乙酸乙酯合成及提纯流程模拟文档格式.docx

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（3）流程优化

（4）能量集成和优化（至少有一种）

（5）动态分析（选作）

由学号确定进料中含有甲烷、正丁烷、正戊烷、甲醇、乙醇、乙酸，来制备乙酸乙酯并提纯。

查得各组分的沸点如下：

表1.1各组分沸点

组分

沸点/°

c

-161.5

-0.5

36.1

64.7

78.3

117.9

乙酸乙酯

77

二、设计思路及流程设计

在本次分离任务中乙酸和乙醇为反应物，所含的杂质为甲烷，正丁烷、正戊烷、甲醇，由于甲醇对反应影响较大，故先采用一个塔将其分离出去。

根据其他烷炷的沸点比甲醇低，可以一同除去。

然后直接进行反应。

反应生成的产物中，包括乙酸、乙醇、乙酸乙酯和水，其中乙醇与乙酸乙酯较难分离，故先除去乙酸，再除去乙醇，最后通过倾析出去水。

整个工艺流程由五个部分组成：

脱杂质塔（T1）,反应器（R）,脱乙酸塔（T2）,脱乙醇塔（T3）,冷凝器（COOL）,倾析器（DEC）o流程图如下：

图24异丙苯制备及分离工艺流程图

三、工艺及操作条件

3.1设置单位制和输出报告

完成流程后单击NEXT键，进入如下界面，点击setup文件夹，输入名称以

及选择单位制为米制。

Simulation

AllItems

4Setup

Specifications

团CalculationOptionsolStreamClass

IlJSolids

lJComp-Groups

t/Comp-Lists奇CostingOptions

【匚&

StreamPrice

【力UnitSets回CustomUnits回ReportOptions

IPropertySets

一JAnalysis

Flowsheet

4£

■Streams

>

Ql

卜

<

MainFlowsheetRAD-RR-3Setup-Specifications|_+

.

|QGlobal|（^Description|AccountingjDiagnostics]Informationi

!

Title乙酸乙酯合成与分S3

三

—J1

GlobalunitsetMET■

•

InputmodeSteady-State■

Streamclass:

CONVEN•

Flowbasis：

Mole•

AmbientpressureJatm▼

Ambienttemp4283.15K―

Validphases:

■

FreewaterNo■

Operationalyear8766hr▼

■

图3-1setup设置界面

，LoSetup

团Specifications

回CalculationOptions初StreamClass

DLJSolids

二Comp-Groups

fComp-Lists

alCostingOptions

tWStreamPrice

fBUnitSets

JCustomUnits

寻ReportOptions

t>

国PropeftySets

LJAnalysis

I2Flowsheet

，MStreams

卜G2

【07

Properties

3.2输入组分

进入如下界面

MainFlowsheetRAD-RR-3Setup-ReportOptions+

GeneraljFlowsheet；

Blockj^Stream|Property|ADA

JGenerateastandardstreamreportJIncludestreamdescriptions

Itemstobeincludedinstreamreport

FlowbasisFractionbastsStreamformat

V：

Mole

]Mass

Std.liq.volume

□Mole

JMass

□Std.liq.volume

TFF:

GENJ■

oStandard（80characters）

Wide（132characters）

./Sortstreamsalphanumerically

JComponentswithzerofloworfraction

IncludeStreamsExcludeStreamyPropertySetsComponentAttributes

StreamNamesBatchOperationSupplementaryStream

图3-2输出报告设置界而

]OXiedtg\|itfm4«

um.hnnuiiHmUiHUlIUu»

»

eaDotMe|

主OfrtMrm

蓟如HHtD"

M

.Cw<

w^iwwf^^司

.^1M0IMUUISlM3l9tJAf^.fltnci

3]Utfhr（nd・ppetg

JVfbc£

h■.心mom^3迎ugtwnpofwih囱C^KAHltASrAuttflJHenryCw^pBflir4fM：

6^upt,rei/wun

•0Mrthutft

2!

*ct<

jno*i

（nn^wwtII

CIU

OMBOBI

CIMi

C4H1»

9）

（HM）

CWUJRl

wan*t4MK>

at

*Mr44»

tit4«

C4HU1IMM1C1MUI4J90WI

H»

（MKJM

图3-3数据库选择界而

3.3物性方法选择

选择物性方法与模型为PENG-ROB

Methods-Specifications

Propertymethods&

options

MethodfilterALL

Basemethod：

PENG-ROB

Henrycomponents:

Petroleumcalculationoptions

Free-watermethod:

STEAM・TA

Watersolubility:

3

Electrolytecalculationoptions

ChemistryID:

/Usetruecomponents

4qSetup

列Specifications

CalculationOptions

七UnitSets

动ReportOptions

4_&

Components

SISpecifications

2MolecularStructure

」Assay/Blend

由LightEndProperties

□PetroCharacterization

IPseudocomponents

o]ComponentAttributes

/HenryComps

51UNIFACGroups

I2Polymers

4fillMethods

.^1Specifications|

【1«

MMhcrU

Methodname

PENG-ROB▼;

MethodsAssistant.

Modify

EOS:

ESPRSTD

Dataset:

1斐

Liquidgamma:

•

Dataset圈

Liquidmolarenthalpy:

HLMX106

LiquidmolarvolumeVLMX20

□Heatofmixing

_JPoyntingcorrection

Useliquidreferencestateenthalpy

图3-4物性方法与选择

3.4物流输入

进入steams界面，输入物料的温度、压力以及流率。

选择Mole-Flow,将单位改为kmol/hr。

|©

Mixed

|QSolid

NCSolid|

FlashOptions|EOOptions|Costing

Information

口11

FlashType

Totak425

cSpecifications

〜ReferenceIemperature

图3-5物流输入界而

3-5Block输入

脱甲醇塔（T1）：

©

Configurationj©

StreamsQPressureQCondenserQReboiler3-Phase|Information

Setupoptions

Calculationtype

Equilibrium

Numberofstages:

38

sV

StageWizard

Condenser

Total

▼

Reboiler

Kettte

Vapor-Liquid

Convergence

Standard

Operatingspecifications

Refluxratio

▼Mole

▼16538

Distillatetofeedratio

▼0-059

Freewaterrefluxratio:

FeedBasis

1©

Configuration|

GStreams|Pressure|©

Condenser|

3-Pha:

e|Information

Feedstreams

NameStageConvention

24

Above-Stage

Productstreams

Name

Stage

Phase

Basis

Flow

Units

FlowRat

Liquid

Mole

kmol/hr

Pseudostreams

PseudoStream

LType

InternalPhaseReboilerPhase

ReboilerConditions

Pumparound

1ID_J

Pu

:

Configuration|©

Streams|

Pressure|©

B-PnaseInformation

View:

Top/Bottom▼

Topstage/Condenserpressure

Stage1/Condenserpressure1atm

Stage2pressure（optional）

oStage2pressureatm

（_）Condenserpressuredrop:

atm

Pressuredropforrestofcolumn（optional）

oStagepressuredrop:

。

Columnpressuredrop:

图3-6T1设置

（2）反应器（R）:

乙醇转化率0.9,温度393.15K,压力latm。

Specifications:

|QReactions|Combustion|HeatofReactionjSelectivity|PSDjCon

Operatingconditions

Temperature▼

Pressure▼

Temperature

393.15

K▼

Pressure

atm▼

Duty:

cal/sec■

Vaporfraction:

Validphases

Vapor-Only

图&

7R设置

反应器内发生的反应设置如下:

OSpecifications（^ReactionsCombustionjHeatofReactionjSelectivityjPSDjComponentAttr.IUtilityIInformation

EditStoichiometry

图3-8反应方程式输入

（3）脱乙酸塔（T2）：

▼8

▼0.8

^CcnfiguraticnStreams

PressureI（^Condenser1<

ReboilerInformation

35

_0

Kettle

Vopor-Liquid

Convergence:

Calculationtype:

QGsnfigura^ion]

Streams；

©

PressureiCondenser

1—二•二.•二—二，.n（

3-Phase

Convention

[4'

10

kmal/hr

Type

Conditions

ID

Configuration

Streams|

Condenser-P©

ReboileT*|3-Phase|Information'

Top/Bottom•

Condenserpressuredrop:

OStagepressuredrop:

图3-9T2设置

（4）脱乙醇塔（T3）：

I©

Specifications|CalculationOptions*ConvergenceIInformation

Columnspecifications

oRefluxratio:

-1.2

Pressure

Condenser:

2atm▼

Reboiler2atm▼

Keycomponentrecoveries

Lightkey:

Comp:

WATER

Recov:

0.98

Heavykey:

C2H6O-01

0.007

Totalcondenser

Partialcondenserwithallvapordistillate

Partialcondenserwithvaporandliquiddistillate

Totalcondense^liquiddistillateisat

IX—TwIr■♦一••ix■■.rc4

L

图3-1013设置

（5）冷却器

Specifications|FlashOptions|Utility\Information

Flashspecifications

FlashTypeTemperature

298.15

K

Temperaturechange

\k*

Degreesofsuperheating：

[k•

Degreesofsubcooling:

i2j

atm

cal/sec

—

Pressuredropcorrelationparameter

图3-11COOL设置

（6）倾析器（DEC）：

Specifications1CalculationOptions'

Efficiency

|EntrainmentUtility|Information

Decanterspecifications

oTemperature:

ODuty:

cal/sec.

Keycomponentstoidentify2ndliquidphase

Keycomponents

WATERC4H8O-01

Availablecomponents

CH4C2H6O-01C3H8C4H10-01

CH4OC5H12-01C2H4O-01

Keycomponentthresholdfor2ndliquidphase

Componentmolefraction:

0.5

图3-12DEC设置

四.模拟运行结果

运行程序，没有出现错误与警告。

运行结果如下:

■心）tn*,l上<

OTMI»

WI|MAHIUM1u^t»

♦

MeUnti[•f侦,*•UlTOMMUl

tr・—•..

Summary

il••••♦•♦■.•••—♦«

i|Balance

SplitFraction

Utilities

StageUtilitiesGStatus

Basis:

图44运行结果

Condenser/Topstageperformance

Value

Subcooledtemperature

123.947

Heatduty

Subcooledduty

-1.15133e+06

♦

Reboiler/Bottomstageperformance

363324

G

205390

Bottomsrate

399925

kmol/hr日

Boiluprate

76.8969

w

图4-2精儒塔T1运行结果

|Summary|

Balance|PhaseEquilibriumReactions|Selectivity^

UtilityUsage|

Status

Outlettemperature

Outletpressure:

Heatduty:

917419

Netheatduty:

1stliquid/Totalliquid:

K4-3反应器运行结果

Summary|Balance|SplitFractionjReboilerUtilities!

StageUtilities|QStatus

Mole▼