甲乙酮工艺的模拟与优化

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1、天津大学硕士学位论文甲乙酮工艺的模拟与优化姓名：徐丽梅申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李士雨20090601摘要甲乙酮是一种优良的有机溶剂，具有广泛的工业应用。国内主要采用正丁烯二步氧化法生产甲乙酮，包括丁烯提浓、水合反应、仲丁醇提浓、甲乙酮合成四个工段。该方法的模拟模型尚不成熟，因而，在设计及操作方面多依据于经验。本文利用AspenPlus开发了甲乙酮工艺流程模拟模型，选择出合适的物性方法及热力学模型(NI汀L)，并采用UNIT．DMD方程提供缺少的二元交互作用参数来对NRTL加以修正。模拟值与文献及现场生产数据吻合良好，可以作为工业

2、工艺改造的参考。为了节能降耗，本文对甲乙酮萃取精馏流程进行了重点研究。使用所建立的模拟模型，分析了溶剂比、回流比、溶剂组成等操作条件对节能效果的影响，以得到优化操作条件。结果表明，在满足工艺分离要求的前提下，优化的操作参数与原操作参数相差不大，溶剂比由13．3减小到13．0，回流比由0．7738调节到O．7。在此参数下操作，能耗仅降低了3．43％。表明原工艺通过操作优化节能的潜力不大。本文结合萃取精馏技术的新进展提出了采用隔板塔改造原萃取精馏流程的新方案，并对其进行了模拟研究，考察了溶剂比、回流比、碳四原料与N．甲酰吗啉．甲乙酮混合溶剂进料位置、

3、分配比对新工艺的影响，得到一组优化参数。模拟结果表明，在此优化条件下操作，正丁烯含量由97．65％增大到97．83％；再沸器所需能耗下降了19．80％，冷凝器节能19．76％，总能耗由15347．02kW降低到12309．87kW，降低19．79％。此外，新工艺的溶剂比由13．3降低至11，降低了操作费用。关键词：甲乙酮；萃取精馏；隔板塔：模拟ABSTRACTN匣KfMethylEthylKetone)iSallexcellentorganicsolventandiswidlyutilizedinindustries．InChina,mostco

4、mpaniesproduceMEKwithtwo．St印buteneoxidationmethodwhichincludesthefollowingfoursteps：butenestripping，synthesizingofSBA(secondarybutylalcoh01)，SBArefining，andMEKsynthesizingandrefining．Thekeyproblemin也eabovetechnologyislackofmodeLSOthedesignandoperationarestronglybasedonexperie

5、nce．Inthisstudy．Ⅳ匝KsimulationmodelwasestablishedwithAspenPlus．ProperphysicalpropertymethodSandthermodynamicmodel(NRTL)wereselected，somemissingbinaryinteractionparameterswereestimatedwi也UNIF．DMDmodel．Simulationresultsshowed也at也emodelhadmadeagoodmatchwiththepublishedindustriald

6、ata．Inordertosaveenergyandreducecost，theextractivedistillationprocessinthewholeflowsheetwaspaidmoreattentionbytheauthor．Someoperatingconditions，suchassolvent／feedratio，refluxratio，solventcomposition,werecheckedwiththeestablishedmodelandthenaseriesofoptimizedparameterswereobta

7、ined．Comparedwiththeoriginalparameters，theoptimizedparametersonlychangedalittle．asthesolventratiodecreasedfrom13．3to13．0．andrefluxratioadiustedfi'om0．7738to0．7．ThesimulationresultsshowedthatthereWaslittleenergysavingpotentialintheoriginaltechnology．Anewprocessofextractivedist

8、illation—DividingWallExtractiveDistillationColumn(DWC．E)wasstudiedto