分離工程大作業(yè)--乙腈與水變壓精餾模擬過(guò)程

1、(1) 流程的確定建立如圖所示的流程圖。流程的描述：原料在合適的位置進(jìn)入低壓塔TOWER1，塔頂出共沸組成，塔底為水出口；塔頂共沸組成經(jīng)泵加壓后進(jìn)入高壓塔TOWER2，塔底為合格的已經(jīng)產(chǎn)品，塔頂為高壓下共沸物，循環(huán)回一塔TOWER1。(2) 物性方法的選擇根據(jù)文獻(xiàn)介紹，用ASPEN物性數(shù)據(jù)庫(kù)中的NRTL模型計(jì)算得出的乙腈-水共沸物的汽液平衡數(shù)據(jù)和實(shí)際值基本一致，故選用NRTL模型為本次模擬的物性方法。(3) 模擬參數(shù)進(jìn)料組成為60%的乙腈和40%的水(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),假定流量為100kg/h。分離出的產(chǎn)品：99.9%乙腈（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。(4) 兩塔的壓強(qiáng)的確定根據(jù)變壓精餾的原理可得，不同壓力下的共沸

2、組成差別越大，循環(huán)的物流量就越少，循環(huán)量越少，那么能耗就會(huì)相應(yīng)地降低；但是高壓或者是真空下操作又會(huì)影響我們塔的投資費(fèi)用。經(jīng)過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研，吸取他人的工程經(jīng)驗(yàn)最終選擇0.4bar和3.5bar。作為塔的操作壓力。(5) 流程的模擬根據(jù)變壓精餾的原理可得：當(dāng)壓力確定時(shí)，流程中每一股物流的量大致是確定的。可以根據(jù)公式（書上的公式）計(jì)算出。也就是說(shuō)，塔的塔頂采出率和塔底采出率都是定值，也只有在這個(gè)定值下，流程才能夠物料守恒而收斂。同時(shí)由于，如果兩塔同時(shí)給定塔頂采出率或者塔底采出率時(shí)，很難收斂。故選擇TOWER1給定塔頂采出率，TOWER2給定塔底采出率。所以，先計(jì)算出大概的初值，然后再在附近調(diào)試，是流程能夠順利收斂。最終初次收斂時(shí)的參數(shù)如下圖所示：TOWER1的初始參數(shù)如下圖所示：TOWER2初始參數(shù)如下圖所示:(6) 流程的優(yōu)化（這個(gè)想一想）根據(jù)變壓精餾的原理(1) 分離要求對(duì)回流比無(wú)明顯要求，0.1,0.01，0.001都能滿足分離要求。（可能沒到那個(gè)限度吧？思考ing）(2) 鑒于此，將回流比分別定為0.001和0.005；在此回流比下對(duì)塔板數(shù)進(jìn)行靈敏度分析，觀察塔板數(shù)和進(jìn)料位置對(duì)產(chǎn)品純度的影響。低壓塔的靈敏度分析：S-1:進(jìn)料位置為3；最終選擇8塊板。S-2：塔板數(shù)為8；最終選擇3.高壓塔的靈敏度分析：S-1:進(jìn)料位置為3；最