工原料的醇解废液进行回收处理,原过程能耗极高。本文采用Aspen Plus化工流程模拟软件对10万t·a-1 PVA回收工段中MeOAC与MeOH的分离提纯过程进行模拟优化及方案设计,达到了节能降耗的生产目标。根据醇解废液分离流程,本文针对MeOH-H2O体系以及MeOAc-MeOH-H2O体系分别进行了热力学方法的选择,用回归参数修正后的NRTL模型对回收工段的TQ-601、TQ-602、TQ-603及TQ-604精馏塔进行了模拟与优化。优化后各塔最佳操作参数如下：理论板数N分别为29、15、25、21块,回流比R分别为1.90、0.10、2.05、0.70,进料位置NF分别为第7、5、20、8/18块理论板,馏出量D分别为23290、19240、4936、56500 kg·h-1。为实现深度节能,本文在单塔模拟基础上,将多效精馏技术应用于PVA回收工段,将回收四塔塔釜流出作为回收三塔进料,同时提升回收三塔塔压至4.5 atm(表压),选择塔顶气相采出甲醇,并依次用做回收四塔及回收一塔塔釜热源,实现三塔共用同一热源,构造了双效精馏、多塔供热流程。相比改造前,节约能耗34.85%,减少冷却水用量27.17%,节能效果显著。因改造后工艺中TQ-603塔釜排量增大,废水中所含醋酸钠及甲醇含量较低,本文设计了废水闪蒸流程对该股物流的热量进行回收,闪蒸剩余液可直接作为回收二塔萃取水,从而在节能的基础上实现了水资源的高效利用,每年可带来经济效益约478万元。