乙腈分离过程模拟研究.doc

《乙腈分离过程模拟研究.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、乙腈分离过程模拟研究魏奇业（吉林化工学院，吉林吉林132022）摘要：本文在对乙腈分离过程物系特点进行分析的基础上，在AspenPlus中建立了流程的模拟模型，计算结果显示该流程的产品质量及产品收率均能满足要求。文中还分析了循环物流量对产品质量及能耗的影响，确定了在不显著增加能耗情况下保证产品质量最佳的循环物流量。关键词：乙腈；分离；模拟中图分类号：TQ028文献标识码：ASimulationofAcetonitrileSeparationProcessWeiQiye1(1.JilinInstituteofChemicalTechnology,Jilin132022,Jilin,China）

2、Abstract:Inthispaper,simulationmodelofacetonitrileseparationprocesshasbeensetupinAspenPlusbasedonanalyzingpropertiesoftheacetonitrilemixture.Theresultsmeettherequirementsonproductqualityandproductyield.Theinfluenceofrecyclestreamloadonproductqualityandenergyconsumptionhasbeenanalyzedandrecyclestrea

3、mloadthatoptimizingproductqualitywithoutincreasingenergyconsumptionremarkablyhasbeenfound.Keywords:acetonitrile；separation；simulation1引言乙腈主要用作医药及石油化工精制的溶剂，也是一些化工产品生产的原料。乙腈主要来源于丙烯氨氧化法生产丙烯腈的副产物，每吨丙烯腈大约可副产30kg乙腈。副产的粗乙腈中含有水、氢氰酸、丙烯腈、噁唑、丙酮、丙腈等杂质，需要经过分离精制后才能使用[1,2]。某公司拟进行42万吨/年丙烯腈装置扩建，乙腈精制装置第一生产线也要随之扩建。本文

4、旨在对某工程公司提供的工艺流程进行模拟研究，分析循环物流量对产品质量的影响，为装置的整体设计和操作优化提供依据。2流程简述及模拟2.1物系特点副产粗乙腈中各组分的沸点见表1，乙腈与水是其中的主要成分，该物系的分离难点在于：一方面乙腈与水是一个完全互溶的二元共沸体系，采用常规精馏方法不能得到合格的乙腈产品；另一方面，丙烯腈与水，丙烯腈、水及噁唑，丙腈与水皆能形成共沸物。这些共沸物的共沸点较接近，与某些组分的沸点也接近，虽然原料中的丙烯腈与氢氰酸可以使用化学处理方法进行脱除，但其它杂质的存在也会导致采用常规方法进行分离时的产品收率低、产品纯度低、杂质含量高，下面提到的流程是经过改进的、目前广泛应

5、用的粗乙腈分离工艺。作者简介：魏奇业（1964-），男，博士，教授，研究方向为过程系统工程表1组分沸点序号组分模拟中各组分代码常压下各组分沸点，℃1丙烯腈ACRYLN77.622乙腈ACETNL81.483氢氰酸HYDROC25.664水WATER100.025丙腈PROPIN97.666噁唑OXAZOL69.67丙酮ACETON56.142.2流程简述本文的粗乙腈分离工艺流程见图1，装置由脱氢氰酸塔、化学处理单元、干燥塔、成品塔4个部分组成。来自丙烯腈装置的粗乙腈料（乙腈质量分数约为50%）直接送入脱氢氰酸塔，从塔顶蒸出的大部分氢氰酸及其它轻组分杂质送焚烧处理工序。提馏段侧线气相抽出接近乙

6、腈、水共沸组成，含噁唑、丙腈及少量丙烯腈、微量氢氰酸的乙腈料液，送往化学处理单元，含少量乙腈的釜液直接送污水处理工序。侧线气相抽出料在化学处理单元中与一定量的氢氧化钠溶液混合，料液中的丙烯腈和氢氰酸反应，生成稳定的高沸点物质，同时由于在过量氢氧化钠的存在下，剩余的游离氢氰酸以氢氰酸钠的形式存在。化学处理后的乙腈料液分进入干燥塔进行减压共沸蒸馏，塔釜分离出丙腈、部分水及重组分杂质，釜液排至污水处理工序。噁唑随乙腈和水的共沸物从塔顶蒸出，馏出物进入成品塔，在塔中进行加压共沸蒸馏。从提馏段侧线气相抽出脱除水的高纯度成品乙腈，釜液返回干燥塔回收乙腈。塔顶馏分中主要含有乙腈和噁唑，为了回收乙腈，该股物

7、流需要在系统中循环，返回到干燥塔重新进行蒸馏。为了防止噁唑在系统中循环累积，最终影响产品质量，采取将成品塔顶少量物料返回到脱氢氰酸塔的措施，进一步除去杂质。在该流程中，利用减压、加压共沸蒸馏原理，由干燥塔和成品塔共同完成乙腈脱水的任务。在现有的乙腈分离精制流程中，只有脱氢氰酸塔顶部的不凝气体作为轻组分杂质排放。噁唑的沸点较接近于丙烯腈和乙腈的沸点，要把噁唑作为轻组分一次性在脱氢氰酸塔全部随氢氰酸一起脱除，夹带