醋酐精制系統(tǒng)酯水共沸精餾過程模擬與設(shè)計.pdf

1、醋酐是國家鼓勵發(fā)展的基本有機化工原料，主要用于生產(chǎn)醋酸纖維素和醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、香料、軍工等行業(yè)。其中二醋酸纖維素是用于制造香煙過濾嘴的主要材料之一；三醋酸纖維素主要制造塑料片基和高級感光膠片。
　　醋酐生產(chǎn)過程中所需原料及副產(chǎn)物是醋酸，它是一種重要的化工原料。其用途非常廣泛，需求量也很大。以醋酸為原料的醋酸乙烯、醋酸纖維素等的合成工藝中均有醋酸水溶液產(chǎn)生，直接排放，既污染環(huán)境，又浪費資源。長期以來，人們對醋酸-水體系的分離問題進

2、行深入研究，因為醋酸應(yīng)用的范圍較廣，而且在化工分離、化工環(huán)保等學(xué)科的發(fā)展中有重要作用，對資源利用和環(huán)境保護具有重要意義。
　　精餾分離過程是最常用的醋酐精制方法。醋酸和水雖然不會形成恒沸物，但是二者的相對揮發(fā)度較低，并且醋酸在液相中有強締合作用，是高度非理想系統(tǒng)。據(jù)調(diào)查，工業(yè)上采用較多的分離工藝方法是：普通精餾、共沸精餾。普通精餾法對理論塔板數(shù)和回流比的要求較高，且需要消耗大量蒸汽，因此再沸器的熱負荷很大，經(jīng)濟性低；共沸精餾法的原

3、理是在混合溶液中加入低沸點的挾帶劑，從而使醋酸、水的相對揮發(fā)度增大，因而二者分離時，所需的塔板數(shù)、回流比液有所降低，故能耗也較低。
　　本文主要對醋酐精制工藝的醋酸回收單元進行模擬與計算，并重點研究其中一精餾塔（共沸精餾塔），重點闡述化工熱力學(xué)上對非理想性液體混合物的研究，利用活度系數(shù)法、牛頓迭代法，根據(jù)Wilson模型，設(shè)計在低壓條件下的非理想體系的汽液相平衡C語言計算程序，計算得到醋酸—水、醋酸—醋酸乙酯體系的汽液相平衡數(shù)據(jù)，

4、并繪制醋酸—水、醋酸—醋酸乙酯體系的x-y圖、T-xy圖。然后通過Aspen Plus軟件，根據(jù)NRTL模型，模擬計算醋酸—水—醋酸乙酯三組分體系常壓汽液相平衡數(shù)據(jù)及醋酸乙酯—水體系的汽液相平衡數(shù)據(jù)，并繪制醋酸—水—醋酸乙酯三組分相平衡圖及醋酸乙酯—水體系的x-y圖、T-xy圖，得出醋酸乙酯與水的最佳共沸點，為醋酸—水的分離提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。另外，在該操作條件下，計算精餾塔（共沸精餾塔）及塔頭冷凝器，并將內(nèi)置式冷凝器與外置式冷凝器的兩種工況