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扬子石化分厂年产17万吨VAC项目 典型设备选型说明书

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2019“东华科技-恒逸石化杯”第十三届全国大学生化工设计竞赛

灵敏度分析

中国石化扬子石油化工有限公司年产15.8万吨醋酸乙烯酯项目

三峡大学-5V5团队

团队成员：刘梦洁陈鹏王冰洁吴俊杨子寒

指导老师：

1-武汉科技大学挑战者团队

1-

目录

TOC\o1-3\h\z\u塔优化 1

1.精馏塔T0306优化 1

1.1塔板数 2

1.2进料板位置 2

1.3回流比的优化 3

2.共沸精馏塔T0305优化 3

2.1进料板位置 4

3.吸收塔T0201优化 4

3.1液相流率 4

塔优化

在建立全流程分析过程中，采用AspenPlus中的Sensitivityanalysis模块对流程中的一些塔设备进行了参数优化和敏感性分析，这些参数包括各个精馏塔的塔板数、回流比、进料板位置，吸收塔的液气比以及萃取精馏塔萃取剂的用量等相关参数。下面将对工艺模拟过程中的涉及的一些典型设备操作参数优化设计，以T12精馏塔、T0102萃取精馏塔、T2吸收塔、T10共沸精馏塔为例，分别进行详细说明。

1.精馏塔T0306优化

本工艺初始T0306精馏塔操作参数条件为：操作压力为1bar,理论板数为149，规定摩尔回流比为5，塔顶馏出率为19713Kg/hr的情况下，考察了塔板数、进料板位置对塔顶产品醋酸乙烯酯纯度、冷凝器负荷、再沸器负荷进行了参数敏感性分析。

规定塔顶产品异丁烯纯度需达到92.00%。

1.1塔板数

图1塔板数灵敏度分析图

随着塔板数增加，塔顶产出物醋酸乙烯酯的质量分数逐渐增大，同时冷凝器、再沸器负荷也不断增大，为达到更高的分离精度，所选取的塔板数为149。

1.2进料板位置

图2T0306的进料板位置的灵敏度分析图

随着进料板位置增加，塔顶产出物醋酸乙烯酯的质量分数增大。在第76块塔板上进料时，异丁烯的质量分数达到最大，为达到所需求的分离精度，所选取的进料板位置为第76块板。

1.3回流比的优化

图4-22醋酸乙烯酯塔回流比的灵敏度分析

回流比的确定关系到分离效果以及后期操作费用，为了得到更高纯度的醋酸乙烯酯，需要对醋酸乙烯酯塔回流比进行优化，采用AspenPlus中Sensitivity对脱氧分解塔回流比进行优化，优化结果如图4-22（横轴代表摩尔回流比，纵轴代表塔顶醋酸乙烯酯质量分数、再沸器热负荷）。

由上图可知，当回流比为15时时，塔顶醋酸乙烯酯的含量最高，回流比增加的影响不大。所以在选择最佳回流比时，首先考虑达到工艺分离要求，再考虑操作弹性和热负荷。因此，本项目中的醋酸乙烯酯精馏塔塔回流比取为14。

2.共沸精馏塔T0305优化

本工艺初始共沸精馏塔操作参数条件为：操作压力为1.5bar，理论板数为40，馏出率为673.5，塔顶馏出率为42055Kg/hr的情况下，考察了进料板位置对醋酸乙烯酯塔顶产率、再沸器负荷进行了参数敏感性分析。

2.1进料板位置

图5塔板数灵敏度分析图

随着进料板位置的增加，塔顶醋酸乙烯酯减少，再沸器负荷影响较小，再沸器负荷先增加后减少，且总体变化不大，为使总费用降低，所进料塔板数为23。

3.吸收塔T0201优化

本工艺初始吸收塔操作参数条件为：操作压力为8.5bar,理论板数为10，塔顶馏出率为69259Kg/hr的情况下，考察了吸收剂的液相流率对进料气相中的乙烯，二氧化碳的吸收程度进行了参数敏感性分析。

3.1液相流率

图8吸收剂液相流率灵敏度分析图

随着吸收剂液相流率增大，塔顶未被吸收的二氧化碳质量流率逐渐减小。