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乙酸乙酯制备及分离流程模拟 Design and Optimization on the Ethyl Acetate Technology Process 一级学科：化学工程与技术 学科专业：化学工程与工艺 学生： 学号： 指导教授：屈一新教授 北京化工大学化学工程学院 二零一五年五月四日 目 录 一、设计任务与要求 4 3.1 设计任务 4 二．流程设计 4 三.完成输入设定 4 3.1 setup设置 5 3.2 输入组分 5 3.3 物性方法的选择 5 3.4 Streams的输入 6 3.5 BLOCK的输入 6 3.5.1 闪蒸罐模块的输入 6 3.5.2 精馏塔模块输入 6 3.5.3 反应器模块输入 8 3.5.4 透平机模块输入 9 3.5.5 泵的输入 10 四．模拟运行 10 4.1 闪蒸罐模拟 11 4.2 反应器模拟 11 4.3 精馏塔模拟 11 4.4 透平机（COMPR）模拟 12 4.5 泵模拟 13 五．灵敏度分析 13 5.1 闪蒸罐温度的灵敏度分析（全程优化1） 16 5.2 反应器温度的灵敏度分析（全程优化2） 17 5.3 闪蒸罐压力的灵敏度分析（全程优化3） 18 5.4 精馏塔回流比的灵敏度分析（全程优化4） 19 5.5 精馏塔回流比对总能耗的灵敏度分析 （能量优化） 21 六．确定工艺参数 22 七．心得体会 22 一、设计任务与要求 3.1 设计任务 异丙苯制备及分离，我的学号是，包含数字0、1、2、4、7，由作业题目可知，我的进料中含有以下五种物质，分别为：甲烷，乙醇，正丁烷，甲醇，乙酸。 学号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 分子 甲烷 乙醇 丙烷 正丁烷 正戊烷 甲苯 甲醇 异丙苯 正戊烷 乙酸 （1）进口物料：压力2atm 温度120 ℃ 流量：乙酸和乙醇各200kmol/h，其他组分分别为5kmol/h （2）乙酸乙酯纯度达到99%以上 二．流程设计 根据合成及分离要求设计流程如下图1所示： 图1 乙酸乙酯制备及分离工艺流程图 整个流程有六部分组成：反应器（REACTOR）、闪蒸罐（SEP）、泵（PUMP）、透平机（COMPR）、精馏塔（DSTWU）及严格精馏塔（RADFRAC）。 原料（1）首先进入闪蒸罐进行初步分离，再通过泵加压进入精馏塔1进行再分离。分离了甲烷、正丁烷、甲醇后的物流6进入反应器进行反应，乙醇和乙酸反应生成乙酸乙酯，连同未反应的物质一同进入透平机中进行加压，经过透平机加压后的混合物进入精馏塔2进行精馏，分离乙酸，精馏后的塔顶物流进入精馏塔3，分离乙醇，重组分乙酸乙酯由塔釜排出，作为产品。 三.完成输入设定 3.1 setup设置 在界面中点击Next按钮，进入图2的设置页面，均为默认值，不做修改。 图2 SETUP设置界面 3.2 输入组分 点击Next按钮，进入如图3所示界面，输入甲烷，乙醇，正丁烷，甲醇，乙酸、水、乙酸乙酯七种物质。 图3 组分输入 3.3 物性方法的选择 点击Next按钮，进入Properties输入界面，如图4，选择NRTL物性方法。 图4 物性方法的选择 3.4 Streams的输入 点击Next按钮，进入Stream输入界面，按照设计要求输入进口物料的温度，压力以及各组分的流率。具体输入情况如图5所示。 图5 Stream（1）的输入 3.5 BLOCK的输入 3.5.1 闪蒸罐模块的输入 点击Next，进入各BLOCK的输入界面，输入情况如图6所示 图6 闪蒸罐（SEP）模块输入 3.5.2 精馏塔模块输入 输入情况如图7所示： 图7 精馏塔1（RAD1）模块输入 图8 精馏塔2（RAD2）模块输入 图9 精馏塔3（DSTWU3）模块输入 3.5.3 反应器模块输入 图10 反应器（RSTOIC）模块输入 点击Next进入Reaction选项卡，在界面中点击New…,新建反应，方程式为： ??2??5OH+????3COOH=??2??5OOCCH3+H20 关键组分为??2??5OH，转化率为0.7。具体输入情况如图7所示： 图11 反应器（RSTOIC）模块输入反应 3.5.4 透平机模块输入 输入情况如图12所示 图12 透平机（COMPR）模块输入 3.5.5 泵的输入 图13：泵（PUMP）的输入情况 四．模拟运行 所有输入完成之后，点击Next按钮确定输入全部完成，然后运行模拟程序，确定模拟结果没有错误和警告。程序运行