全国化工大赛-恒逸石化杯-皖维集团年产8.7万吨醋酸乙烯酯生产建设项目6-流程与设备优化.docxVIP

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目录

TOC\o1-3\h\z\u1流程优化 1

2设备优化 1

2.1变压精馏双塔优化 1

2.2醋酸乙烯精制塔优化设计 6

2.3反应精馏塔设计优化 8

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1流程优化

模拟的最终目的是为了优化流程，以达到某方面的效益最佳，如经济效益最好、节能效果最佳、产品质量最优等。在建立全流程分析过程中，采用AspenPlus中的Sensitivityanalysis模块对流程中的一些塔设备进行了参数优化和敏感性分析，有些参数是根据查找的文献所描述的最佳操作条件，这些参数无需优化。下面将对工艺模拟过程中的涉及的一些典型设备操作参数优化设计。其他设备优化结果见相关文件。

2设备优化

2.1变压精馏双塔优化

图2-1常压下醋酸甲酯与甲醇的共沸组成

图2-2800KPa下醋酸甲酯与甲醇的共沸组成

图2-3变压精馏流程图

预处理原料组分中醋酸甲酯与甲醇形成共沸物，通过单塔精馏难以得到纯度较高的醋酸甲酯，因此我们考虑采用变压精馏进行原料的处理。

通过分析图2-1和图2-2，可以发现随着压力从常压101.325kPa增加到800Kpa，体系的共沸组成向着醋酸甲酯百分含量降低的方向移动。低压塔总进料S02中甲醇的含量高于新鲜料液S01而低于高压塔塔底物流S07,因此从低压塔T101塔底可以脱除绝大部分的甲醇，在高压塔塔底得到纯度为99.4%的醋酸甲酯。

首先对低压塔T101进行优化，低压塔塔顶是醋酸甲酯与甲醇的共沸物，塔底是浓度较高的甲醇。

图2-4T101塔回流比-塔底产量

图2-5T101回流比-负荷图

图2-6进料板-塔底料液纯度

由图2-4和图2-5分析可知，随着回流比增大，塔底料液的产量增大，而热负荷也不断增大，考虑到低压塔塔底料液为副产物，不需要过高的产量，因此从节省能耗的角度出发，回流比为3比较合适。

由图2-6分析可知，在回流比不变的情况下，料液进料塔板数为12时，塔底料液纯度最高，因此料液从12块塔板进料较为合适。

综上所述，低压塔回流比为3，进料板为12，塔板数为20。

之后对高压塔T102进行参数的优化，T102塔顶得到共沸物，物流S07作为循环物流与新鲜物料S01混合后进入低压塔T101进行循环；T102塔底得到高纯度的醋酸甲酯。

图2-7回流比-产品纯度

图2-8回流比-负荷图

图2-9进料塔板数-产品纯度图

图2-10进料塔板数—负荷图

分析图2-7可知，随着回流比的增大，醋酸甲酯的产量以及产品纯度均逐渐增大，当回流比超过3之后，增幅逐渐降低；分析图2-8可知，当回流比为2.97时，高压塔T102的负荷最低。综上可知，选择回流比为3时，可以得到纯度较高的醋酸甲酯，同时塔负荷最低。

分析图2-9可知，当进料塔板数为7时，T102塔底得到的醋酸甲酯纯度最高；分析图2-10可知当进料塔板数为8时，T102的负荷最低，从产品纯度角度考虑，应该选择进料塔板数为7。

综上所述，高压塔的塔板数为25，回流比为3，进料塔板数为7。

2.2醋酸乙烯精制塔优化设计

醋酸乙烯塔得到产品醋酸乙烯的纯度要求较高，醋酸乙烯的质量纯度要达到99.8%。因此醋酸乙烯精制塔T305要对进料塔板数，回流比，塔顶采出量及塔板数进行优化设计。

图2-11醋酸乙烯精制塔

图2-12回流比-产品纯度-产品产量图

分析图2-12可知，随着回流比的增大，醋酸乙烯的纯度和产量均增大，当回流比达到0.785时，醋酸乙烯的纯度达到要求，回流比继续增大，塔的热负荷增大，因此综合考虑产品纯度要求和节省能耗，回流比选择0.785较为合适。

图2-13进料塔板-产品纯度图

图2-14进料塔板数-产品质量-负荷性能图

分析图2-13和图2-14可知，当进料塔板数为10时，醋酸乙烯的纯度最高，但同时塔的负荷最大，能耗较大，考虑到通过调节回流比可以使产品达到纯度，因此在满足产品纯度的情况下，要使塔负荷尽可能低，降低能耗，所以选择进料塔板数为9。

分析图2-15可知，塔顶采出量在0.420—0.427的区间内，产品纯度下降十分平缓，可认为纯度基本保持不变，当采出量超过0.427后，产品纯度随采出量的增大而急剧下降，因此采出量不能超过0.427。由冷凝器负荷曲线可知，冷凝器负荷随采出量的增大而降低，因此采出量应尽可能低，从而达到节能目的。综合考虑产品纯度要求以及节能效果，选择塔顶采出量为0.427较为合适。

综上所述，通过Asp