乙酸乙酯的制备与分离流程模拟

1、乙酸乙酯的制备与分离流程模拟 Design and Optimization on the Ethyl Acetate Technology Process 一级学科：化学工程与技术学科专 业：化学工程与技术学号： 班级： 姓名： 指导教授： 北京化工大学化学工程学院 二零一七年 上板跳修流程图 目录 目录4 7设计任务与设计目标 7 1.1 设计任务7 1.2 设计目标7 2物性数据 7 3工 艺流程的选择和论证分析 8 检流程模拟的输入设定 10 4.1 3etup 设置 10 4.2 组分输入10 4.3物性方法设置11 4. 4gtteam. A 11 4.5 Hfadio/i 输入1

2、2 4.6 ”的输入74 4. Valid phases：: Xo Free water: 8766 hi v 图少设置界面 么纟组分输入 根据设计要求，原料中包括甲烷、乙醇、乙酸、正戊烷、甲苯组分，同时产物中包括乙酸乙 酯和水，组分输入界面如图42。 Selection I Petroleum Non conventional E nterprise D ata ba$e Define components Component ID Type Corfiponent name Alias CH 4 Conventional METHANE CH4 ETHA Conventional ETHA

3、NOL C2H6O-2 C5 Conventional N-PENTANE C5H12-1 C7 Ccinventional TOLUENE C7H8 Conventional ACETIC-ACID C2H402-1 EA Conventional ETHYL-ACETATE C4H802-3 H20 Conventional WATER H20 米 图4-2组分输入界而 JO 么3物性方法设置 组分输入完成后点击小t进入历界面，选择物性方法成见存已如图43o J G lob al Flow shee t S ections I R efe ren ced Pr ope rtv method

4、: models ALL Process type: Base NRTL-HOC Henry Property methods： VLMX01 T p Heat of mixing P Poyntirtg correction Use liq reference-state 图43物性方法选择界而 4. 4输入 物性方法选择完成后，点击Swrf查看相互作用系数后，再次点击次逐进入物流8Ma/n3输入界 面，完成对进料物流代费的输入，进料条件为：温度72。C、压力2afm,乙酸与乙 醇流量为SOOhnoL/k烷、甲苯与正戊烷流量为勿尬ko如图44n /Specificationsj Flash

5、Options j PSD Component Altr. EO Options Costing Substream name： |/MIXED J State Ref T ernpersture Composition |Temper- C zj 7 120 I Pressure 2 I atm J Total flow: Wole T emo1/hr Solvent; T Mole-Flow kmol/hr Component Value CH4 20 ETHA 500 C5 20 C7 20 姐 500 EA H20 4. 成输入 点击 0”ffactZon，进入 6。managfifi

6、 界|H1 , 设置化学反应衣厶选择反应类型为 如乎如Q 190000000 n: 0 E: 53500000 JZkmol To: c Ci ba5i$: Molarity Edit reactions 图47正反应反应动力学设置界面 j氐 (Equilibrium I Conversion Salt Subroutine G Use built-in Power L*aw C U5e user kinetic subroutine 2J EA+ H20 - ETHA+ M Power Law kinetic expression Reacting If To is specified: K

7、inetic fact or=k (T, To) 巳 4ER) 1 /T 1 /Io If To is not specified: Kinetic factor=kTn Comp: Recov: 10.001 图9精微塔。7的设置界而 4.6.2闪蒸罐模块的输入 点击必必，进入模块输入，闪蒸罐取#主要用于分离乙酸和乙醇，设置 如图42所示。 /Specifications：； Flash Options | E ntrainment 1 Utility | 图4闪蒸罐疗/6的设置界面 4.6.3反应精储塔次心的设置 反应精循塔采用应通加模块进行模拟，精锦塔模块参数设置如图477所示。 Con

8、figufdtion j S beams -Pressure j J Condenser ； Thermosiphon Config. | /Reboiler| 2-Phase Setup options Calculation type: E quilibrium -jJ Number of stages: 25乞 Stage wizard | Condenser: T otal Reboiler: ketlte; Valid pha$e$: Vapor-Liquid Convergence: Azeotropic Operating specifications Distillate ra

9、te Mole 二 600 kmol/hr | R eflux ratio二j |M ole二j 2 1F Free water reflux ratio;Feed basis 图477反应精馀塔的沙的设置界面 乙醇物流从塔下邮第26块塔板进入精锦塔，乙酸从第7块塔板进料，压力设置为7个大气 压，如图472、4J3所示： J Configuration J S I、earns | / Pres sure) J Condenser T herrnosiphon Config | J R ebo iler 3-Phas： e Feed streams Name： Stage Convention

10、A ETNA 7 Above-Stage AC 25 Product slreams Name Stage Phase Basis Flow Units Flow ratio Feed specS RAD-D 1 Liquid Mote krfiol/hr Feed baSiS RQDW 25 Liquid Mote krriol/hr Feed basis 4 Con figuration Phase 图幻2反应精储塔灰心进料位置设置界面 /Streams */Pressure /Condenser | Thermosiphon Config _ 5/Reboiler 3- View: 1

11、up 王(ogy fPI St age 1 / Condenser pressure: 1atm oiayc l piowuiu tupuunaij * Stage 2 pressure: atm- C Condenser pressure drop： atm UI up 1 UI 121 UI UUlUllin (UpiUQIJ Stage pressure drop： atm- Column pressure drop; atrn 图4. 7J反应精馀塔的加压力设置界面 塔板参数确定后，需要设置反应在精馀塔内的塔板区间，同时设置反应在反应的停留时 间，点击反应精储塔的曲。或。/1选项，设置

12、反应次7参数: JSpecifications) Holdups ! */Residence Time$ I Conversion Reaction names Starting stage Ending st age Reaction ID Reaction user Cherni$t(v ID 7 25 R-l 米 图4. 74反应精储塔反应塔板区间设置 Specifications ) Holdups /Residence TimesConversion Specify residence time* for rate-controlled reactions Starting stag

13、e Ending stage Reside liquid ice time vapor pec 二 J hr . _d 7 25 15 米 图4. 75反应精储塔反应停留时间设置 4.6.4分离器的输入 根据分离要求，确定分离器的模块，将乙酸乙酯分离出来，输入情况如图476所示: /Specifications! Feed Fla$h Outlet Flash Utility SubsUeam:MIXED Outlet stream: PRODUCT Stream ISpliUraction . Component ID 1st S pec 2ndS pec CH4 Split fractio

14、n 0 Hois frac ETHA Split fraction 0 Hole frac C5 Split Fraction 0 Hole frac C7 Split fraction 0 Hole frac 的 Split Fraction 0 Mole： frac EA Split haction 0. 999 Hole frac H20 Split fraction 0. 001 Hole frac 图476分离器的设置界面 6模拟运行 各模块参数配置完成后，运行流程得到如下的模拟结果: 表模拟结果 或e 夕 加 在在 0 6 口吋 不加 0 0W 8卬 6叼 JJJ) e 118 9

15、0 120 90 67. 6 67. 6 118 67. 6 -79.3 1 2 2 2 1 J 1 1 1 atm Qap5 0 0 0.571 1 0 0 0 0. 032 0 OfoZt 600 388.2 J060 171. 7 211. 54 600 288.2 388.4 560 hnol/Kt. 46 54 46 6 c/tgb 30019 1857 5666 8076. 18623. 3128 1730 J26S8 2664 /low &/M .293 1. 379 7.471 799 189 J. 924 8. 748 .736 8J 78 Ao/ama 31. 76 25.

16、7 J 8517. 2464. 22. 099 37.42 18.31 357.3 30.00 /low cam, /kt 1 6 663 19b 04 7 舁卜碗 56. 35 -23.9 -84.4 -7.91 -23. 87 -48. 3 -32.4 -24. 65 35.5 gca/M 2 24 02 1 4 33 98 5 38 cftabb J VM 10.27 320.8 310.5 10.27 10.27 320.8 ftac 9 SS 76 9 ftac 9 55 23.03 1707 2303 5941. 7346. 7346. 2301 配蛇 6 0.248 4.52 2

17、37 361 0. 003 361 1.485 239. J 1443. J203. 239. J 239.1 1443. 冬 ftac 11 006 895 / ftac 11 006 0. 005 1222. 1842. 620.3 1222. 1222. 1842. 491 81 14 496 0. 001 496 SOS 29996 29.25 3002 0. 777 15.01 1730 15. 01 30. 02 .254 6.28 18619. 1863 S. 053 18. 63 6 2.814 378 8.076 S 3810. 3806. 3.8JJ 65J 0.878 8

18、41 续表51 a 在 在 0 蛔 加 0 6啊 J）甲的 /w 6叼 JJJ) SS4 329 812 ftac ddcn 0. 006 0. 038 ddcfi ftac 既九n 0.012 打蛇 767 0.919 0.406 0. 736 0.235 170 板 0.58 0.864 既心 字 ftac 0. 013 0. 025 0.149 0. 008 ftac 0. 019 0. 064 167 0. 066 0. 033 0. 077 0, 039 17 0. 097 0. 069 核 96 480 流理 0.999 0. 002 0.63 dddi 1 0. 001 0. 0

19、01 163 1 0.596 ddcn 0. 001 205 0.122 5J 0.301 f% cflow kmol/ht J9.3S ftac 0. 64J 20 9 0,64 J ftac 0. 64J 20 0.5 370.6 SOO J 28.9 169.4 159.4 499.5 36 64 64 0.001 64 冬 改的 3. 314 20 J6.68 6 f7 13.26 20 6. 732 0. 001 8 499.6 0.487 S00 0.013 用 排纺 ftaca 0. 002 0,019 0.JJ3 1000 /Jdkfi 杀附 0.954 0.472 0. 76

20、7 字 改ac A 婀 6叼 J1J) 118 80 120 80 6S.J 6S.1 118 65.1 -79.3 1 2 2 2 1 1 1 1 1 aim 0 0 0.671 1 0 0 0 0.092 0 S00 497.9 1060 62.0 389.3 898.1 99. 7 508. 7 560 /flow kmol/ht, 86 14 98 87 99 89 c/tgb 30019 23955 56667 2693 34281 47981 S992 13700 26648 /low &/M .293 J 02 .471 .076 .151 .523 .872 .373 .178

21、 Qoluml * 31.7 b 8617. 873. 40. 57 55.80 6.33 127b. 30. 00 32. 76 (flow cam, /kt 1 663 126 7 7 9 7S4 7 -56. 35 30. 56 -84. 40 -43. 98 -76. 56 -11.2 3266 -35. 83 -2.4 gca/M 2 1 2 9 1 52 6 8 cftoL - (flow 4/M 38. 49 320.8 282. 38. 49 ttac 38. 49 320.8 * ftace S 55 36 5 5 55 23.03 21543 23034 1468 3626

22、. 0. 00 3626. 230 J J 打蛇 S .475 .52 .011 955 J 955 .485 672,6 1443. 770. 672. 6 ftac 672,6 1443, 冬 ac 74 006 331 74 74 006 1670. 1842. 172. 1670. 1670. 1842. 夕 0. 005 569 81 236 574 0.001 574 80S 29996 29.88 30026 0.13 649.3 5991 649.3 30. 02 .254 9 .28 8 41 .986 41 6 34274 34308 0.66 34.30 如 .J 36

23、.444 9 8 7016. 0.21 7008. 排纺 7.015 04 4 025 次3 (fac 0. JO 802 frac fdt4 f *acc 0,002 0.006 0.003 0.012 S dddi 767 0.899 0.406 0.54 0.076 477 0.26S 0.864 0.003 0.28 & 0.028 0.025 6 J67 0.06 f7 即 0. 07 0. 033 4 5J 0.999 0. 001 0.53 既正 如 扶纺 GoZt (flow hnol/ht 八穴厶 4 ftac 2.4 20 J7. 6 467.6 37.8 衣0. 5 35

24、 SOO 6S 10. 6 & ftac 9.323 20 77 18.13 1.86 f7 0.001 1 20 9 0.00 (ML 499.5 0.498 500 2 frac 0. 014 0. 049 0. 054 11 0. 035 板 0.122 0. 069 0. 014 1 0. 047 0. 001 0.7 J S 205 36 ddcfi 0.512 dddi 0.14b tzac 2.4 2.4 20 78. 72 78. 72 499.5 9 0. 001 9 frac 9.323 9.323 20 J 8. J 3 ttac 18. J 3 20 J 1 10.81 99. 7 10. 81 0.5 3 79 3 389. 0 389.3 0. 00 0.389 09 98 8