aspen plus本科生畢業(yè)論文

1、 本科生畢業(yè)論文題 目： Aspen Plus軟件分離正己烷 和乙酸乙酯的模擬分析 專業(yè)代碼： 0817 作者姓名： 周 云 學(xué) 號(hào)： 2009202142 單 位： 化學(xué)化工學(xué)院 指導(dǎo)教師： 王 勇 2013年5月28日聊城大學(xué)本科畢業(yè)論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，論文中不含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得聊城大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位證書而使用過的材料。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人承擔(dān)本聲明的相應(yīng)責(zé)任。 論文作者簽名： 日期指導(dǎo)教師簽名： 日

2、期 21目 錄前言1第一章 總論11.1 Aspen Plus介紹11.2 課題介紹2第二章 工藝流程22.1 物性分析22.2 流程確定5第三章 結(jié)果與討論53.1 共沸精餾塔回流比對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)量的影響63.2 共沸劑丙酮進(jìn)料位置對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)量的影響93.3 原料進(jìn)料位置對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)量的影響123.4 共沸劑丙酮用量對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)量的影響14第四章 結(jié)束語17參考文獻(xiàn)18致謝21摘 要介紹Aspen Plus的一般使用方法和在精餾操作型問題分析中的應(yīng)用。實(shí)踐表明，利用流程模擬軟件解決精餾操作型問題是一條非常有效的捷徑，不僅有助于學(xué)生加深對(duì)精餾原理的理解，而且有助于培養(yǎng)學(xué)生利用流程模擬優(yōu)化技術(shù)解決工程實(shí)際問題的

3、能力。正己烷和乙酸乙酯形成最低共沸物，以丙酮為共沸劑，采用共沸精餾方法分離。應(yīng)用ASPEN PLUS軟件進(jìn)行模擬以丙酮為共沸劑，分離正己烷、乙酸乙酯混合物的流程。確定了共沸精餾塔的最佳操作條件，即共沸劑丙酮的用量為80kg/h，回流比為1.3，原料的進(jìn)料位置為第13塊板，丙酮的進(jìn)料位置為第4塊板，此時(shí)，塔釜乙酸乙酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)99.8%以上。關(guān)鍵詞：共沸精餾；共沸劑；剩余曲線；丙酮AbstractAbstract: This paper introduced the general use method of Aspen Plus and its application in distill

4、ation operation problem analysis. The practice showed that flowsheet simulation software as an effective short cut helps student understand distillation principle and enhance the ability to solve actual project matter by the technique of flowsheet simulation and optimization.In order to separate n-h

5、exane-ethylacetae azeotrope, azeotropic distillation was used with acetone as entrainer. Aspen plus software was used to simulate the azeotropic distillation flowsheet. Effects of different factors on the azeotropic distillation were analyzed and optimized. When the acetone flow rate was 74kg/h, the

6、 reflux ratio was 1.3, feed position was the 13th theoretical plate and feed position of acetone was 4th theoretical plate, the mass fraction of ethyl acetate reached 99.8% in tower bottom.Keywords: azeotropic distillation； entrainer； residue curve；acetoneAspen Plus軟件分離正己烷和乙酸乙酯的模擬分析前 言目前，在醫(yī)藥等很多領(lǐng)域內(nèi)，均

7、使用大量的正己烷和乙酸乙酯作為有機(jī)溶劑,【1】如壓敏膠帶制造采用的溶劑為乙酸乙酯,諾氟沙星微囊的研制采用的溶劑為正己烷2。在最終產(chǎn)品中,這些溶劑必須完全脫除,因而形成有機(jī)溶劑廢液。因此回收利用這些有機(jī)溶劑就成為一個(gè)重要的問題。正己烷和乙酸乙酯形成最低共沸物,采用普通精餾法無法將其分離,因此必須采用一些特殊的分離方法,共沸精餾就是一種很有效的分離方法13。共沸劑的選擇關(guān)系到共沸精餾能否順利進(jìn)行以及經(jīng)濟(jì)是否合理。正己烷和乙酸乙酯形成最低共沸物,選用的共沸劑應(yīng)與正己烷和乙酸乙酯組分之一形成一種新的二元最低共沸物,所形成的二元最低共沸物的沸點(diǎn)應(yīng)低于正己烷-乙酸乙酯共沸物的沸點(diǎn),并且共沸劑要容易回收,具

8、有良好的物性,經(jīng)濟(jì)性好14。本工作選擇丙酮作為共沸劑,用Aspen plus軟件模擬了以丙酮為共沸劑分離正已烷和乙酸乙酯的工藝流程,并確定了最佳工藝條件,為工藝設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。第一章 總 論1.1 Aspen Plus介紹Aspen Plus是一個(gè)生產(chǎn)裝置設(shè)計(jì)、穩(wěn)態(tài)模擬和優(yōu)化的大型通用流程模擬系統(tǒng)。Aspen Plus提供了豐富的物性計(jì)算方法與模型，我們必須根據(jù)物系特點(diǎn)和溫度、壓力條件適當(dāng)選用。Aspen Plus 自帶有約1 773 種有機(jī)物、2 450 種無機(jī)物、3 314種固體物、900 種水溶電解質(zhì)的基本物性參數(shù)的物性數(shù)據(jù)庫，還有豐富的狀態(tài)方程和活度系數(shù)方法可以用來估算物性【17】。對(duì)

9、于所需的T- x- y 圖等數(shù)據(jù)可以通過查找Aspen Plus 物性數(shù)據(jù)庫，物性數(shù)據(jù)庫中沒有的還可以通過Aspen Plus 軟件提供的物性估算功能進(jìn)行理論計(jì)算。使用Aspen Plus 模擬軟件，對(duì)液體混合物進(jìn)行模擬計(jì)算，可以得出精餾塔的塔板數(shù)、回流比、進(jìn)料位置等主要操作參數(shù)及工況條件。Aspen Plus提供一套功能強(qiáng)大的模型分析工具，最大化工藝模型的效益：收斂分析：自動(dòng)分析和建議優(yōu)化的撕裂物流、流程收斂方法和計(jì)算順序，即使是巨大的具有多個(gè)物流和信息循環(huán)的流程，收斂分析非常方便。calculator models計(jì)算模式： 包含在線FORTRAN 和Excel 模型界面。靈敏度分析：非常

10、方便地用表格和圖形表示工藝參數(shù)隨設(shè)備規(guī)定和操作條件的變化而變化。案例研究： 用不同的輸入進(jìn)行多個(gè)計(jì)算，比較和分析。設(shè)計(jì)規(guī)定能力:自動(dòng)計(jì)算操作條件或設(shè)備參數(shù)，滿足規(guī)定的性能目標(biāo)。數(shù)據(jù)擬合：將工藝模型與真實(shí)的裝置數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，確保精確的和有效的真實(shí)裝置模型。優(yōu)化功能：確定裝置操作條件，最大化任何規(guī)定的目標(biāo)，如收率、能耗、物流純度和工藝經(jīng)濟(jì)條件【18】。1.2 課題介紹本論文研究的主要是利用Aspen plus模塊中的精餾分析模塊對(duì)研究的系統(tǒng)進(jìn)行靈敏度分析以及設(shè)計(jì)規(guī)定能力的操作。特此說明的是本論文是在搜集了大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，基于前人的研究成果，利用所得的數(shù)據(jù)，研究的是分離正己烷和乙酸乙酯的流程。對(duì)于

11、兩者的分離，由于兩者能形成均相共沸物【3】，所以需要添加共沸劑使兩者得以分離，應(yīng)用化工原理的共沸精餾以及共沸劑的選擇知識(shí)我們可以知道，丙酮為理想的共沸劑之一，所以采用的為使用丙酮作為共沸劑分離兩者4。在精餾操作中，原料以及丙酮的進(jìn)料位置，共沸劑丙酮的進(jìn)料量，回流比的改變都會(huì)影響到最終產(chǎn)品產(chǎn)量的高低，使用Aspen plus對(duì)其的操作條件進(jìn)行了詳細(xì)的模擬，并且得出了使兩者能夠分離的最佳操作條件。第二章 工藝流程2.1 物性分析由aspen plus里面的物性數(shù)據(jù)對(duì)組分進(jìn)行分析，得出圖2-1，從圖2-1中我們可知正己烷和乙酸乙酯的正常沸點(diǎn)分別為68.7和77.2,在101.3kPa下形成二元最低共

12、沸物,共沸組成正己烷的摩爾分?jǐn)?shù)67.5%,乙酸乙酯的摩爾分?jǐn)?shù)32.5%。共沸溫度65.2,因此不能用普通精餾實(shí)現(xiàn)分離5。加入丙酮作為共沸劑,它僅與正已烷形成二元最低共沸物,共沸點(diǎn)為49.8,共沸物中含丙酮摩爾分?jǐn)?shù)為62.5%，如圖2-2、2-3所示。該三元物系的剩余曲線如圖2-4所示。兩個(gè)二元共沸物的連線為蒸餾邊界,整個(gè)相圖被分為精餾區(qū)域1和2,分別位于紅線的左上方和右下方。共沸劑丙酮的加入使總組成位于精餾區(qū)域1內(nèi)。故共沸精餾塔的操作就在區(qū)域1內(nèi)完成。加入適量的丙酮,可使塔頂餾出丙酮-正已烷二元共沸物 (只是接近該組成),塔釜得到純乙酸乙酯【6】。圖2-1 正己烷與乙酸乙酯的t-x-y圖圖2-

13、2 正己烷與丙酮的t-x-y圖圖2-3 乙酸乙酯與丙酮的t-x-y圖圖2-4 正已烷-乙酸乙酯-丙酮的剩余曲線圖2.2 流程確定乙酸乙酯和丙酮的共沸物從共沸精餾塔塔頂蒸出進(jìn)入萃取塔,萃取塔中用水萃取丙酮和正己烷的混合物,塔頂?shù)玫捷^純的正己烷【8】；萃取后的丙酮水溶液作為原料加入共沸劑精餾回收塔,塔頂?shù)玫交厥盏谋＝?jīng)過分離,正己烷、乙酸乙酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)都達(dá)到99.8%以上【7】。第三章 結(jié)果與討論在分離正己烷、乙酸乙酯共沸物的流程中,共有3個(gè)塔設(shè)備組成,在共沸精餾塔中,原料中的正已烷與丙酮形成最低共沸物從塔頂蒸出,塔釜得到純的乙酸乙酯。萃取塔和丙酮回收塔為回收裝置,將正已烷與丙酮進(jìn)行分離并回收丙

14、酮,由于萃取塔及丙酮回收塔的操作較易進(jìn)行,故本文將主要討論共沸精餾塔的操作條件。本文采用Aspen plus工程軟件進(jìn)行模擬14, 一般在相平衡模擬計(jì)算中常用的活度系數(shù)模型有WILSON方程、NRTL方程等。由于該工藝包含有液液不互溶體系的計(jì)算,所以WILSON方程不適用,NRTL方程在表示二元和多元的汽液平衡方面是相當(dāng)好的,適用于完全互溶或部分互溶體系,同時(shí)能夠準(zhǔn)確的模擬非理想溶液汽液和液液相平衡15。此次模擬過程中，為物流確定的初步信息為原料液常溫進(jìn)入共沸精餾塔，原料液的流量假定一個(gè)初始值為100kg/h，其中，正己烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%，共沸劑丙酮的流量為80kg/h，常壓蒸餾。共沸精餾塔

15、塔板數(shù)為19塊，原料液進(jìn)料位置為第13塊，丙酮的進(jìn)料位置在第4塊。塔釜的出料量設(shè)定為40kg/h【10】。3.1 共沸精餾塔回流比對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)量的影響在以上所給的初始條件下，進(jìn)行靈敏度分析，改變共沸精餾塔的回流比，輸入情況如下所示：定義的所觀測(cè)的量為得到的產(chǎn)品中乙酸乙酯的質(zhì)量分率，填入如下表3-1-1:表3-1-1 乙酸乙酯的質(zhì)量分率設(shè)置變化的量為共沸精餾塔的回流比,一般根據(jù)數(shù)據(jù)可知回流比設(shè)為1.3左右，所以為了研究回流比的變化對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)量的影響，我們可以選定回流比的變化范圍為1.23.011，既能滿足實(shí)際情況，又不會(huì)致使回流比的范圍太大而造成流程的不正常運(yùn)行，或者使最后的結(jié)果沒有得到收斂，設(shè)置見下

16、表3-1-2:表3-1-2 共沸精餾塔的回流比設(shè)置進(jìn)行運(yùn)算后，得到的數(shù)據(jù)如下所示：VARY 1RMASS-RRCaseStatus1OK1.20.9960551052OK1.30.9980746393OK1.40.9980776084OK1.50.9980140865OK1.60.9979609326OK1.70.9979182917OK1.80.9978836368OK1.90.9978550029OK20.99783110OK2.10.99781063611OK2.20.99779318412OK2.30.99777810213OK2.40.99776497214OK2.50.997753

17、4715OK2.60.99774333916OK2.70.9977343717OK2.80.99772639718OK2.90.99771928119OK30.997712907由以上的數(shù)據(jù)以回流比為橫坐標(biāo)，產(chǎn)物分率為縱坐標(biāo)作圖，見下圖3-1：圖3-1 回流比對(duì)乙酸乙酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響結(jié)論：由圖3-1可知，在精餾塔的質(zhì)量回流比為1.3時(shí)，就能得到含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.8%的乙酸乙酯，隨著回流比的增加，乙酸乙酯的含量變化不大，增大回流比有利于精餾過程的傳質(zhì)，但是增大回流比，是以增加能耗為代價(jià)的，故此次回流比選為1.3即可達(dá)到我們所需要的要求。在此，為了確定我們得出的結(jié)果是否準(zhǔn)確可靠，可以進(jìn)行一次設(shè)計(jì)

18、規(guī)定的模擬，輸入值如表3-1-3：表3-1-3 產(chǎn)品物流中的質(zhì)量分率設(shè)置在進(jìn)行模擬過程中，一般都會(huì)出現(xiàn)誤差允許值的設(shè)定，根據(jù)數(shù)據(jù)分析和誤差分析，我們通常會(huì)選取目標(biāo)值的萬分之三來進(jìn)行模擬12，這樣在我們?cè)O(shè)定的這個(gè)允許值的范圍內(nèi)，得出的結(jié)果是我們可以采納的，如表3-1-4：表3-1-4 產(chǎn)品產(chǎn)率以及誤差的設(shè)置回流比變化范圍設(shè)為1.1-3，如表3-1-5：表3-1-5 設(shè)計(jì)規(guī)定中的回流比的設(shè)置設(shè)置完成后進(jìn)行模擬運(yùn)行，模擬得出的結(jié)果見表3-1-6：表3-1-6 回流比設(shè)計(jì)規(guī)定結(jié)果結(jié)論：由靈敏度分析得出的產(chǎn)品產(chǎn)率隨著回流比的變化，可知最佳回流比為1.3，而當(dāng)回流比為1.3時(shí)，我們進(jìn)行了設(shè)計(jì)規(guī)定的運(yùn)算，最

19、后得到的產(chǎn)品乙酸乙酯的質(zhì)量分率為0.998，達(dá)到了我們之前所設(shè)定的值，由此可知，我們得出的回流比為1.3可靠。3.2 共沸劑丙酮進(jìn)料位置對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)量的影響原料的進(jìn)料量為100kg/h，其中正己烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為為40%，丙酮的進(jìn)料量為80kg/h，共沸精餾塔板數(shù)為19塊，其中原料液的進(jìn)料位置為第13塊板，回流比為1.3。輸入量的步驟和3.1中的類似，如下表所示：表3-2-1 乙酸乙酯的質(zhì)量分率設(shè)置在開始的條件中，設(shè)定的丙酮進(jìn)料位置為第4快板，所以我們選取的進(jìn)料板的位置變化21016，來研究產(chǎn)品產(chǎn)率的變化：表3-2-2 丙酮進(jìn)料位置的設(shè)置填入值確定以后，進(jìn)行運(yùn)行模擬計(jì)算后，所得數(shù)據(jù)如下所示：VARY1

20、M1 ACETONESTAGECase Status1OK20.9251697722OK30.9853208093OK40.9980746394OK50.9974927845OK60.9967240796OK70.9957206377OK80.9943728378OK90.992528599OK100.989955573由以上的數(shù)據(jù)作圖可得圖3-2：圖3-2 共沸劑丙酮進(jìn)料位置對(duì)乙酸乙酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響結(jié)論：由圖3-2可知，乙酸乙酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著丙酮進(jìn)料位置由塔頂下移，逐漸變大，在丙酮的進(jìn)料位置為第4塊板時(shí)，乙酸乙酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.998。當(dāng)共沸劑丙酮的進(jìn)料位置繼續(xù)下移時(shí)，乙酸乙酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)緩

21、慢變小，這是因?yàn)楸姆悬c(diǎn)較低，若在塔的上部進(jìn)料，會(huì)使一部分共沸直接蒸出，減小了丙酮的作用，使塔釜中出料中有少量正已烷。而在第4塊以下進(jìn)料，丙酮能較完成地與正已烷形成最低共沸物，使塔釜中乙酸乙酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)提高。故共沸劑丙酮的進(jìn)料位置為第4塊板比較合適。以第4塊板為進(jìn)料板，進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)定的模擬：表3-2-3 產(chǎn)品乙酸乙酯的質(zhì)量分率的設(shè)置采用的允許誤差值為產(chǎn)品產(chǎn)率的萬分之三，表3-2-4 產(chǎn)品產(chǎn)率以及誤差的設(shè)置在初始條件下，我們選取的進(jìn)料板為第4塊，所以我們進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)定的進(jìn)料板位置變化為第210塊，設(shè)置如表3-2-5：表3-2-5 共沸劑丙酮進(jìn)料板位置的設(shè)置以上數(shù)據(jù)輸入完畢后，進(jìn)行模擬，所得出的結(jié)果

22、如表3-2-6所示：表3-2-6 丙酮進(jìn)料板位置設(shè)計(jì)規(guī)定結(jié)果結(jié)論：由靈敏度分析的結(jié)果曲線可知，丙酮的進(jìn)料位置在第4塊板能夠達(dá)到我們所需要的產(chǎn)量。當(dāng)進(jìn)料位置為第4塊板時(shí)，得到的產(chǎn)品乙酸乙酯的質(zhì)量分率為0.998，即達(dá)到了我們需要的產(chǎn)率，所以當(dāng)丙酮的進(jìn)料位置為第4塊板時(shí)，產(chǎn)率最佳。3.3 原料進(jìn)料位置對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)量的影響原料的進(jìn)料量為100kg/h，進(jìn)料中正已烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%，丙酮的進(jìn)料量為80kg/h，共沸精餾塔塔板數(shù)為19塊，回流比為1.3，共沸劑丙酮的進(jìn)料位置在第4塊板，改變?cè)系倪M(jìn)料位置，檢驗(yàn)最佳原料進(jìn)料位置。表3-3-1 乙酸乙酯的質(zhì)量分率設(shè)置初始條件設(shè)置的原料的進(jìn)料位置為第13塊板，在

23、13的周圍我們選取適當(dāng)?shù)刂颠M(jìn)行模擬，在這里選取的為第1017塊板17，表3-3-2 原料進(jìn)料位置的設(shè)置上述值填入完畢后，進(jìn)行模擬計(jì)算后，所得結(jié)果如下所示：VARY 1M4 FEEDSTAGECase Status1OK100.9974187562OK110.997948843OK120.998130684OK130.9980746395OK140.9977501586OK150.9968018857OK160.9937956748OK170.984666974由模擬所得到的數(shù)據(jù)作圖3-3可得:圖3-3 原料進(jìn)料位置對(duì)乙酸乙酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響結(jié)論：原料的進(jìn)料位置在11塊和14塊之間，乙酸乙酯的質(zhì)量

24、分?jǐn)?shù)保持在0.998，原料進(jìn)料位置在14塊之后，隨著原料進(jìn)料位置的變大，乙酸乙酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸變小，故選擇第13塊塔板進(jìn)料比較合適。選擇原料的進(jìn)料位置為13塊板，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)定的模擬：表3-3-3 乙酸乙酯的質(zhì)量分率設(shè)置由前所述，采用的允許誤差值為萬分之三，表3-3-4 產(chǎn)品產(chǎn)率及誤差的設(shè)置原料進(jìn)料位置變化為第1018塊板，表3-3-5 原料進(jìn)料位置的設(shè)置輸入上述值以后，進(jìn)行模擬計(jì)算后，所得結(jié)果如表3-3-6所示：表3-3-6 原料進(jìn)料位置設(shè)計(jì)規(guī)定的結(jié)果結(jié)論：由靈敏度分析曲線可知，在進(jìn)料板位置為13塊板的時(shí)候，可以得到我們想要的產(chǎn)品。在進(jìn)行了設(shè)計(jì)規(guī)定后，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)原料進(jìn)料板位置為第13塊板的

25、時(shí)候，得到的產(chǎn)品產(chǎn)率為0.998，也就是說這個(gè)結(jié)果滿足要求。3.4 共沸劑丙酮用量對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)量的影響原料的進(jìn)料量為100kg/h，進(jìn)料中正已烷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%，共沸精餾塔塔板數(shù)為19塊，原料的進(jìn)料位置在第13塊板，共沸劑丙酮的進(jìn)料位置在第4塊板，回流比為1.3，改變共沸劑丙酮的用量，輸入值如下表3-4-1所示：表3-4-1 塔釜中各種物質(zhì)（目標(biāo)產(chǎn)物）的設(shè)置由于此次研究的是一個(gè)變量改變以后所引起的三個(gè)變量的改變，故需要有三個(gè)觀察值，如上表3-4-1輸入。操縱變量丙酮流量的變化范圍為50100kg/h【20】，見表3-4-2所示：表3-4-2 共沸劑丙酮用量的設(shè)置表3-4-3 所研究的因變量的設(shè)置

26、輸入完畢后，進(jìn)行運(yùn)算模擬，所得結(jié)果如下所示: VARY 1CaseStatusACETONE TOTALFL2FL3FL11OK508.21518251e-0080.2037402070.7962597112OK551.50109898e-0070.1646650620.8353347883OK602.99085217e-0070.1246445210.875355184OK657.02884403e-0070.08432458240.9156747155OK702.35161553e-0060.04544230850.954555346OK752.13146586e-0050.0132433

27、2660.9867353597OK800.001018725850.00090663460.998074648OK850.001649040420.000497434410.9978535259OK900.001976947870.000406159920.99761689210OK950.002238896890.0003527691710.99740833411OK1000.002468841550.0003144779160.997216681對(duì)上述模擬所得數(shù)據(jù)作圖3-4可得：圖3-4 共沸劑丙酮用量對(duì)乙酸乙酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響結(jié)論：當(dāng)丙酮的進(jìn)料量小于80kg/h時(shí)，塔釜中丙酮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0

28、，之后也一直保持為0。塔釜中乙酸乙酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著丙酮進(jìn)料量的增加逐漸增大，當(dāng)丙酮的進(jìn)料量為80kg/h時(shí)，乙酸乙酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到0.998。之后隨著丙酮的進(jìn)料量增大，乙酸乙酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)基本保持不變。正己烷質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨著丙酮的增多逐漸減小，當(dāng)丙酮的量為80kg/h時(shí)，其含量變?yōu)榱?，之后保持不變。這是因?yàn)樵诠卜袆┍倪M(jìn)料量為80kg/h之前，共沸劑丙酮的用量不足，只能與部分正已烷形成共沸物，故塔釜會(huì)有一部分正已烷,隨著丙酮用量的增加，塔釜中正己烷越來越少，乙酸乙酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)就相對(duì)應(yīng)提高21。丙酮的進(jìn)料量大于80kg/h ，由于產(chǎn)物含量已經(jīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，故萃取劑丙酮的用量選為80kg/h。將丙酮的量設(shè)

29、定為80kg/h時(shí)，進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)定的運(yùn)行，輸入如下：表3-4-4 目標(biāo)產(chǎn)物乙酸乙酯的質(zhì)量分率設(shè)置采用的允許誤差值為產(chǎn)率的萬分之三，表3-4-5 產(chǎn)品產(chǎn)率及誤差的設(shè)置丙酮的質(zhì)量流率變化范圍為50100kg/h，表3-4-6 共沸劑丙酮用量的設(shè)置輸入完畢后，進(jìn)行運(yùn)行模擬，所得結(jié)果如下表3-4-7所示：表3-4-7 共沸劑丙酮用量設(shè)計(jì)規(guī)定結(jié)果結(jié)論：由靈敏度分析曲線可知，當(dāng)丙酮用量為80kg/h時(shí)，既能滿足我們的要求，又不會(huì)浪費(fèi)原料，在進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)定后，我們可以看到，當(dāng)丙酮的用量為80kg/h時(shí)，乙酸乙酯最終的產(chǎn)率為0.998，就是說能夠達(dá)到我們所要求的產(chǎn)品。所以選取的丙酮用量為80kg/h。第四章 結(jié)束

30、語分析了采用丙酮作為共沸劑分離正已烷、乙酸乙酯混合物的的應(yīng)用區(qū)域，并確定了分離流程，采用Aspen plus軟件進(jìn)行模擬以丙酮為共沸劑，分離正己烷、乙酸乙酯混合物的流程。確定了共沸精餾塔的最佳操作條件，即共沸劑丙酮的用量為80kg/h，回流比為1.3。原料的進(jìn)料位置為第13塊板，丙酮的進(jìn)料位置為第4塊板，此時(shí)，塔釜乙酸乙酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)99.8%以上。在這個(gè)模擬分離中，由于回收過程相對(duì)來說比較簡(jiǎn)便，既是普通精餾過程，所以沒有進(jìn)行回收塔部分的模擬，只進(jìn)行了共沸精餾的模擬，采用的模擬流程如下圖4-1所示：圖4-1 流程模擬圖在運(yùn)行結(jié)果后，得到了物流數(shù)據(jù)，如下表4-1所示，表中詳細(xì)的展示了各個(gè)物流結(jié)

31、果，可以直接在表中讀取結(jié)果。表4-1 物流結(jié)果有以上的表格，可讀出在“PRODUCT”物流中，可以看到乙酸乙酯的質(zhì)量流率為39.92299kg/h，總的質(zhì)量流率為40kg/h，由此可知，產(chǎn)品乙酸乙酯的質(zhì)量流率在0.998左右，達(dá)到了需要的結(jié)果。所以說，共沸精餾塔的最佳操作條件，即共沸劑丙酮的用量為80kg/h，回流比為1.3。原料的進(jìn)料位置為第13塊板，丙酮的進(jìn)料位置為第4塊板。參考文獻(xiàn)(21條)1李克,萬邦廷.溶劑回收M.北京:兵器工業(yè)出版社,1991:209-305.2張秀榮,林天慕.諾氟沙早微囊的研制J.沈陽藥科大學(xué)學(xué)報(bào),2000,17 (4):247-249.3楊志才.化工生產(chǎn)中的間歇過程原理、工藝及設(shè)備M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001:398-402.4白鵬,曾軍.間歇共沸精餾分離正己烷和乙酸乙酯的研究J.化學(xué)工業(yè)與工程,2005 (6):1-2.5彭秉璞.化工系統(tǒng)分析與模擬M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1990:13-16.6白鵬,朱良偉.正己烷和乙酸乙酯間歇共沸精餾分離共沸劑的研究J.石油化工,2006,35 (1):37-41.7隋振英,鄒東霄.共沸精餾中共沸劑的選擇J.化學(xué)工程師,