侧线连接变压精馏分离二元共沸物的经济优化与控制
发布时间：2020-12-14 23:11
变压精馏是工业生产过程中分离压敏性共沸混合物的一种有效方法,但能耗问题是影响其发展的主要障碍。在传统变压精馏的基础上,提出了一种侧线连接变压精馏工艺。以最低共沸物乙酸乙酯-乙醇、甲醇-氯仿和最高共沸物乙二胺-水的分离为例,对侧线连接变压精馏的节能效果和可控性进行了研究。基于序贯迭代的优化算法,以最小年总费用（TAC）为目标函数,通过Visual Basic软件（VB）调用Aspen Plus内部的自动化服务器,开发了适用于侧线连接变压精馏工艺的VB优化程序。将开发的优化程序应用于侧线连接变压精馏工艺的经济优化,获得了三种体系的最优的操作条件和TAC。通过比较优化结果可知,侧线连接变压精馏具有降低精馏工艺能耗的效果。其中侧线连接变压精馏分离乙酸乙酯-乙醇工艺比传统变压精馏工艺能耗减少8.17%,TAC降低7.91%,部分热集成侧线连接变压精馏工艺比传统部分热集成工艺显著减少能耗18.32%,降低TAC 15.21%,压力优化后的侧线连接变压精馏工艺,能耗减少22.41%,TAC降低19.77%。针对甲醇-氯仿体系,侧线连接变压精馏工艺节能效果并不明显。针对乙二胺-水体系,侧线连接变压精馏...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
侧线连接变压精馏优化软件主界面
本文研究了侧线连接变压精馏工艺分离三种共沸体系，分别为共沸物乙酸乙酯-乙醇和甲醇-氯仿体系和最高共沸物乙二胺-水体系。基于最低共沸体系乙酸乙酯-乙醇的侧线连接变压精馏节能研究乙酸乙酯(EA)和乙醇(ETOH)都是非常重要的有机化工原料和优良的工业溶在化工领域有着广泛的应用。在生产乙酸乙酯的过程中由于乙醇过量，所以生乙酸乙酯和乙醇的二元混合物，为了实现乙酸乙酯的提纯并回收乙醇，需其进行有效分离。但是在常压下，乙酸乙酯与乙醇形成最低共沸物，普通精难使其有效分离。为了避免从环境中引入其他物质对产品造成污染的潜在问变压精馏是一种不错的选择。Zhang 等人[15]设计了无热集成和部分热集成变馏工艺用于分离最低沸点共沸物乙酸乙酯-乙醇，无热集工艺流程如图 3-。模拟过程采用 UNIQUAC 物性方法。初始进料是进料流量为 100 kmol/h组成为 50 mol%乙酸乙酯、50 mol%乙醇的二元混合物，进料温度为 320 K，塔塔顶操作压力设置为 6 atm，低压塔塔顶操作压力设置为 0.5 atm，乙醇和乙酯的产品纯度要求不低于 99.6 mol%。
侧线连接变压精馏分离二元共沸物的经济优化与控制侧线工艺优化线连接的变压精馏工艺参考了 Zhang 等人的研究工作，在此基础上变压精馏工艺进行了设计。操作压力相同，分离纯度与 Zhang 等人其中，高压塔塔底采出纯度为 99.6 mol%的乙酸乙酯，低压塔塔底99.6 mol%的乙醇。6 atm 和 0.5 atm 操作压力下的 T-xy 图如图 3-2 所点处液相线与气相线相切，此时两相的组成相同。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Design and control of methyl acetate-methanol separation via heat-integrated pressure-swing distillation[J]. Zhishan Zhang,Qingjun Zhang,Guijie Li,Meiling Liu,Jun Gao. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2016(11)
本文编号：2917179
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
侧线连接变压精馏优化软件主界面
本文研究了侧线连接变压精馏工艺分离三种共沸体系，分别为共沸物乙酸乙酯-乙醇和甲醇-氯仿体系和最高共沸物乙二胺-水体系。基于最低共沸体系乙酸乙酯-乙醇的侧线连接变压精馏节能研究乙酸乙酯(EA)和乙醇(ETOH)都是非常重要的有机化工原料和优良的工业溶在化工领域有着广泛的应用。在生产乙酸乙酯的过程中由于乙醇过量，所以生乙酸乙酯和乙醇的二元混合物，为了实现乙酸乙酯的提纯并回收乙醇，需其进行有效分离。但是在常压下，乙酸乙酯与乙醇形成最低共沸物，普通精难使其有效分离。为了避免从环境中引入其他物质对产品造成污染的潜在问变压精馏是一种不错的选择。Zhang 等人[15]设计了无热集成和部分热集成变馏工艺用于分离最低沸点共沸物乙酸乙酯-乙醇，无热集工艺流程如图 3-。模拟过程采用 UNIQUAC 物性方法。初始进料是进料流量为 100 kmol/h组成为 50 mol%乙酸乙酯、50 mol%乙醇的二元混合物，进料温度为 320 K，塔塔顶操作压力设置为 6 atm，低压塔塔顶操作压力设置为 0.5 atm，乙醇和乙酯的产品纯度要求不低于 99.6 mol%。
侧线连接变压精馏分离二元共沸物的经济优化与控制侧线工艺优化线连接的变压精馏工艺参考了 Zhang 等人的研究工作，在此基础上变压精馏工艺进行了设计。操作压力相同，分离纯度与 Zhang 等人其中，高压塔塔底采出纯度为 99.6 mol%的乙酸乙酯，低压塔塔底99.6 mol%的乙醇。6 atm 和 0.5 atm 操作压力下的 T-xy 图如图 3-2 所点处液相线与气相线相切，此时两相的组成相同。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Design and control of methyl acetate-methanol separation via heat-integrated pressure-swing distillation[J]. Zhishan Zhang,Qingjun Zhang,Guijie Li,Meiling Liu,Jun Gao. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2016(11)
本文编号：2917179
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