醋酸乙烯-甲醇萃取精餾過程的計算機模擬優(yōu)化與控制研究.pdf

1、目前我國聚乙烯醇(PVA)生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的醋酸乙烯(VAc)和甲醇(MeOH)的共沸物，而在分離提純過程中普遍存在產(chǎn)品純度不高、萃取劑用量大、能耗高、設備投資費用大、過程控制不穩(wěn)定等技術難題。本文從工藝流程、能量節(jié)約、過程控制、經(jīng)濟效益四個方面著手，利用計算機模擬技術對年產(chǎn)10萬噸PVA中用水作為萃取劑萃取精餾分離醋酸乙烯-甲醇共沸體系的過程進行模擬計算、經(jīng)濟優(yōu)化及動態(tài)控制，分別采用連續(xù)萃取精餾、間歇萃取精餾和隔壁萃取精

2、餾三種工藝流程，通過對比獲得最佳工藝流程和最優(yōu)的工藝參數(shù)及控制方案，達到節(jié)能增效的目標。
　　通過熱力學一致性檢驗，驗證了實驗所得醋酸乙烯-甲醇共沸體系汽液相平衡(VLE)數(shù)據(jù)的可靠性。對Wilson、NRTL、UNIQUAC熱力學模型的二元交互作用參數(shù)擬合回歸，通過對比實驗與回歸的數(shù)據(jù)偏差和圖像吻合度，得到UNIQUAC模型的效果最好。同時用回歸后各個模型的計算數(shù)值與實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行對比，驗證了UNIQUAC模型可以準確的用于醋

3、酸乙烯-甲醇-水體系的萃取精餾模擬研究。
　　對原有雙塔連續(xù)萃取精餾進行模擬優(yōu)化，通過靈敏度分析及經(jīng)濟優(yōu)化，得到萃取精餾塔49塊塔板（理論板），萃取劑進料流量17800 kg/h，溫度76℃，塔頂采出量18477 kg/h，萃取劑進料位置第2塊塔板，物料進料位置第18塊塔板，回流比0.27;溶劑回收塔32塊塔板，塔頂采出量12626 kg/h，物料進料位置第22塊，回流比1.08;醋酸乙烯產(chǎn)品純度從90％提高到93.5％，甲醇產(chǎn)品

4、純度從95％提高到99.9％;連續(xù)萃取精餾工藝的“全年總費用”(TAC)為2370萬元/a。
　　對于設備投資費用大和過程控制不穩(wěn)定，采用恒定回流比的間歇萃取精餾工藝，得到間歇萃取精餾塔16塊塔板，萃取劑進料流量24673 kg/h，溫度100℃，萃取劑進料位置第5塊塔板，回流比10，間歇萃取精餾操作時間1.75 h;間歇萃取精餾工藝的TAC為8363萬元/a。
　　對于能耗高，采取熱耦合精餾原理的隔壁萃取精餾工藝，得到隔壁

5、萃取精餾塔主塔51塊塔板，萃取劑進料流量17800 kg/h，溫度75℃，塔頂采出量18477 kg/h，萃取劑進料位置第2塊塔板，物料進料位置第18塊塔板，側(cè)線汽相采出位置第43塊塔板，側(cè)線汽相采出量16325 kg/h，回流比0.22;側(cè)線精餾塔30塊塔板，塔頂采出量12874 kg/h，回流比1.0;隔壁萃取精餾工藝的TAC為2037萬元/a。
　　從經(jīng)濟角度分析，隔壁萃取精餾過程比連續(xù)萃取精餾過程固定成本投資節(jié)省約9.99