精馏塔的分离工段分解.ppt

年产5万吨醋酸异丙酯项目初步设计--分离工段 指导老师：田敉 汇报人：朱力敏 目录 总论、原料及辅助原料 流程设计 节能设计 物料及能量衡算 1 设备设计及选型 自动控制设计 总图设计 布置设计 总论、原料及辅助原料 2 总论 项目概况：利用丙烯和和醋酸在固体酸性离子交换树脂（苯乙烯磺酸类型离子交换树脂）作催化剂采用烯酸酯化法制取醋酸异丙酯。 产品名称 产品规格 产量（吨/年） 价格预期（元/吨） 醋酸异丙酯 99.90% 50000 10000 异丙醇 99.90% 42000 15000 乙醇 99.60% 33000 7000 产品方案： 设计依据：化工设计相关规定、可行性报告等。 表1.1产品方案 总论、原料及辅助原料 3 原料及辅助原料 原料 化学式 质量分数 消耗量(万吨/年） 熔点（℃） 沸点（℃） 丙烯 C3H6 99.60% 2820 -185.2 -47.4 醋酸 CH3COOH 99.80% 1245.3 16.6 117.9 原料： 表1.2原料规格及消耗量 辅助原料：丙烯等 4 工艺流程方案的选择 烯酸法 工艺流程设计 通过对这两种工艺技术的对比，发现烯酸法符合本项目采用烯酸酯化法制备乙酸异丙酯，工艺共包括反应工段、预分离工段和分离工段三个工段。 5 工艺流程的模拟 工艺流程设计 对于本项目的分离工段的设备，经其进出口物料经ASPEN 模拟如图1.1所示。 图1.1 分离工段的模拟流程图 6 工艺的优化 工艺流程设计 T0302精馏塔的优化： ① 精馏塔T0302塔板数的优化 图1.2 精馏塔T0303塔板数优化 由上图可以看出30块塔板数之后，塔板数的多少，对产品的产出率没有影响，所以最终确定的塔板数为30块。 7 工艺的优化 工艺流程设计 T0302精馏塔的优化： ② 塔顶采出率的优化 图1.3塔顶采出率优化 根据图1.3，及为了满足的项目的要求，最终确定选择塔顶采出率为0.95。 8 工艺的优化 工艺流程设计 T0302精馏塔的优化： ③ 进料板的优化 图1.3 进料板的优化 根据图1.3发现当进料数是15块时，醋酸和醋酸异丙酯的出产率达到最高。所以选择的进料板是第15块进料。 9 工艺的优化 工艺流程设计 T0302精馏塔的优化： ④ 回流比的优化 图1.4 回流比的优化 根据上图发现，当回流比为2.5时，醋酸异丙酯和醋酸的产出率最大；则为了满足的项目的要求，考虑到温度及压力的影响，经过Aspen的模拟，最终确定精馏塔的回流比为2.0。 10 物料衡算 物料及能量衡算 物料衡算主要是对全流程、分离工段。 物料名 进料 CH3COOH PROPENE 质量流量（kg/hr） 11207.551 15783.126 物料名 出料 T0104TOP XCH3COOH XH2O C3HOUT 质量流量（kg/hr） 18017.919 576.871 18.244 8377.643 物料名 进料 T0130IN T0101OUT 质量流量（kg/hr） 4250.427 14362.608 物料名 出料 T0104TOP XCH3COOH XH2O 质量流量（kg/hr） 18017.919 576.871 18.244 表1.3全流程原料消耗及产品产量表 表1.4 分离工段原料消耗及产品产量表 11 能量衡算 物料及能量衡算 能量衡算主要是对设备的运作能量消耗的评估 表1.5 精馏塔T0302能量信息表 表1.4 分离工段原料消耗及产品产量表 物料名 进料 出料 MO103OUT T0104TOP XCH3COOH Temperature C 85.6 94.1 127.4 Pressure bar 1.013 1.013 1.017 Vapor Frac 0.021 0 0 Mole Flow kmol/hr 187.332 177.988 9.344 Mass Flow kg/hr 18594.79 18017.919 576.871 Volume Flow cum/hr 138.704 22.978 0.627 Enthalpy Gcal/hr -22.347 -21.28 -1.007 能量衡算（功耗单位：MMkcal/hr） 热负荷 进口焓值 出口焓值 误差 -4.206439 -22.347401 -22.286928 -0.002706 通过对分离工段的各个设备的能量衡算，发现各个设备进出的物料和外界功是守恒的，所以能量是守恒的。 示例： 12 节能设计 换热网络 优化图 温焓 曲线图 物流信息提取图 ASPEN ENERG