醋酸甲酯-甲醇萃取精馏分离模拟和优化.pdf

2014，24(2) 吕英杰等 醋酸甲酯一甲醇萃取精馏分离的模拟与优化 3 醋酸甲酯 一甲醇萃取精馏分离的模拟与优化 吕英杰。 李艳娟 中石化宁波工程有限公司上海分公司 上海 200030 摘要 应用模拟软件ASPENPLUS对醋酸甲酯一甲醇萃取精馏进行模拟计算。采用NRTL热力学模型以及 RADFRAC模型模拟计算了理论板数、进料位置、溶剂比、萃取剂温度、回流比等对萃取精馏过程的影响，寻找 最佳操作参数。 关键词 过程模拟 萃取精馏 醋酸甲酯 甲醇 在维尼纶生产中，聚醋酸乙烯醇解产生的废 氢键、缔合等分子之间的作用，其液相的非理想 液 中含 有 大量 的醋 酸 甲酯 (MEAC)、甲醇 性较大，热力学性质的相互依赖关系很强，所以 (MEOH)。如何有效地分离醋酸甲酯和甲醇，使之 选用了ASPENPLUS中NRTL热力学模型进行模拟 充分回收利用，对降低聚乙烯醇装置的生产成本、 研究。 提高经济效益有着重要的现实意义。 甲醇与醋酸甲酯形成共沸物，采用普通精馏 3 萃取精馏过程的模拟与优化 难以达到分离效果，根据物料特性，选择加入常 以某聚乙烯醇装置产生的物料为例进行计算， 用的萃取剂进行萃取精馏。 进料组成见表 1。 本文应用ASPENPLUS软件对醋酸甲酯一甲醇 体系萃取精馏过程模拟计算，通过对理论板数、 表 1 进料组成 进料位置、萃取剂用量、萃取剂温度、回流 比等 因素对分离过程的影响进行研究，旨在优化出最 佳分离参数。 1 萃取精馏原理uJ 萃取精馏是在原溶液中加入一种新组份后使 原液中不同组份分离的一种特殊精馏过程。加入 分离要求：塔顶馏出液醋酸甲酯的质量分数 的新组份称萃取剂，它不和原溶液中任一组份形 I 93．5％，塔釜液醋酸甲酯的质量分数≤O．005％。 成恒沸物；但萃取剂改变了原溶液中关键组份之 3．1 操作压力的设定及初步模拟 间的相对挥发度，即改变了原溶液组份之间的相 互作用力，构成一个新 的非理想溶液。当被分离 操作压力设定：综合考虑被分离物料物性、 物系相对挥发度接近 1(如醋酸甲酯 一甲醇)，普 加热、冷却介质特性。设备费用等，塔顶压力设 通精馏难 以达到分离要求，萃取精馏就成为可采 为常压操作 (0．005MPa(G))，全塔压力降要求 取的工艺方案之一。萃取剂的沸点比原溶液中任 30KPa。 一 组份的沸点都高，将随塔釜液排出，经处理后 精馏塔模拟参数初步设定为理论板数 28块， 萃取剂可循环使用。 进料位置为第17块塔盘，溶剂比为3．86；萃取剂 2 热力学模型选取 ·31 温度 1O℃，回流比设为0．15。 3．2 进料位置对萃取精馏过程的影响 萃取分离醋酸甲酯 一甲醇过程中，水是一种 强极性物质，分子之间存在氢键、二分子缔合、 塔的进料位置对于精馏过程有着重要的影响， 三分子缔合、甲醇O—H基团等都具有极性。由于 一 旦进料位置选取不合适，形成蒸馏夹点，不仅 ·吕英杰 ：高级工程师。1986年毕业于大连工学院精细化工专业。从事化工装置设计工作。电话：(021)510016