分离工程大作业乙腈与水变压精馏模拟过程.docx

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分离工程大作业乙腈与水变压精馏模拟过程

分离工程大作业--乙腈与水变压精馏模拟过程

（1）流程的确定

建立如图所示的流程图。

流程的描述：

原料在合适的位置进入低压塔TOWER1，塔顶出共沸组成，塔底为水出口；塔顶共沸组成经泵加压后进入高压塔TOWER2，塔底为合格的已经产品，塔顶为高压下共沸物，循环回一塔TOWER1。

（2）物性方法的选择

根据文献介绍，用ASPEN物性数据库中的NRTL模型计算得出的乙腈-水共沸物的汽液平衡数据和实际值基本一致，故选用NRTL模型为本次模拟的物性方法。

（3）模拟参数

进料组成为60%的乙腈和40%的水（质量分数）,假定流量为100kg/h。

分离出的产品：

99.9%乙腈（质量分数）。

（4）两塔的压强的确定

根据变压精馏的原理可得，不同压力下的共沸组成差别越大，循环的物流量就越少，循环量越少，那么能耗就会相应地降低；但是高压或者是真空下操作又会影响我们塔的投资费用。

经过文献调研，吸取他人的工程经验最终选择0.4bar和3.5bar。

作为塔的操作压力。

（5）流程的模拟

根据变压精馏的原理可得：

当压力确定时，流程中每一股物流的量大致是确定的。

可以根据公式（书上的公式）计算出。

也就是说，塔的塔顶采出率和塔底采出率都是定值，也只有在这个定值下，流程才能够物料守恒而收敛。

同时由于，如果两塔同时给定塔顶采出率或者塔底采出率时，很难收敛。

故选择TOWER1给定塔顶采出率，TOWER2给定塔底采出率。

所以，先计算出大概的初值，然后再在附近调试，是流程能够顺利收敛。

最终初次收敛时的参数如下图所示：

TOWER1的初始参数如下图所示：

TOWER2初始参数如下图所示:

（6）流程的优化（这个想一想）

根据变压精馏的原理

（1）分离要求对回流比无明显要求，0.1,0.01，0.001都能满足分离要求。

（可能没到那个限度吧？

思考ing）

（2）鉴于此，将回流比分别定为0.001和0.005；在此回流比下对塔板数进行灵敏度分析，观察塔板数和进料位置对产品纯度的影响。

低压塔的灵敏度分析：

S-1:

进料位置为3；最终选择8块板。

S-2：

塔板数为8；最终选择3.

高压塔的灵敏度分析：

S-1:

进料位置为3；最终选择10块板。

S-2：

塔板数为10；最终选择3.

最终优化结果为：

TOWER1

TOWER2