年产10万吨醋酸乙烯生产项目5-以T0305(T-301)醋酸乙烯粗分塔为例.docx

分离过程设计与优化

（以T0305醋酸乙烯粗分塔为例）1全流程模拟（不含热泵精馏，不含换热网络）.bkp中标号

（以T-301醋酸乙烯粗分塔为例）2全流程模拟（含热泵精馏，不含换热网络）.bkp中标号

常压情况下醋酸乙烯和醋酸的沸点如表1所示，可以看出两者的沸点相差较多，因此可以采用普通精馏技术对其进行分离，实现叔丁胺醋酸乙烯产品的精制。

表1沸点对比表（1atm）

物质

醋酸乙烯

醋酸

沸点/℃

73

118

利用RadFrac对该精馏过程进行模拟和优化。选择强非理想溶液（Stronglynon-idealliquid）的相平衡模型NRTL-RK表达物系的非理想性。

1.总塔板数优化

由Aspen模拟得到塔板数与质量分数的关系见图1。

图1醋酸乙烯精分塔T0306总塔板数与质量分数的关系

根据图1，最终选择理论塔板数为10块（包括冷凝器与再沸器），在该点理论塔板数对质量分数的影响已进入平缓区，再继续增加塔板数并不能继续减小精馏塔的操作费用，因此确定其为最终理论板数。

满足塔顶流股纯度要求的回流比优化

由Aspen模拟得到回流比与质量分数、质量流率的关系见图2。

图2醋酸乙烯精分塔T0306回流比与质量分数的关系

回流比越大操作费用越大，查图可得在回流比达到0.7时，再增加回流比，质量分数增大不明显，因此选择回流比为0.7。

3.加料板位置优化

进料板位置对塔的分离效率有较大的影响，在满足上述两个设计规定的前提下，选择塔板液相浓度与进料浓度最接近的塔板作为进料板其效率最高。T0305精馏塔为液相进料，进料流股中醋酸乙烯摩尔浓度为10.40%，根据上述优化计算结果的塔板浓度分布（Profiles），选择相近液相浓度的板进料，并重新运算反复调整进料板位置，直到进料板组成与进料组成最为接近。优化得到的最终进料板为第5块板（包括冷凝器）。

图3Profiles结果截图

4.综合优化结果

塔T0305主要用以醋酸乙烯和醋酸的混合物，在权衡设备投资费用和操作费用后，在满足分离要求的前提下优化得到塔的理论板数为10块。通过两个设计规定优化得到塔的回流比为0.7，优化后的加料板为第5块板。