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中国石化四川维尼纶厂年产25万吨醋酸乙烯项目分离过程设计与优化分离过程设计与优化常州大学 我们都对！ 团队团队成员：郭娜 杨晓刚 周雨婷 周宓 朱毅诚指导老师：马江权 薛冰 高晓新 徐松 周满2019“东华科技-恒逸石化杯”第十三届全国大学生化工设计竞赛 4 / 41.总塔板数优化32.回流比的优化43.进料板位置分析4分离过程设计与优化（以T0301醋酸精馏塔为例）从粗分塔T0301塔底得到的醋酸中含有反应生成丙酮等，醋酸循环回反应器前需要精馏除去丙酮，醋酸乙烯。常压情况下醋酸和醋酸乙烯酯的沸点如表1所示，可以看出两者的沸点相差较多，因此可以采用普通精馏技术对其进行分离，实现醋酸的精制。表1 沸点对比表（1 atm）物质醋酸醋酸乙烯酯沸点/117.97273利用RadFrac对该精馏过程进行模拟和优化。体系液相的理想性，包括醋酸缔合效应引起的偏差，可归结到液相活度系数中予以校正，故选择NRTL模型表达物系的非理想性，Radfrac模块的收敛方法（convergence）选择standard。1. 总塔板数优化首先确定醋酸精馏塔的分离要求。醋酸中重组分醋酸乙烯的存在易导致醋酸蒸发器、反应器内结焦，引起传热恶化等诸多不利影响。为避免这一现象，塔顶产物醋酸乙烯中HAC的含量需控制在5mg/kg以下（0.0005%），由于流程中醋酸循环量大，为减小物耗，塔釜醋酸回收率须达到99.99%。在DSTWU中进行简捷计算，分析塔顶醋酸回收率为99.99%，且醋酸中VAC含量满足要求（不超过5mg/kg）情况下塔板数和回流比的关系。该塔为常压塔，在DSTWU中输入分离目标，得到塔板数与回流比的关系见图1。图1 醋酸精馏塔T0301总塔板数与回流比关系在实际工业生产过程中，塔板数的增多意味着投资费用增加，而回流比的增加意味着操作费用增加。综合以上因素，最终选择理论塔板数为20块（包括冷凝器与再沸器），在该点理论塔板数对回流比影响已进入平缓区，再继续增加塔板数并不能继续减小精馏塔的操作费用，因此确定其为最终理论板数。以上优化过程源文件为“1.1 DSTWU(20).bkp”。2. 回流比的优化在Radfrac模块中，利用设计规定（Design Specifications）对回流比进行优化，使塔釜产品质量流量满足分离要求。T0301精馏塔的塔釜流股为醋酸，根据DSTWU中模拟结果，得到满足塔釜产物VAC浓度要求的理论板数及初始回流比，将其输入RadFrac模块进行严格计算。设定理论塔板数为20（包括冷凝器与再沸器），在设计规定中设置塔釜产品流股中HACM摩尔纯度为0.999，回流比范围从0.8-2.6，通过设计规定得到
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