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本文在熟练掌握乙烯/乙醛氧化生产醋酸的工艺流程的基础上,应用化工模拟软件AspenPlus11.1,主要对粗醋酸的精制和回收流程进行设计和模拟计算。体系中醋酸和甲酸分子的强氢键使其液相和汽相都表现出强烈的缔合行为,通过对体系汽液相行为的研究,选用NRTL-HOC作为物性方法对该体系汽液相的非理想性进行修正,用AspenPlus的数据拟合功能进行计算,结果表明该方法能很好地吻合本文物系,并将该物性方法应用于后面的精馏过程模拟。
以上海石化股份有限公司提高的现场操作数据为基础,对脱低沸塔和脱高沸塔组成的双塔精馏过程进行模拟计算和优化,计算结果同工业生产中的实测数据基本吻合;另外,以优化后的操作参数作为规定变量值进行双塔精馏流程的模拟计算,完全达到分离要求。根据节能降耗的原则,欲采用单塔普通精馏和共沸精馏的方法精制粗醋酸:对单塔(粗醋酸精制塔)普通精馏进行了设计和模拟计算,发现在降低能耗和提高醋酸质量回收率上单塔精馏优于双塔精馏。选取醋酸异丁酯作为挟带剂进行共沸精馏研究,在体系中水的含量较少的情况下,醋酸-水-醋酸异丁酯三元系统的液液平衡表明共沸精馏塔塔顶馏出液呈均相混溶状态,此时不适宜用共沸精馏的方法提浓粗醋酸。对稀酸回收单元进行模拟计算,结果表明现有装置的塔板数能够满足工艺分离要求。本文的模拟结果与分析对实际生产和操作有重要的指导意义。