分離工程大作業(yè)乙腈與水變壓精餾模擬過(guò)程

1、(1)流程的確定 建立如圖所示的流程圖。流程的描述：原料在合適的位置進(jìn)入低壓塔 TOWER 1 塔頂出共沸組成，塔底為水出口；塔 頂共沸組成經(jīng)泵加壓后進(jìn)入高壓塔 TOWERS 底為合格的已經(jīng)產(chǎn)品，塔頂為高壓下共沸物， 循環(huán)回一塔TOWER1(2)物性方法的選擇根據(jù)文獻(xiàn)介紹，用 ASPEN 物性數(shù)據(jù)庫(kù)中的 NRTL 模型計(jì)算得出的乙腈-水共沸物的汽液平衡 數(shù)據(jù)和實(shí)際值基本一致，故選用 NRTL 莫型為本次模擬的物性方法。(3)模擬參數(shù)進(jìn)料組成為 60%勺乙腈和 40%勺水(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，假定流量為 100kg/h。分離出的產(chǎn)品：99.9% 乙腈(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。(4)兩塔的壓強(qiáng)的確定 根據(jù)變壓精餾的原

2、理可得，不同壓力下的共沸組成差別越大，循環(huán)的物流量就越少，循環(huán)量越少，那么能耗就會(huì)相應(yīng)地降低；但是高壓或者是真空下操作又會(huì)影響我們塔的投資費(fèi) 用。經(jīng)過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研，吸取他人的工程經(jīng)驗(yàn)最終選擇 0.4bar 和 3.5bar 。作為塔的操作壓力。(5)流程的模擬 根據(jù)變壓精餾的原理可得： 當(dāng)壓力確定時(shí)， 流程中每一股物流的量大致是確定的。可以根 據(jù)公式(書上的公式)計(jì)算出。也就是說(shuō)，塔的塔頂采出率和塔底采出率都是定值，也只 有在這個(gè)定值下，流程才能夠物料守恒而收斂。同時(shí)由于，如果兩塔同時(shí)給定塔頂采出率或者塔底采出率時(shí)，很難收斂。故選擇 TOWER1 給定塔頂采出率，TOWEF 給定塔底采出率。所以，

3、先計(jì)算出大概的初值，然后再在附近調(diào)試，是流程能夠順利收斂。最終初次收斂時(shí)的參數(shù)如下圖所示：TOWER 的初始參數(shù)如下圖所示：TOWER始參數(shù)如下圖所示：(6)流程的優(yōu)化(這個(gè)想一想)根據(jù)變壓精餾的原理(1) 分離要求對(duì)回流比無(wú)明顯要求， 0.1,0.01 ， 0.001 都能滿足分離要求。 (可能沒(méi)到那 個(gè)限度吧？思考 ing )(2) 鑒于此，將回流比分別定為 0.001 和 0.005 ；在此回流比下對(duì)塔板數(shù)進(jìn)行靈敏度分 析，觀察塔板數(shù)和進(jìn)料位置對(duì)產(chǎn)品純度的影響。低壓塔的靈敏度分析：S-1：進(jìn)料位置為 3；最終選擇 8 塊板。S-2 :塔板數(shù)為 8;最終選擇 3.高壓塔的靈敏度分析：S-1: 進(jìn)料位置為 3;最終選